Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский университет «МЭИ»

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

KP_DEP_Kholopov_E-06-09 от 14.04.14.docx

Скачиваний:

Добавлен:

31.03.2015

Размер:

813.15 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Участок эс – пс

Данный участок одинаков для двух рассматриваемых вариантов, все расчеты, проведенные для варианта I, справедливы также и для варианта II.

Величина мощности на участке ЭС – ПС неизменна по годам эксплуатации, т. е.

Примем коэффициент мощности равным коэффициенту мощности потребителей промежуточной ПС:

Несмотря на то, что оценка напряжения по формуле Илларионова для двух цепей головного участка дало значение 381,356 кВ, стоит обратить внимание на следующее:

1). Расчетное сечение головного участка значительно превышает максимально возможное (нетиповое) сечение провода для ВЛ 330 кВ равное 500 . Большое значение числа часов использования максимума нагрузки электростанциидает высокое значение показателя.

2). Отношение мощности, на одну цепь к натуральной мощности:

Даже в нормальном режиме работы электропередачи по каждой цепи головного участка передается 1,37. В аварийном режиме одна цепь головного участка вынуждена будет пропускать 2,74, что ставит под сомнение апериодическую статическую устойчивость передачи и способность функционировать в послеаварийном режиме.

В связи с этим, принимаем решение о повышении класса напряжения головных участков с 330 кВ до 500 кВ. При этом головной участок все равно должен быть в двухцепном исполнении из-за недопустимости выдачи мощности КЭС по одной цепи.

Рис. 3 Скорректированные вариант электропередачи №1 и №2 соответственно

Произведем пересчет участка для напряжения 500 кВ.

Таким образом, головной участок электропередачи выполняется в виде двухцепной ВЛ 500 кВ с проводами 3 АС 300/39.

Участок пс – Система

Величина мощности подстанции по годам эксплуатации изменяется по экспоненциальному закону

Таким образом, мощность нагрузки ПС и мощность, поступающая на участок «ПС – Система» на 1-ый год эксплуатации:

Для того, чтобы иметь возможность воспользоваться формулой (1.5) для расчета величины необходимо знать потоки мощностей, протекающих по ВЛ «ПС-Система» на каждый год эксплуатации. Величины активных мощностей сведены в таблицу 6.

Табл. 6 Определение величины активной мощности, протекающей по участку ПС-Система по годам эксплуатации

Год эксплуатации
1	0,6	264	686
2	0,763	335,72	614,28
3	0,874	384,56	565,44
4	0,948	417,12	532,88
5	1	440	510
6	1,032	454,08	495,92
7	1,054	463,76	486,24
8	1,069	470,36	479,64
9	1,079	474,76	475,24
10	1,087	478,3	471,7
11	1,091	480,04	469,96
12	1,094	481,36	486,64
13	1,096	482,24	467,76
14	1,097	482,68	467,32

Произведем расчет токов, протекающих по ВЛ «ПС – Система» в каждый год эксплуатации сети.

Вариант I

Для того чтобы иметь возможность воспользоваться формулой (1.5) для расчета величины необходимо знать величины и в каждый год эксплуатации. Расчет данных величин для варианта выполнения сети №2 приведен в таблице 8.

Табл. 8 Определение величин, необходимых для расчета для вариантаI

Год
1	686	-	0,796	-0,080	-69,353	0,792	1,345	1,809	1
2	614,28	-	0,713	-0,107	-92,535	0,709	1,204	1,450	0,91
3	565,44	-	0,656	-0,124	-106,726	0,653	1,109	1,229	0,83
4	532,88	-	0,618	-0,134	-115,485	0,615	1,045	1,091	0,75
5	510	1,408	0,592	-0,141	-121,308	0,589	1,000	1,000	0,68
6	495,92	-	0,575	-0,145	-124,757	0,573	0,972	0,945	0,62
7	486,24	-	0,564	-0,147	-127,068	0,561	0,953	0,909	0,56
8	479,64	-	0,556	-0,149	-128,617	0,554	0,940	0,884	0,51
9	475,24	-	0,551	-0,150	-129,637	0,549	0,932	0,868	0,47
10	471,4	-	0,547	-0,151	-130,450	0,545	0,925	0,855	0,42
11	469,96	-	0,545	-0,152	-130,848	0,543	0,921	0,849	0,39
12	468,64	-	0,565	-0,147	-126,974	0,562	0,954	0,910	0,35
13	467,76	-	0,543	-0,152	-131,348	0,540	0,917	0,841	0,32
14	467,32	-	0,542	-0,152	-131,448	0,540	0,916	0,839	0,29

где –минимальное сечение проводов по условиям короны и радиопомех для ВЛ 500 кВ с тремя проводами в фазе [1, табл. 3.7].

Таким образом, в варианте II участок электропередачи «ПС – Система» выполняется в виде одноцепной ВЛ 500 кВ с проводами 3 АС 300/39.

Проведем аналогичные расчеты для варианта II.

