Расчет режима максимальных нагрузок и баланса реактивной мощности
Расчет режима максимальных нагрузок для радиального варианта сети. Выбор средств регулирования напряжения
Таблица 18 – Параметры расчётной схемы электрической сети
----------------------------------------------------------------------------------
Радиальный вариант
S - балансирующий (3), N - узлы нагрузки (1) и генерации (2)
(U в кВ, P в МВт, Q в Мвар, G и B в мкСм)
------------------------------------
№ pr Us Ps Qs Gs Bs
S 201 3 242 0 0 0 0
N 202 1 220 0 0 0 0
N 203 1 220 80.4 60.4 0 0
N 204 1 220 0 0 0 0
N 112 1 110 110.6 93 0 0
N 114 1 110 90.4 75.8 0 0
N 115 1 110 0 0 0 0
N 31 1 35 25.4 18.3 0 0
N 11 1 110 0.118 0.82 0 0
N 12 1 110 0.05 0.35 0 0
N 13 1 110 0.042 0.224 0 0
N 1 1 10 55 37 0 0
N 2 1 10 24 16 0 0
N 3 1 10 20 13 0 0
------------------------------------
L - линии электропередачи
( R в Ом, X в Ом, B в мкСм)
-------------------------------------
N1 N2 R X B
L 201 202 3.1 13.5 333
L 201 203 2.2 12.2 313
L 202 203 7.4 32.2 198
L 203 204 2.1 12.0 308
L 112 115 4.4 11.2 300
L 112 114 8.1 20.7 138
L 112 11 2.489 6.36 168.339
L 112 12 2.54 4.355 108.161
L 11 13 1.818 3.117 77.41
------------------------------------------
T - Трансформаторы
(R в Ом, X в Ом, Uн в кВ, Uв в кВ)
--------------------------------------
N1 N2 R X Uн Uв
T 112 202 0.5 29.6 121 230
T 114 204 0.5 29.6 121 230
T 31 115 0.4 17.8 38.5 115
T 1 11 0.4 11 10.5 115
T 2 12 1.25 27.8 10.5 115
T 3 13 2.2 43.4 11 115
Таблица 19
Р е з у л ь т а т ы п о у з л а м :
N V dV P Q Pg Qb
201 242.000 0.000 -420.4423 -381.1109 0.0000 -0.0000
202 227.543 -2.257 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 230.886 -2.217 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 224.217 -3.572 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 104.733 -10.046 110.6000 93.0000 0.0000 -0.0000
114 110.471 -7.830 90.4000 75.8000 0.0000 -0.0000
115 101.564 -11.141 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000
31 32.821 -13.701 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 99.047 -11.904 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 103.373 -10.358 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 98.170 -12.106 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 8.610 -15.528 55.0000 37.0000 0.0000 -0.0000
2 8.978 -14.009 24.0000 16.0000 0.0000 -0.0000
3 8.710 -17.494 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
14.4323 66.2169 0.0000 0.0000
Таблица 20
Р е з у л ь т а т ы п о в е т в я м :
N1 N2 P12 Q12 P21 Q21 DP
201 202 -209.7822 -204.3886 205.0253 202.0449 4.756834
201 203 -210.6601 -176.7223 207.6949 177.7874 2.965134
202 203 6.2388 27.3159 -6.3147 -17.2430 0.075939
203 204 -120.9802 -100.1444 119.9412 110.1585 1.039068
112 115 -25.8639 -17.9995 25.4408 20.1151 0.423138
112 114 28.4539 18.2379 -29.2774 -18.7435 0.823522
112 11 -77.9403 -63.0652 75.6328 58.9179 2.307522
112 12 -24.3747 -17.9432 24.1576 18.7420 0.217141
11 13 -20.3172 -15.6626 20.1930 16.2024 0.124187
112 202 210.3251 173.7700 -211.2641 -229.3609 0.939035
114 204 119.6774 94.5435 -119.9412 -110.1585 0.263765
31 115 25.4000 18.3000 -25.4408 -20.1151 0.040788
1 11 55.0000 37.0000 -55.1977 -42.4354 0.197651
2 12 24.0000 16.0000 -24.1076 -18.3920 0.107553
3 13 20.0000 13.0000 -20.1510 -15.9784 0.150977
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 14.432255 МВт
Сеть состоит из 15 узлов, и 13 ветвей.
