4.3 Выбор типов схем ру подстанций

При выборе схем РУ подстанций необходимо учитывать число подходящих к подстанции линий, класс номинального напряжения и требования по надежности электроснабжения потребителей. Так же следует учитывать стоимость подстанции, что бы она была минимально возможная. Для этого необходимо выбирать наиболее упрощенные схемы подстанции, с наименьшим количеством выключателей.

Данным требованиям и вариантам сети данного курсового проекта будут отвечать следующие схем РУ:

1. Два блока с выключателями с неавтоматизированной ремонтной перемычкой со стороны линии (4Н). Применяется для тупиковых или ответвительных двухтрансформаторных подстанций, питаемых по двум линиям на напряжение 35-220 кВ, рисунок 3.

2. Мостик с выключателями в цепях трансформатора и ремонтной перемычкой со стороны линии (5Н). Применяется для проходных подстанций на напряжение 35-220 кВ, рисунок 4.

Рисунок 4 − Два блока с выключателями с неавтоматизированной ремонтной перемычкой со стороны линии (4Н)

Рисунок 5 – Схема мостик с выключателями в цепях трансформаторов

4.4 Выбор двух конкурентоспособных вариантов конфигурации электрической сети

Выбор двух конкурентоспособных вариантов конфигурации электрической сети производим в зависимости от суммарной длины линии и количества выключателей.

Определим суммарную длину линии в одноцепном исполнении.

Рассчитаем количество выключателей для каждой подстанции и суммарное число выключателей в каждом варианте сети с учетом выключателей, через которые проектируемая сеть подключается к источникам питания.

В схеме мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линии − 3 выключателя.

В схеме два блока с выключателями с неавтоматизированной ремонтной перемычкой со стороны линии – 2 выключателя.

Для удобства необходимые нам данные сведем в таблицу 3.

Таблица 3 − Длины линий и количество выключателей для всех вариантов

Номер варианта схем	ΣL, км	nвыкл, шт
1	260,3	23
2	245,47	19
3	263,05	23
7	262,53	27

Вывод: анализируя полученные расчеты для дальнейшего анализа, выбираем схему 7 как наиболее надежную и схему 2 − как наиболее экономичную.

4.5 Выбор компенсирующих устройств

Активную мощность нагрузки электрической сети получают от ге­нераторов электрических станций, которые являются единственным ис­точником активной мощности. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только в генераторах, но и в компенсирующих устройствах – статических конденсаторах или синхронных компенсаторах, которые можно установить в любом месте электрической сети. При номинальной нагрузке генераторы вырабатывают лишь около 60% требуемой реактивной мощности, 20% генерируется в ВЛ напряжением выше 110 кВ, 20% – компенсирующими устройствами, расположенными на подстанциях или непосредственно у потребителя.

Компенсацией реактивной мощности называют ее выработку с помощью компенсирующих устройств.

Проблема компенсации реактивной мощности в электрических си­стемах страны имеет большое значение по следующим причинам:

1)в промышленном производстве наблюдается опережающий рост потребления реактивной мощности по сравнению с активной;

2) возросло потребление реактивной мощности в городских элек­трических сетях, обусловленное ростом бытовых нагрузок;

3) увеличивается потребление реактивной мощности в сельских электрических сетях.

Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое мероприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима для выполнения баланса реактивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств применяется для снижения потерь электрической энергии в сети. И, наконец, в-третьих, компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении компенсирующих устройств не­обходимо учитывать ограничения, обусловленные следующими техни­ческими требованиями:

1) по необходимому резерву мощности в узлах нагрузки;

2) по располагаемой реактивной мощности на зажимах источника реактивной мощности;

3) по отклонениям напряжения;

4) по пропускной способности электрических сетей.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям к трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. Компенсирующие устройства ставят не в начале линии, а в конце. При этом линия разгружается и реактивной мощности. Этим достигается снижение потерь активной мощности и напряжения.

В окончательно выбранном варианте электрической сети после расчетов установившихся режимов мощности КУ должны быть уточнены для обеспечения выполнения баланса реактивной мощности.

Определение значения требуемой мощности компенсирующих устройств, Мвар.

Пример расчёта для ПС А:

(22)

(23)

где P_max – максимальная активная мощность, МВт;

tgφ – коэффициент мощности (для нашего КП данный показатель = 0.4)

Подробный расчет представлен в приложении А.

Определение значения требуемой мощности компенсирующих устройств на систему шин, Мвар:

(24)

По найденному значению мы выбираем мощность батарей конденсаторов и их количество.

Далее определяем нескомпенсированную мощность, Мвар:

(25)

Расчёт для летнего времени:

tgφ – коэффициент мощности для лета 0,5

(26)

25,83=25,83, то компенсация в летний период не требуется, поэтому летом следует отключать КУ.

Аналогичным образом рассчитываем мощности для остальных подстанций, как для зимнего, так и летнего максимумов.

Подробный расчет приведен в приложении А. Результаты расчетов занесены в таблицу 4.

Таблица 4 − Компенсация реактивной мощности зимой

ПС	Мвар	Мвар	Мвар	Мвар	nКУ шт	Тип КУ
А	25,2	5,04	2,772	24,64	3	1xУКРЛ(П)56−10,5−1150 1xУКРЛ(П)56−10,5−900 1xУКРЛ(П)56−10,5−750
Б	8,8	1,32	0,726	8,62	4	1xУКРЛ(П)56−10,5−300 3xУКРЛ(П)56−10,5−150
В	21,6	3,24	1,782	21,24	4	2xУКРЛ(П)56−10,5−250 1xУКРЛ(П)56−10,5−1050 1xУКРЛ(П)56−10,5−450
Г	16	2	1,1	15,6	4	2xУКРЛ(П)56−10,5−150 1xУКРЛ(П)56−10,5−300 1xУКРЛ(П)56−10,5−600
Д	11,2	1,4	0,77	10,8	4	3xУКРЛ(П)56−10,5−150 1xУКРЛ(П)56−10,5−450
Е	14,8	1,48	0,814	14,48	4	3xУКРЛ(П)56−10,5−150 1xУКРЛ(П)56−10,5−450