10 Анализ уровней напряжения в системе электроснабжения
Целью анализа уровней напряжения являются:
Определение необходимости применения средств регулирования напряжения;
Выбор средств регулирования напряжения, мест их установки и требуемого диапазона регулирования;
Определение номеров ответвлений трансформаторов с ПБВ.
Анализ режима напряжений ведется одновременно для всей распределительной сети, все нагрузки и напряжения предполагаются симметричными и линейными, рассматриваются два режима: режим минимальных нагрузок и режим максимальных нагрузок.
Уровни напряжения на зажимах приемников 0,4 кВ соответствуют требованиям ГОСТ, если отклонение напряжения от номинального на шинах 0,4 кВ цеховых ТП отклоняются в пределах:
+
4%
+ 6% - в режиме максимальных нагрузок;
+ 1% + 5% - в режиме минимальных нагрузок.
В курсовом проекте анализ уровней напряжения производится для ближайшей и наиболее удаленной трансформаторной подстанции, т.е. КТП12 и КТП8.
Потери мощности в цеховых трансформаторах учитываются приближенно. Потерями мощности в линиях можно пренебречь. Потери напряжения в трансформаторах рассчитываются по мощности, подходящей к нему.
Активное сопротивление линии, Ом:
, (88)
где
-
удельное активное сопротивление линии,
Ом/км,
-
длина линии, км.
Реактивное сопротивление линии, Ом:
, (89)
где
-
удельное активное сопротивление линии,
Ом/км.
ВЛ
35кВ:
,
.
КЛ8:
,
.
КЛ12:
,
.
КЛ13:
,
.
Сопротивления трансформатора, Ом:
,
(90)
.
,
(91)
.
ГПП:
,
.
КТП8:
,
.
КТП12:
,
.
Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в максимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности сводится в таблицу 29.
Таблица 29 – Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в максимальном
режиме с учетом компенсации реактивной мощности
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
Нагрузка КЛ13 |
||||||
КТП11 |
1000 |
1071,43 |
90,353 |
1075,233 |
107,523 |
32,257 |
КТП12 |
630 |
714,285 |
10,235 |
714,358 |
71,436 |
21,431 |
ВН ц.16 |
|
2250 |
- |
- |
- |
- |
Итого |
|
4035,735 |
100,588 |
|
178,959 |
121,188 |
Нагрузка КЛ12 |
||||||
КТП12 |
630 |
714,285 |
10,235 |
714,358 |
71,436 |
21,431 |
Итого |
|
714,285 |
10,235 |
|
71,436 |
21,431 |
Нагрузка КЛ8 |
||||||
КТП8 |
630 |
797,976 |
48,732 |
799,463 |
79,946 |
23,984 |
Итого |
|
797,976 |
48,732 |
|
79,946 |
23,984 |
Так как предприятие работает по трехсменному графику, то предполагается, что активные нагрузки принимаются 80% от расчетной, а реактивные 90% от расчетной нагрузок Нагрузка потребителей выше 1000 В уменьшается на 10% по сравнению с расчетной.
В ночное время конденсаторные установки могут быть отключены (при регулировании в ночном режиме) или их мощность снижается пропорционально нагрузке ( при наличии автоматического регулирования)ю Конденсаторные установки оснащены автоматическими регуляторами реактивной мощности.
, .
Таблица 30 – Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в минимальном
режиме с учетом компенсации реактивной мощности
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
Нагрузка КЛ13 |
||||||
КТП11 |
1000 |
857,144 |
21,318 |
857,409 |
85,741 |
25,722 |
КТП12 |
630 |
571,428 |
0 |
572,548 |
57,255 |
17,176 |
ВН ц.16 |
|
2025 |
- |
- |
- |
- |
Итого |
|
3453,572 |
21,318 |
|
142,996 |
42,898 |
Нагрузка КЛ12 |
||||||
КТП12 |
630 |
571,428 |
0 |
572,548 |
57,255 |
17,176 |
Итого |
|
571,428 |
0 |
|
57,255 |
17,176 |
Нагрузка КЛ8 |
||||||
КТП8 |
630 |
638,381 |
0 |
638,381 |
63,838 |
19,151 |
Итого |
|
638,381 |
0 |
|
63,838 |
19,151 |
Таблица 31 - Расчет потерь мощности в максимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности
№КТП |
Sном.тр |
Рр |
Qр--Qк.ст |
Sр |
квар |
кВт |
кВА |
кВт |
квар |
кВА |
|||
1 |
630 |
799,463 |
14,518 |
799,595 |
79,959 |
23,988 |
2 |
630 |
765,418 |
49,714 |
767,031 |
76,703 |
23,011 |
3 |
1000 |
1164,17 |
83,597 |
1167,168 |
116,717 |
35,015 |
4 |
630 |
695,209 |
10,636 |
695,29 |
69,529 |
20,859 |
5 |
630 |
716,276 |
26,11 |
716,752 |
71,675 |
21,503 |
6 |
630 |
721,039 |
34,676 |
721,872 |
72,187 |
21,656 |
7 |
1000 |
1082,4 |
59,104 |
1084,012 |
108,401 |
32,520 |
8 |
630 |
797,976 |
48,732 |
799,463 |
79,946 |
23,984 |
9 |
1000 |
1121,02 |
33,865 |
1121,531 |
112,153 |
33,646 |
10 |
630 |
695,174 |
11,092 |
695,262 |
69,526 |
20,858 |
11 |
1000 |
1071,43 |
90,353 |
1075,233 |
107,523 |
32,257 |
12 |
630 |
714,285 |
10,235 |
714,358 |
71,436 |
21,431 |
Итого |
|
10343,86 |
472,632 |
10357,57 |
1035,755 |
310,727 |
Мощность предприятия в режиме максимальных нагрузок, кВт:
, (92)
.