Д а н н ы е о с х о д и м о с т и р е ж и м а:
Число итераций = 4
Точность на последней итерации = 0,000003
Д л и т е л ь н о с т ь р а с ч ё т а:
00 сек 078 мсек
По полученным результатам видно, что напряжения на шинах НН новых подстанций ниже желаемого, а реактивная мощность пункта питания очень велика.
Вначале выполним расчет баланса реактивной мощности и выберем мощности КУ. Для этого вычислим требуемую мощность компенсации исходя из максимально возможного значения коэффициента реактивной мощности пункта питания. Для cosφ = 0.9 коэффициент реактивной мощности tgφ = 0.484.
Ориентировочная суммарная реактивная мощность компенсации равна:
Уменьшим полученную мощность на 20-25 %, чтобы учесть системный регулирующий эффект от установки КУ.
Разместим в сети суммарную мощность компенсации 129,35 Мвар, для этого установим на шинах НН подстанций А и Г синхронные компенсаторы
по 50 Мвар, и 3 батареи конденсаторов с выдаваемой мощностью 7,2 Мвар разместим на шинах НН подстанции 1, а еще одну батарею с выдаваемой мощностью 7,2 Мвар разместим на шинах НН подстанции 2. Вновь выполним расчет режима.
Таблица 21 – Результаты по узлам после установки КУ
Р е з у л ь т а т ы п о у з л а м :
N V dV P Q Pg Qb
201 242.000 0.000 -415.0431 -194.6835 0.0000 -0.0000
202 233.349 -2.484 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 235.155 -2.331 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 232.043 -3.733 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 115.055 -9.450 110.6000 43.0000 0.0000 -0.0000
114 119.081 -7.517 90.4000 25.8000 0.0000 -0.0000
115 112.260 -10.365 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
31 36.527 -12.446 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 111.439 -11.230 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 114.138 -9.799 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 110.685 -11.395 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 10.003 -14.042 55.0000 15.4000 0.0000 -0.0000
2 10.183 -12.754 24.0000 8.8000 0.0000 -0.0000
3 10.003 -15.554 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
9.0331 8.5895 0.0000 0.0000
Таблица 22
Р е з у л ь т а т ы п о в е т в я м :
N1 N2 P12 Q12 P21 Q21 DP
201 202 -206.9166 -101.7429 203.9923 107.8250 2.924332
201 203 -208.1265 -92.9406 206.1076 99.5645 2.018867
202 203 7.1878 16.8205 -7.2126 -6.0631 0.024775
203 204 -118.4950 -33.1014 117.8960 46.4863 0.599000
112 115 -25.7703 -16.7482 25.4329 19.7654 0.337394
112 114 26.8256 12.4169 -27.3469 -11.8573 0.521296
112 11 -76.8350 -35.2082 75.4769 33.8975 1.358089
112 12 -24.2482 -9.4173 24.1157 10.6105 0.132521
11 13 -20.2502 -14.6879 20.1565 15.4820 0.093714
112 202 210.6279 91.9569 -211.1801 -124.6455 0.552172
114 204 117.7469 37.6573 -117.8960 -46.4863 0.149139
31 115 25.4000 18.3000 -25.4329 -19.7654 0.032931
1 11 55.0000 15.4000 -55.1087 -18.3896 0.108713
2 12 24.0000 8.8000 -24.0657 -10.2605 0.065672
3 13 20.0000 13.0000 -20.1145 -15.2580 0.114462
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 9.033078 МВт
Сеть состоит из 15 узлов, и 13 ветвей.
Д а н н ы е о с х о д и м о с т и р е ж и м а:
Число итераций = 4
Точность на последней итерации = 0,000000
Д л и т е л ь н о с т ь р а с ч ё т а:
00 сек 046 мсек
Проверим величину коэффициента реактивной мощности пункта питания.
tgφ = 194.68/415.04 = 0.469
cosφ=0.9 что является приемлемым.
По табл.21. видим, что напряжения на НН новых, а также старых подстанций не соответствуют желаемым напряжениям.
Для регулирования напряжений в узлах 112 и 114 (существующие подстанции А и Г) необходимо воспользоваться РПН на автотрансформаторе АТДЦТН-125000/220 (РПН ±6×2% в нейтрали ВН):
Выбираем отпайку «-2»: 230-2*0.02*230=220.8
А в узле 31 необходимо поддерживать напряжение около 105% от номинального напряжения. Это 35*105%=38,5 кВ.
