- •1. Задача выбора и расстановки компенсирующих устройств в электрической сети
- •2. Потребление и покрытие потребностей активной мощности в электрической сети
- •3. Потребление и покрытие потребностей реактивной мощности в электрической сети
- •4. Расчет мощности компенсирующих устройств электрической сети
- •Список литературы
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 16)
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 Н1Н5 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 |
cosс |
cos н1 |
cos н2 |
cos н3 |
cos н4 |
cos н5 |
||
16 |
21 |
17 |
20 |
15 |
10 |
0,92 |
0,8 |
0,86 |
0,86 |
0,86 |
0,81 |
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:
sinφнi синус величины φнi на низшей стороне подстанции;
tgφнi коэффициент реактивной мощности на низшей стороне подстанции, соответствующий заданному коэффициенту мощности cosні;
Pнi − наибольшая активная нагрузка на низшей стороне подстанции, определяемая по формуле
Pнi = Sнi sinφнi, (1)
Qнi − наибольшая реактивная нагрузка на низшей стороне подстанции, определяемая по формуле
Qнi = Sнi sinφнi. (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 (Pнi), потерь мощности в линиях (Pлj) и понижающих трансформаторах (Pті) 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 9095% от суммы заданных наибольших нагрузок каждого из узлов. Поэтому коэффициент разновременности максимумов активных нагрузок kр.м = 0,9 0,95 3.
Суммарные потери активной мощности в линиях и трансформаторах проектируемой сети (∑Pлj + ∑Pті) условно принимаются равными 89 % от суммы заданных наибольших нагрузок ПС. Поэтому коэффициент потерь активной мощности kр = 0,080,09 4.
Выдаваемая в электрическую сеть активная мощность энергосистемы приближенно определяется по выражению:
PА = kр.м ∑Pні + ∑Pлj + ∑Pті = kр.м ∑Pні + kр ∑Pні. (3)
Суммарная активная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети ∑Pнi определяется по данным табл. 2.
Тогда РА = 0,9·(16,8+14,62+17,2+12,9+8,1) + 0,08·(16,8+14,62+17,2+12,9+8,1) = 68,2276 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 (Qнi) и потерями реактивной мощности в элементах сети для периода наибольших нагрузок.
Баланс реактивной мощности в проектируемой сети устанавливается уравнением:
QА + ∑Qкуі + ∑Qзарj = kр.м' ∑Qні + ∑Qлj + ∑Qті, (4)
где QА располагаемая реактивная мощность энергосистемы;
∑Qкуі суммарная мощность компенсирующих устройств в электрической сети;
∑Qзарj суммарная зарядная мощность линий электрической сети;
∑Qні суммарная реактивная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети;
∑Qлj суммарные потери реактивной мощности в линиях электрической сети;
∑Qті суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах подстанций электрической сети;
kр.м' коэффициент разновременности максимумов реактивных нагрузок, принимаемый равным 0,90,95 3.
Возможность энергосистемы по обеспечению электрической сети реактивной мощностью определяется по формуле
QА = РА tgφс, (5)
где tgc коэффициент реактивной мощности, соответствующий заданному коэффициенту мощности cosc.
Суммарная реактивная нагрузка на низшей стороне подстанций электрической сети ∑Qні определяется по данным табл. 2.
Реактивная мощность ∑Qзарj, генерируемая линиями электрической сети, при предварительных расчетах оценивается, например, для одноцепных линий 110 кВ значением 0,035 Мвар/км.
Потери реактивной мощности ∑Qлj в линиях электрической сети приближенно находятся по полной передаваемой по лининм мощности ∑Sлj. Например, для линий 110 кВ потери реактивной мощности ориентировочно составляют 46 %.
Для приближенной оценки баланса реактивной мощности считается, что генерация и потери реактивной мощности в линиях 110 кВ примерно равны (∑Qзарj ≈ ∑Qлj).
Потери реактивной мощности в трансформаторах ∑Qті принимаются равными примерно 10 % от суммарной полной нагрузки на низшей стороне подстанций электрической сети
∑Qті = 0,1∑Sнi. (6)
Тогда QА = 68,2276·0,425998 = 29,06484 Мвар.