13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / сис_Перова / Экзамен / ВОРД_ГОТОВЫЙ

Pп,нб =0,95×(63+22+54+40+28+37)+0,05×(63+22+54+40+28+37) =244

Установленная мощность генераторов электростанций определяется следующими составляющими, МВт:

где PГ − установленная мощность генераторов на ТЭЦ, равная 404 Мвт;

PСН − нагрузка собственных нужд, она зависит от типа электрической станции и для ТЭЦ – 12 % от установленной мощности генераторов электрической станции, равная 64,44 Мвт;

Pрез − резервная мощность электростанций, которая должна составлять

15 % от суммарной установленной мощности генераторов, но быть не менее номинальной мощности наиболее крупного из генераторов, питающих рассматриваемых потребителей, равный 80,55 Мвт.

PЭС =537−64,44−80,55=392,01 Мвт

Вывод: 392,01 >244 наибольшая суммарная активная мощность, планируемая к потреблению в данном проекте, полностью покрывается за счет генерации станции.

3.2 Баланс реактивной мощности

Основным, но не единственным источником реактивной мощности в системе являются генераторы электростанций. Располагаемая реактивная мощность электростанций определяется согласно номинальному коэффициенту мощности установленных на станциях генераторов. Кроме этого, в электрических сетях широко используются дополнительные источники реактивной мощности – компенсирующие устройства (КУ). Основным типом КУ,

21

устанавливаемых на ПС потребителей, являются конденсаторные батареи. На основе специальных расчетов распределения реактивной мощности в ЭЭС, для каждого узла системы определяется реактивная мощность, которую целесообразно передавать из системы в распределительные сети, питающиеся от того или иного узла. Поэтому при проектировании электрической сети, получающей питание от системы, задается реактивная мощность Qс, которую целесообразно потреблять из системы (в заданном узле присоединения) в режиме наибольших нагрузок. Потребление большой мощности приведет к дополнительной загрузке системных источников реактивной мощности, к дополнительным затратам на генерацию и передачу этой мощности и, следовательно, к отступлению от оптимального режима питающей системы. В связи с этим в КП следует предусмотреть мероприятия, обеспечивающие выполнение поставленных ЭЭС условий по потреблению реактивной мощности. Для этого необходим расчет баланса реактивной мощности в проектируемой сети.

Реактивная мощность системы, которую экономически целесообразно получить из системы, Мвар:

QС =244×0,46 =188,941 Мвар

где tgϕ - коэффициент мощности, задаваемый энергосистемой, равный

0,46.

Реактивная мощность, которая требуется для проектируемой сети:

QНб =0,98×112,08+26,851=136,689 Мвар

22

где К0(Q) − коэффициент одновременности, равный 0,98;

ΣQmax − сумма реактивной нагрузки в режиме максимум;

DQтр − суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах и ав-

тотрансформаторах;

Ql − потери реактивной мощности в линии l;

Qc − реактивная мощность, генерируемая линией l.

Для оценки потерь реактивной мощности в трансформаторах и автотрансформаторах можно принять, что при каждой трансформации напряжения потери реактивной мощности составляют приблизительно 10 % от передаваемой через трансформатор полной мощности:

Потерями реактивной мощности в линиях и генерацией в линиях на дан-

ном этапе пренебрегаем. Считаем, что Ql = Qc .

Вывод: 188,941> 136,689. Требуется установка компенсирующих устройств в узлах проектируемой сети.

23

4 РАЗРАБОТКА КОНКУРЕНТНОСПОСОБНЫХ ВАРИАНТОВ ЭЛЕТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Рисунок 1 − Исходное расположение подстанций и источников питания

4.1 Принципы составления вариантов схем электрической сети

При проектировании вариантов схем мы должны руководствоваться следующими принципами:

1)линии не должны пересекаться;

2)применение простых конфигураций схем РУ подстанции;

24

3)разветвление сети выполнять в узле нагрузки;

4)в кольцевых сетях применять один уровень номинального напряже-

ния;

5)вариант сети должен предусматривать обеспечение требуемого уровня надежности электроснабжения;

6)исключение обратных потоков мощности в разомкнутых сетях;

7)вариант должен предусматривать развитие электропотребления в узлах нагрузки.

Варианты обязательно должны отвечать условиям технической осуществимости каждого из них по параметрам основного электрооборудования, а также быть равноценными по надежности электроснабжения потребителей, относящихся к первой категории.