Мощность предприятия в режиме максимальных нагрузок, квар:
, (93)
.
Таблица 32 - Расчет потерь мощности в минимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности
№КТП |
Sном.тр |
Рр |
Qр--Qк.ст |
Sр |
квар |
кВт |
кВА |
кВт |
квар |
кВА |
|||
1 |
630 |
639,57 |
43,066 |
641,019 |
64,102 |
19,231 |
2 |
630 |
612,334 |
39,743 |
613,623 |
61,362 |
18,409 |
3 |
1000 |
931,336 |
39,237 |
932,162 |
93,216 |
27,965 |
4 |
630 |
556,167 |
9,572 |
556,250 |
55,625 |
16,687 |
5 |
630 |
573,021 |
23,499 |
573,502 |
57,350 |
17,205 |
6 |
630 |
576,831 |
31,208 |
577,675 |
57,767 |
17,330 |
7 |
1000 |
865,92 |
17,194 |
866,091 |
86,609 |
25,983 |
8 |
630 |
638,381 |
43,859 |
639,886 |
63,989 |
19,197 |
9 |
1000 |
896,816 |
4,479 |
896,827 |
89,683 |
26,905 |
10 |
630 |
556,139 |
49,983 |
558,381 |
55,838 |
16,751 |
11 |
1000 |
857,144 |
121,318 |
865,687 |
86,569 |
25,971 |
12 |
630 |
571,428 |
14,212 |
571,605 |
57,160 |
17,148 |
Итого |
|
8275,088 |
437,369 |
8292,706 |
829,271 |
248,781 |
Мощность предприятия в режиме минимальных нагрузок, кВт:
, (94)
,
(95)
,
.
Мощность предприятия в режиме минимальных нагрузок, квар:
, (96)
.
Потери мощности в обмотках трансформатора ГПП, кВА:
, (97)
,
.
Мощность, протекающая со стороны высокого напряжения ГПП(на одну линию), кВА:
, (98)
Потери мощности в линии 35кВ, кВА:
,
.
Мощность в начале линии 35кВ (на одну секцию), кВА:
, (99)
,
.
Определяются потери напряжения в элементах сети для рассматриваемых режимов,%:
Потери напряжения в ВЛ:
,
.
Потери напряжения в ГПП:
,
.
Результаты расчетов сводятся в таблицу 33.
Таблица 33 - Анализ уровней напряжения на шинах ГПП
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
Шины 35 кВ |
6 |
3 |
6 |
3 |
ЛЭП-35 |
1,507 |
1,237 |
1,507 |
1,237 |
Трансформатор ГПП |
|
|
|
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
б)потери напряжения |
1,507 |
1,237 |
1,507 |
1,237 |
в)регулятор РПН |
- |
- |
-2х1,78 |
-2х1,78 |
Итого на шинах ГПП |
7,986 |
5,526 |
4,426 |
1,966 |
,
,
,
.
,
,
,
,
,
.
Таблица 34 - Анализ уровней напряжения на шинах удаленной цеховой ТП (КТП12)
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
Шины ГПП |
7,986 |
5,526 |
4,426 |
1,966 |
Кл -10кВ |
|
|
|
|
КЛ12 |
0,035 |
0,028 |
0,035 |
0,028 |
КЛ13 |
0,235 |
0,197 |
0,235 |
0,197 |
Трансформатор цеховой п/с |
|
|
|
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
б)потери напряжения |
1,007 |
0,179 |
1,007 |
0,179 |
в)надбавка Е(ПБВ) |
- |
- |
-4х1,25 |
-4х1,25 |
Итого на шинах 0,4 |
11,628 |
10,473 |
3,068 |
1,913 |
Таблица 35 - Анализ уровней напряжения на шинах ближайшей цеховой ТП (КТП8)
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
Шины ГПП |
7,986 |
5,526 |
4,426 |
1,966 |
Кл -10кВ |
|
|
|
|
КЛ8 |
0,046 |
0,037 |
0,046 |
0,037 |
Трансформатор цеховой п/с |
|
|
|
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
б)потери напряжения |
1,442 |
1,2 |
1,442 |
1,2 |
в)надбавка Е(ПБВ) |
|
|
-3х1,25 |
-3х1,25 |
Итого на шинах 0,4 |
11,498 |
9,289 |
4,188 |
1,979 |