В результате получим, что напряжения на шинах старых подстанций увеличились и соответствуют ожидаемым, а на новых подстанциях изменились и стали соответственно в узлах 1, 2 и 3: 10.493, 10.661 и 10.544. Т.е. на ПС-2 надо уменьшить напряжение.
ПС-2: +1 отпайка: 115 +1*1.78 * 115 / 100 = 117.047 кВ
Таблица 23. Окончательные результаты по узлам после установки КУ и регулирования напряжения на новых ПС
Р е з у л ь т а т ы п о у з л а м :
N V dV P Q Pg Qb
201 242.000 0.000 -414.7676 -191.7672 0.0000 -0.0000
202 233.487 -2.481 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 235.182 -2.337 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 232.057 -3.748 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 120.117 -9.395 110.6000 43.0000 0.0000 -0.0000
114 124.047 -7.557 90.4000 25.8000 0.0000 -0.0000
115 117.478 -10.238 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
31 38.326 -12.133 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 116.708 -11.029 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 119.247 -9.716 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 115.996 -11.182 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 10.493 -13.588 55.0000 15.4000 0.0000 -0.0000
2 10.474 -12.418 24.0000 8.8000 0.0000 -0.0000
3 10.544 -14.946 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
8.7576 5.6732 0.0000 0.0000
Таблица 24
Р е з у л ь т а т ы п о в е т в я м :
N1 N2 P12 Q12 P21 Q21 DP
201 202 -206.2665 -99.4054 203.3836 105.6791 2.882811
201 203 -208.5012 -92.3618 206.4809 98.9796 2.020304
202 203 6.7715 16.1219 -6.7934 -5.3441 0.021837
203 204 -119.2875 -33.2356 118.6810 46.5809 0.606449
112 115 -25.7344 -16.1718 25.4299 19.6311 0.304491
112 114 27.6259 12.6146 -28.1301 -11.8460 0.504245
112 11 -76.6749 -34.0690 75.4460 33.2896 1.228950
112 12 -24.2306 -9.1400 24.1099 10.4824 0.120684
11 13 -20.2292 -14.3528 20.1450 15.2564 0.084173
112 202 209.6141 89.7662 -210.1552 -121.8010 0.541128
114 204 118.5301 37.6460 -118.6810 -46.5809 0.150928
31 115 25.4000 18.3000 -25.4299 -19.6311 0.029913
1 11 55.0000 15.4000 -55.0988 -18.1168 0.098793
2 12 24.0000 8.8000 -24.0599 -10.1324 0.059911
3 13 20.0000 13.0000 -20.1030 -15.0324 0.103027
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 8.757645 МВт
Сеть состоит из 15 узлов, и 13 ветвей.
Д а н н ы е о с х о д и м о с т и р е ж и м а:
Число итераций = 4
Точность на последней итерации = 0,000001
Д л и т е л ь н о с т ь р а с ч ё т а:
00 сек 092 мсек
Напряжения на шинах подстанций увеличились и стали равными соответственно в узлах 1, 2 и 3: 10.493, 10.474 и 10.544. кВ. Окончательные результаты расчета приведены в табл. 7.2.3 и 7.2.4
Таблица 25 – Проверка загрузки ЛЭП существующей сети после присоединения новых ПС
Имя ветви |
Pji, МВт |
Q ji, Мвар |
I, А |
Iдоп, А |
|||||
201 |
202 |
-206.2665 |
-99.4054 |
600,88 |
1380 |
||||
201 |
203 |
-208.5012 |
-92.3618 |
598,46 |
1660 |
||||
202 |
203 |
6.7715 |
16.1219 |
45,88 |
690 |
||||
203 |
204 |
-119.2875 |
-33.2356 |
324,97 |
1660 |
||||
112 |
115 |
-25.7344 |
-16.1718 |
157,93 |
1020 |
||||
Из сравнения токов линий с расчетными токами видно, что ни одно значение тока не превышает предельно допустимого значения. Кроме того, в послеаварийном режиме, когда для двухцепных ЛЭП токи увеличатся вдвое, по токовой нагрузке все сечения существующих линий также проходят.