Расчет режима максимальных нагрузок для кольцевого варианта сети Выбор средств регулирования напряжения
Таблица 26 – Параметры расчётной схемы замкнутой ЭС
-----------------------------------------------------------------------------------
Кольцевой 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 3.72 12.45 86.04
L 112 12 2.47 8.26 57.12
L 12 11 8.37 14.36 89.13
L 115 13 3.96 6.79 168.5
------------------------------------------
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 27
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 -421.1819 -385.6977 0.0000 -0.0000
202 227.377 -2.254 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 230.798 -2.218 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 224.073 -3.577 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 104.429 -10.082 110.6000 93.0000 0.0000 -0.0000
114 110.330 -7.853 90.4000 75.8000 0.0000 -0.0000
115 98.445 -12.115 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000
31 31.734 -14.848 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 98.613 -12.217 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 101.188 -11.456 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 96.520 -12.571 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 8.568 -15.874 55.0000 37.0000 0.0000 -0.0000
2 8.767 -15.276 24.0000 16.0000 0.0000 -0.0000
3 8.537 -18.164 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
15.1719 70.8038 0.0000 0.0000
Таблица 28
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 -210.1591 -207.2774 205.3280 204.5976 4.831146
201 203 -211.0228 -178.4203 208.0281 179.3150 2.994702
202 203 6.2473 27.8384 -6.3268 -17.7924 0.079472
203 204 -121.3013 -101.1226 120.2500 111.0506 1.051275
112 115 -47.4005 -36.1199 45.9189 35.4380 1.481650
112 114 28.7268 18.8592 -29.5832 -19.4555 0.856444
112 11 -41.8281 -36.3949 40.7678 33.7336 1.060364
112 12 -39.5180 -29.2197 38.9668 27.9802 0.551225
12 11 -14.8040 -9.1215 14.5498 9.5751 0.254141
115 13 -20.4752 -15.1964 20.1992 16.3244 0.276077
112 202 210.6198 175.8753 -211.5753 -232.4360 0.955417
114 204 119.9832 95.2555 -120.2500 -111.0506 0.266810
31 115 25.4000 18.3000 -25.4436 -20.2415 0.043630
1 11 55.0000 37.0000 -55.1996 -42.4887 0.199590
2 12 24.0000 16.0000 -24.1128 -18.5088 0.112804
3 13 20.0000 13.0000 -20.1572 -16.1004 0.157166
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 15.171913 МВт
Сеть состоит из 16 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 = 0,000005
Д л и т е л ь н о с т ь р а с ч ё т а:
00 сек 047 мсек
По полученным результатам видно, что напряжения на шинах НН новых подстанций ниже желаемых, 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 127,9 Мвар, для этого установим на шинах НН подстанции А и Г синхронные компенсаторы по 50 Мвар, а на шинах НН подстанции 1 установим 3 батареи конденсаторов с выдаваемой мощностью 7,2 Мвар, на шинах НН ПС 2 установим 1 батареи конденстаторов с выдаваемой мощностью 7,2. Вновь выполним расчет режима.
Таблица 29 – 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 -415.5610 -196.8916 0.0000 -0.0000
202 233.267 -2.485 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 235.113 -2.333 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 231.974 -3.736 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 114.908 -9.471 110.6000 43.0000 0.0000 -0.0000
114 119.015 -7.530 90.4000 25.8000 0.0000 -0.0000
115 109.756 -11.162 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000
31 35.662 -13.343 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 111.738 -11.516 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 113.128 -10.719 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 108.096 -11.544 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 10.031 -14.313 55.0000 15.4000 0.0000 -0.0000
2 10.088 -13.729 24.0000 8.8000 0.0000 -0.0000
3 9.738 -15.918 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
9.5510 10.7976 0.0000 0.0000
Таблица 30
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 -207.1992 -103.1458 204.2520 109.1220 2.947189
201 203 -208.3618 -93.7458 206.3331 100.3117 2.028751
202 203 7.2129 17.0918 -7.2386 -6.3442 0.025707
203 204 -118.6944 -33.5675 118.0919 46.9246 0.602486
112 115 -46.9480 -32.9204 45.8076 33.8051 1.140404
112 114 27.0082 12.7669 -27.5419 -12.2424 0.533713
112 11 -41.9977 -16.7947 41.4159 15.9525 0.581866
112 12 -38.3701 -13.2745 38.0598 12.9795 0.310277
12 11 -13.9429 -2.3414 13.8102 3.2405 0.132687
115 13 -20.3730 -13.9677 20.1628 15.6066 0.210235
112 202 210.9076 93.2227 -211.4649 -126.2138 0.557281
114 204 117.9419 38.0424 -118.0919 -46.9246 0.150037
31 115 25.4000 18.3000 -25.4345 -19.8374 0.034548
1 11 55.0000 15.4000 -55.1081 -18.3730 0.108110
2 12 24.0000 8.8000 -24.0669 -10.2881 0.066911
3 13 20.0000 13.0000 -20.1208 -15.3826 0.120775
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 9.550977 МВт
Сеть состоит из 16 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 031 мсек
Проверим величину коэффициента реактивной мощности пункта питания.
tgφ = 196.8916/ 415.5610= 0.474
cosφ=0,9
Данное значение cosφ приемлемо.