Общие принципы экономически целесообразного формирования электрических сетей могут быть сформулированы следующим образом:

1)схема сети должна быть по возможности простой, и передача электроэнергии потребителям должна осуществляться по возможно кратчайшему пути, что обеспечивает снижение стоимости сооружения линий и экономию потерь мощности и электроэнергии;

2)следует стремиться осуществлять электрические сети с минимальным количеством трансформаций напряжения, что снижает необходимую установленную мощность трансформаторов и автотрансформаторов, а также − потери мощности и электроэнергии.

При построении схем учитывается то, что замкнутые схемы более надежны, а разомкнутые – более экономически выгодные, что немаловажно. Развитие сети предусматривается использованием таких типов РУ, как мостик, что повышает надежность сети. Отпаечные подстанции, не дающие развитие сети, использовались в разомкнутых сетях. Характеристики схем предоставлены в приложении А.

Варианты схем электрической сети представлены на рисунке 2.

25

26

Рисунок 2 − Варианты схем электрической сети Масштаб во всех вариантах: в 1см 10 км.

Схема №1. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС А, Б, В, Г, Е, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 260,3 км. Количество выключателей – 23.

Схема №2. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС А, Б, В, Г, Е, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 245,47 км. Количество выключателей – 19

Схема №3. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС А, Б, В, Г, Д осуществляется по кольцевой схеме. От ИП (ПС «Волна») идёт двухцепная линия к проектируемой ПС А. Суммарная длина линии 263,05 км. Количество выключателей – 23.

Схема №4. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») осуществляется с помощью проектируемыми ПС А, В, Г, Д. От ИП (ПС «Волна») идёт двухцепная линия к проектируемой ПС Д. Суммарная длина линии 323,02 км. Количество выключателей – 28.

Схема№5. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС А, Б, Е, Г, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 328,52 км. Количество выключателей – 29.

Схема №6 Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС А, Б, В, Г, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 332,96 км. Количество выключателей – 32.

Схема №7. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») осуществляется с помощью проектируемыми ПС Б, В, Г, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 298,59 км. Количество выключателей – 23.

Схема №8. Связь между ИП (ТЭЦ и ПС «Волна») и проектируемыми ПС, Б, В, Г, Е, Д осуществляется по кольцевой схеме. Суммарная длина линии 316,85 км. Количество выключателей – 31.

В результате, сопоставляя между собой варианты, из полученных восьми отбираются четыре варианта для дальнейшего анализа.

27

Критериями отбора данных вариантов схем являются:

1)Наименьшее количество выключателей в сети.

2)Наименьшая суммарная длина линий.

3)Рациональное напряжение не превышало 110 кВ. Т.к. выдача электроэнергии Благовещенской ТЭЦ в энергосистему производится с открытого распределительного устройства (ОРУ) напряжением 110 кВ.

Для дальнейших расчетов выбираются варианты № 1,6,7,8.

4.2Расчёт упрощённого потокораспределения активной мощности

ивыбор номинального напряжения

С целью определения двух конкурентно-способных вариантов производится расчет упрощенного потокораспределения активной мощности, расчет рационального напряжения и выбор номинального напряжения.

Задача сводится к определению номинального напряжения в каждом из вариантов. Напряжение мы можем определять как по номограммам, так и по эмпирическим формулам. В данном курсовом проекте для определения напряжения мы будем пользоваться формулой Илларионова, которая применяется на напряжение 35 кВ и выше. Для определения напряжения необходимо знать длину линии каждого участка сети и потоки максимальной активной мощности по линиям. Рассмотрим пример расчета на схеме №1.

Рассчитаем потоки максимальной активной мощности по линиям, МВт:

28

Рисунок 3 − Вариант схемы электрической сети №1

Рассчитаем рациональное напряжение в проектируемой сети по формуле Г.А. Илларионова, кВ:

При всех расчетах мы учитывали, что подстанции, соединенные в кольцо, имеют одинаковое напряжение, поэтому потоки активной мощности и рациональное напряжение считались только на головных участках. Далее

29

рассмотрим пример расчета по схеме 1.

1) Определяем потоки мощности на головных участках по формуле (14). Для удобства обозначим ПС - Ип2

2) Далее определяем потоки мощности на остальных участках, Мвт:

3) Находим рациональные напряжения по формуле (15), кВ:

30