2. Методичні вказівки до виконання електротехнічної частини проекту

2.1. Баланс активної потужності і вибір генераторів тец

Баланс активної потужності, що складається в енергосистемі для режиму максимального навантаження, являє собою рівність генерованої і споживаної потужностей в електричній системі

(2.1)

де активні потужності навантажень у вузлах, i = 2, 3, 4,

коефіцієнт різночасовості максимумів активного навантаження,

активна потужність, що передається через районну підстанцію,

потужність генераторів ТЕЦ,

сумарні втрати потужності в лініях і трансформаторах,

потужність власних потреб ТЕЦ.

Величина втрат орієнтовно складає 5…10 % від сумарної споживаної активної потужності в системі.

З рівняння балансу визначаємо потужність

Номінальна потужність генераторів і їх кількість вибираються у відповідності з даними табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Тип генератра	Частота оберт., об/хв		т
Т-12	3000	15	12	10,5	0,8
Т-20	3000	25	20	10,5	0,8
Т-32	3000	40	32	10,5	0,8
Т-63	3000	78, 75	63	10,5	0,8

Після вибору потужності і кількості генераторів визначається сумарна усталена потужність ТЕЦ:

(2.2)

і потужність, що видається станцією в систему:

, (2.3)

де реактивна потужність власних потреб ТЕЦ.

2.2. Обґрунтування схеми і напруги електричної мережі

Електрична мережа повинна забезпечувати надійне постачання споживачів електроенергією і потребувати для свого розвитку найменших затрат матеріальних ресурсів. З цих позицій і потрібно в першу чергу намічати схему проекту електричної мережі.

При виконанні проекту потрібно:

- намітити для заданого взаємного розташування вузлів електричної мережі можливі для спорудження лінії електропередачі;

- прийняти до розгляду 3-4 варіанти і проаналізувати їх з позицій надійності і економічності; зв'язок ТЕЦ з підстанцією енергосистеми повинен забезпечуватись за відмови будь-якої лінії електропередачі;

- вибрати для подальшого розрахунку кінцевий варіант електричної мережі.

Приклад. Нехай взаємне розташування вузлів мережі таке, як на рис. 2.1, а. Приймемо можливі для спорудження лінії електропередачі такі, як на рис. 2.1, б. Проектувати лінію між вузлами 2 і 3 недоцільно, оскільки ця лінія має велику довжину.

Виберемо до розгляду чотири варіанти електричної мережі - в, г, д, е. В кожному варіанті забезпечується прямий зв'язок ТЕЦ з енергосистемою (лінія 1-2); споживачі у вузлах 3 і 4 одержують живлення вздовж двох ліній (або дволанцюгової лінії) електропередачі.

Рис. 2.1. Варіанти розвитку електричної мережі

У всіх схемах при аварійному відключенні будь-якої лінії електропередачі забезпечується електропостачання споживачів 3 і 4 і зберігається зв'язок ТЕЦ з енергосистемою.

Із співставлення схем в і д видно, що схема д буде дорожчою, оскільки лінія 3-4 в схемі д довша, ніж лінія 1-3 в схемі в. Схему д з подальшого розгляду виключаємо.

В схемі г сумарна довжина ліній в одноланцюговому виконанні значно менша, ніж в схемі е. Тому останню з подальшого розгляду так само виключаємо.

Схеми в і г за сумарною довжиною ліній в одноланцюговому виконанні практично рівноцінні. Співставимо їх за кількістю силових вимикачів, умовно позначених жирними точками. В схемі г на один вимикач менше. Отже для подальшого розгляду залишаємо схему г.

При визначенні напруги електричної мережі слід спочатку оцінити напруги окремих ліній, а потім прийняти напругу всієї мережі.

Номінальна напруга електропередачі лінії визначається активною потужністю P, МВт, яка передається вздовж лінії, і віддаллю L, км, на яку ця потужність передається. Розрахувати номінальну напругу лінії можна, користуючись різними емпіричними формулами. Формула Стілла:

(2.4)

прийнятна для ліній довжиною до 250 км і потужностей до 60 МВт.

Для більших потужностей, що передаються на відстань до 1000 км, використовується формула Залєсського:

(2.5)

Задовільні результати для всієї шкали номінальних напруг (35…1150 кВ) дає формула Іларіонова:

(2.6)

Для того щоб скористатись однією з цих формул для вибору напруги, необхідно знати потоки потужності в лініях. Розрахунок попереднього (без врахування втрат) розподілу потужностей у розімкнутих мережах проводиться за першим законом Кірхгофа.

Для визначення попереднього розподілу потужностей в замкнутій мережі ця мережа розрізається по джерелу живлення (вузлу 1) і представляється мережею з двостороннім живленням. На рис. 2.2 показана мережа з двостороннім живленням трьох навантажень і Потужність ТЕЦ подана від’ємним навантаженням. Напрямки потужностей в лініях задаються довільно. Якщо при розрахунку деяка потужність буде мати від’ємний знак, то ця потужність тече в напрямку, протилежному вибраному.

Оскільки перетини проводів лінії ще не вибрані, то розподіл потужностей визначається за довжинами ліній. Потужності, що протікають вздовж головних дільниць мережі, визначаються за такими формулами:

(2.7,а)

(2.7,б)

де довжина лінії між вузлами і км,

сумарна довжина ліній замкнутої мережі, км.

Рис.2.2. Мережа з двостороннім живленням

Правильність обчислень можна перевірити за умовою

(2.7,в)

Потужності, що протікають вздовж ліній 2-3 і 3-4, розраховуються за першим законом Кірхгофа.

За розрахованими активними потужностями і довжинами ліній визначаються напруги цих ліній у відповідності з формулами (2.4-2.6). Одержані напруги округлюються до найближчих стандартних величин. За результатами аналізу одержаних напруг приймається номінальна напруга електричної мережі. В замкнутій мережі для всіх ліній, як правило, застосовується одна найбільша номінальна напруга.