МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»

КАФЕДРА «ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ»

ЗАВДАННЯ

з курсу «Електричні системи та мережі»

«Вибір і розташування компенсуючих пристроїв у електричної мережі»

(вариант 9)

Виконав:

студент групи ЕЗБер-2

Керівник: доц. Барбашов І.В.

Харків 2009

ВЫБОР И РАССТАНОВКА КОМПЕНСИРУЮЩИХ

УСТРОЙСТВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Схема расположения центра питания (ЦП) и нагрузок Н1Н5 электрической сети показана на рис. 1. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.

Рисунок 1  Схема расположения центра питания и нагрузок электрической сети

Таблица 1  Исходные данные для выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети

Вар.	Sн1, МВА	Sн2, МВА	Sн3, МВА	Sн4, МВА	Sн5, МВА	cosс
	cos н1	cos н2	cos н3	cos н4	cos н5
9	11	19	15	17	20	0,93
	0,85	0,84	0,84	0,84	0,84

1. Задача выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети

Задача выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети состоит в определении мощности этих устройств, устанавливаемых на подстанциях в узлах нагрузки электрической сети.

В настоящее время одним из критериев степени компенсации реактивной мощности принята разрешаемая энергосистемой к использованию реактивная мощность в часы максимума нагрузки энергосистемы 1,2.

Выбор и расстановка компенсирующих устройств осуществляется из условия равенства коэффициентов мощности на отдельных подстанциях в узлах нагрузки электрической сети.

Используя исходные данные предварительно находятся величины, необходимые для решения поставленной задачи выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети. К этим величинам относятся:

sinφ_нi  синус величины φ_нi на низшей стороне подстанции;

tgφ_нi  коэффициент реактивной мощности на низшей стороне подстанции, соответствующий заданному коэффициенту мощности cos_ні;

P_нi − наибольшая активная нагрузка на низшей стороне подстанции, определяемая по формуле

P_нi = S_нi sinφ_нi, (1)

Q_нi − наибольшая реактивная нагрузка на низшей стороне подстанции, определяемая по формуле

Q_нi = S_нi sinφ_нi. (2)

Результаты расчетов указанных величин представляются в табл. 2

2. Потребление и покрытие потребностей активной мощности в электрической сети

Рассматриваем потребление активной мощности в электрической сети для периода наибольшей загрузки.

Потребление активной мощности в сети слагается из нагрузок понижающих подстанций (P_нi), потерь мощности в линиях (P_лj) и понижающих трансформаторах (P_ті) сети.

При определении одновременно потребляемой активной мощности учитывается возможность несовпадения во времени суток наибольших нагрузок отдельных узлов. Ориентировочно можно считать, что одновременно потребляемая активная мощность составляет около 9095% от суммы заданных наибольших нагрузок каждого из узлов. Поэтому коэффициент разновременности максимумов активных нагрузок k_р.м = 0,9  0,95 3.

Суммарные потери активной мощности в линиях и трансформаторах проектируемой сети (∑P_лj + ∑P_ті) условно принимаются равными 89 % от суммы заданных наибольших нагрузок ПС. Поэтому коэффициент потерь активной мощности k_р = 0,080,09 4.

Выдаваемая в электрическую сеть активная мощность энергосистемы приближенно определяется по выражению:

P_А = k_р.м ∑P_ні + ∑P_лj + ∑P_ті = k_р.м ∑P_ні + k_р ∑P_ні. (3)

Суммарная активная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети ∑P_нi определяется по данным табл. 2.

Тогда Р_А = 0,9·(9,35+15,96+12,6+14,28+16,8) + 0,08·(9,35+15,96+12,6+14,28+

16,8) = 67,6102 МВт.

3. Потребление и покрытие потребностей реактивной мощности в электрической сети

Ориентировочный расчет мощности компенсирующих устройств в электрической сети выполняется на основе приближенной оценки возможных составляющих баланса реактивной мощности.

Требуемая реактивная мощность электрической сети определяется реактивными нагрузками подстанций (Q_нi) и потерями реактивной мощности в элементах сети для периода наибольших нагрузок.

Баланс реактивной мощности в проектируемой сети устанавливается уравнением:

Q_А + ∑Q_куі + ∑Q_зарj = k_р.м' ∑Q_ні + ∑Q_лj + ∑Q_ті, (4)

где Q_А  располагаемая реактивная мощность энергосистемы;

∑Q_куі  суммарная мощность компенсирующих устройств в электрической сети;

∑Q_зарj  суммарная зарядная мощность линий электрической сети;

∑Q_ні  суммарная реактивная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети;

∑Q_лj  суммарные потери реактивной мощности в линиях электрической сети;

∑Q_ті  суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах подстанций электрической сети;

k_р.м'  коэффициент разновременности максимумов реактивных нагрузок, принимаемый равным 0,90,95 3.

Возможность энергосистемы по обеспечению электрической сети реактивной мощностью определяется по формуле

Q_А = Р_А tgφ_с, (5)

где tg_c  коэффициент реактивной мощности, соответствующий заданному коэффициенту мощности cos_c.

Суммарная реактивная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети ∑Q_ні определяется по данным табл. 2.

Реактивная мощность ∑Q_зарj, генерируемая линиями электрической сети, при предварительных расчетах оценивается, например, для одноцепных линий 110 кВ значением 0,035 Мвар/км.

Потери реактивной мощности ∑Q_лj в линиях электрической сети приближенно находятся по полной передаваемой по лининм мощности ∑S_лj. Например, для линий 110 кВ потери реактивной мощности ориентировочно составляют 46 %.

Для приближенной оценки баланса реактивной мощности считается, что генерация и потери реактивной мощности в линиях 110 кВ примерно равны (∑Q_зарj ≈ ∑Q_лj).

Потери реактивной мощности в трансформаторах ∑Q_ті принимаются равными примерно 10 % от суммарной полной нагрузки на низшей стороне подстанций электрической сети

∑Q_ті = 0,1∑S_нi. (6)

Тогда Q_А = 67,6102·0,395225 = 26,72126 Мвар.