По табл.29. 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 «-3»: 230-3*0.02*230=216.2
А в узле 31 необходимо поддерживать напряжение не менее чем 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: 10.780, 10.832 и 10.597. Т.е. на ПС-1 и ПС-2 надо уменьшить напряжение.
ПС-1: +1 отпайка: 115 + 1*1.78 *115 / 100 = 117.047 кВ
ПС-2: +1 отпайка: 115 +1*1.78 * 115 / 100 = 117.047 кВ
Напряжения на шинах подстанций увеличились и стали равными соответственно в узлах 1, 2 и 3: 10.592, 10.642 и 10.597кВ.
Таблица 31. 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 -415.0520 -191.8882 0.0000 -0.0000
202 233.498 -2.481 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
203 235.164 -2.341 80.4000 60.4000 0.0000 -0.0000
204 232.013 -3.758 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
112 122.700 -9.383 110.6000 43.0000 0.0000 -0.0000
114 126.637 -7.588 90.4000 25.8000 0.0000 -0.0000
115 118.035 -10.875 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000
31 38.517 -12.752 25.4000 18.3000 0.0000 -0.0000
11 119.796 -11.176 0.1180 0.8200 0.0000 -0.0000
12 121.075 -10.478 0.0500 0.3500 0.0000 -0.0000
13 116.527 -11.212 0.0420 0.2240 0.0000 -0.0000
1 10.592 -13.603 55.0000 15.4000 0.0000 -0.0000
2 10.642 -13.097 24.0000 8.8000 0.0000 -0.0000
3 10.597 -14.940 20.0000 13.0000 0.0000 -0.0000
____________________________________________________
Баланс по пассивным элементам (+ нагрузка, - генерация):
9.0420 5.7942 0.0000 0.0000
Таблица 32
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 -206.1697 -99.2315 203.2910 105.5240 2.878690
201 203 -208.8823 -92.6567 206.8537 99.2277 2.028532
202 203 6.5825 15.9606 -6.6035 -5.1795 0.021025
203 204 -119.8503 -33.6481 119.2373 46.9519 0.612961
112 115 -46.7094 -30.9326 45.7498 32.8381 0.959600
112 114 28.1808 12.9792 -28.6848 -12.1218 0.503978
112 11 -41.9257 -16.0178 41.4227 15.5996 0.502952
112 12 -38.2798 -12.5875 38.0116 12.5392 0.268210
12 11 -13.9036 -2.0985 13.7889 3.1945 0.114699
115 13 -20.3202 -13.2202 20.1440 15.2358 0.176252
112 202 209.3342 89.5587 -209.8734 -121.4845 0.539287
114 204 119.0848 37.9218 -119.2373 -46.9519 0.152535
31 115 25.4000 18.3000 -25.4296 -19.6179 0.029615
1 11 55.0000 15.4000 -55.0936 -17.9742 0.093606
2 12 24.0000 8.8000 -24.0580 -10.0907 0.058036
3 13 20.0000 13.0000 -20.1020 -15.0118 0.101982
____________________________________________________
Суммарные потери активной мощности: 9.041961 МВт
Сеть состоит из 16 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 = 0,000002
Д л и т е л ь н о с т ь р а с ч ё т а:
00 сек 047 мсек
Для всех шин подстанций напряжение не превышает наибольшего рабочего напряжения [1, таблица 18].
Выполним проверку загрузки линий электропередачи существующей сети после присоединения к ней новых подстанций.
Таблица 33. Проверка загрузки ЛЭП существующей сети после присоединения новых подстанций
Имя ветви |
Pij, МВт |
Qij, Мвар |
I, А |
Iдоп, А |
|
201 |
202 |
-206.1697 |
-99.2315 |
600,46 |
1380 |
201 |
203 |
-208.8823 |
-92.6567 |
599,68 |
1660 |
202 |
203 |
6.5825 |
15.9606 |
45,3 |
690 |
203 |
204 |
-119.8503 |
-33.6481 |
326,68 |
1660 |
112 |
115 |
-46.7094 |
-30.9326 |
147 |
1020 |
112 |
114 |
28.1808 |
12.9792 |
162,84 |
510 |
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 примерно вдвое, по токовой нагрузке все сечения существующих линий также проходят.