Вариант II

Табл. 7 Определение величин, необходимых для расчета для вариантаI

Год
1	686/2	-	0,976	-0,011	-3,864	0,600	1,346	1,810	1
2	614,28/2	-	0,874	-0,052	-18,267	0,537	1,205	1,452	0,91
3	565,44/2	-	0,805	-0,077	-27,049	0,495	1,109	1,230	0,83
4	532,88/2	-	0,758	-0,093	-32,670	0,466	1,045	1,092	0,75
5	510/2	3,455	0,726	-0,103	-36,183	0,446	1,000	1,000	0,68
6	495,92/2	-	0,706	-0,109	-38,291	0,434	0,973	0,946	0,62
7	486,24/2	-	0,692	-0,113	-39,696	0,425	0,954	0,910	0,56
8	479,64/2	-	0,683	-0,116	-40,750	0,420	0,941	0,885	0,51
9	475,24/2	-	0,676	-0,118	-41,452	0,416	0,932	0,869	0,47
10	471,4/2	-	0,671	-0,120	-42,155	0,413	0,925	0,856	0,42
11	469,96/2	-	0,669	-0,120	-42,155	0,411	0,922	0,850	0,39
12	468,64/2	-	0,667	-0,121	-42,506	0,426	0,954	0,911	0,35
13	467,76/2	-	0,666	-0,121	-42,506	0,409	0,917	0,842	0,32
14	467,32/2	-	0,665	-0,121	-42,506	0,409	0,917	0,840	0,29

Таким образом в варианте II участок электропередачи «ПС – Система» выполняется в виде двухцепной ВЛ 330 кВ с проводами 2 АС 300/39.

В вариантах I и II участок ЭС–ПС выполнен в двухцепном исполнении, поэтому необходимо проверить провод на длительно допустимый нагрев в послеаварийном режиме:

В варианте II участок ПС–Система выполнен в двухцепном исполнении, поэтому необходимо проверить провод на длительно допустимый нагрев в послеаварийном режиме:

Балансирование генерируемой и потребляемой реактивной мощности на шинах промежуточной подстанции.

Уравнение баланса реактивной мощности:

где реактивные мощности в конце первого участка и в начале второго, соответственно;

необходимая мощность источника реактивной мощности;

потери реактивной мощности в АТ.

Необходимая мощность ИРМ:

Электропередача сооружается в южной части центрального региона, для которого характерны следующие температурные значения [2, стр. 55]:

среднеянварская температура: ;
среднегодовая температура:
среднеиюльская температура:

Определение мощности ИРМ

Вариант I

Участок ЭС–ПС

Коэффициент изменения фазы:

Волновая длина линии:

Волновое сопротивление линии:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеянварской температуре (режим наибольших нагрузок):

Базисная мощность:

Режим наибольших нагрузок

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в начале участка в именованных единицах:

Среднеквадратичный ток:

Оценим трехфазные потери активной мощности:

Реактивная мощность в конце участка:

или

Режим наименьших нагрузок

Мощность на участке:

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеиюльской температуре (режим наименьших нагрузок):

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в конце участка:

Участок ПС–Система

Коэффициент изменения фазы:

Волновая длина линии:

Волновое сопротивление линии:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеянварской температуре (режим наибольших нагрузок):

Базисная мощность:

Режим наибольших нагрузок

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в начале участка в именованных единицах:

Среднеквадратичный ток:

Оценим трехфазные потери активной мощности:

Реактивная мощность в конце участка:

или

Отметим, что наибольшая нагрузка на участок «ПС-Система» приходится в момент нагрузки ПС не 440 МВт, а 396 МВт (см. рис. 1-3). Поэтому мощность, протекающая через обмотку ВН АТ:

Потери реактивной мощности в АТ:

Режим наименьших нагрузок

Мощность на участке:

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеиюльской температуре (режим наименьших нагрузок):

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в конце участка:

Отметим, что наименьшая нагрузка на участок «ПС-Система» приходится на нагрузку ПС 264 МВт (см. рис. 1-3). Поэтому мощность, протекающая через обмотку ВН АТ:

Мощность, протекающая через обмотку ВН АТ ПС:

Потери реактивной мощности в АТ:

Вариант II

Расчет для участка ЭС-ПС аналогичен расчету для варианта I.

Участок ПС–Система

Коэффициент изменения фазы:

Волновая длина линии:

Волновое сопротивление линии:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеянварской температуре (режим наибольших нагрузок):

Базисная мощность:

Режим наибольших нагрузок

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в начале участка в именованных единицах:

Среднеквадратичный ток:

Оценим трехфазные потери активной мощности:

Реактивная мощность в конце участка:

или

Отметим, что наибольшая нагрузка на участок «ПС-Система» приходится в момент нагрузки ПС 396 МВт (см. рис. 1-3). Поэтому мощность, протекающая через обмотку ВН АТ:

Потери реактивной мощности в АТ:

Режим наименьших нагрузок

Мощность на участке:

Передаваемая активная мощность на участке в о. е.:

Приведем погонное активное сопротивление линии к среднеиюльской температуре (режим наименьших нагрузок):

Реактивная мощность в начале участка:

Реактивная мощность в конце участка:

Мощность, протекающая через обмотку ВН АТ ПС:

Потери реактивной мощности в АТ:

Результаты расчетов по балансированию реактивной мощности на участках электропередачи сведены в таблицу 8.

Таблица 8. Баланс реактивной мощности в проектируемой электропередаче

Параметр	Участок ЭС–ПС						Участок ПС–Система
	Вариант I			Вариант II			Вариант I			Вариант II
	НБ	НМ	НБ		НМ	НБ		НМ	НБ		НМ
	500			500			500			330
	2			2			1			2
	475	237,5	475		237,5	554		211	277		105,5
	–	–	–		–	34,064		11,354	34,064		11,354
	-289,866	-309,550	-289,866		-309,550	-169,089		-202,191	-116,576		-150,284
	119,882	212,928	119,882		212,928	71,572		160,143	-21,770		90,592
	4,865	–	4,865		–	15,017		–	6,601		–

Необходимая мощность ИРМ на ПС (режим наибольших нагрузок):

Необходимая мощность ИРМ на ПС (режим наименьших нагрузок):

Избыточная реактивная мощность, которую может принять система:

Активная мощность на шинах приемной системы в режиме наибольших нагрузок:

Реактивная мощность, требуемая системе:

Мощность ИРМ на шинах приемной системы:

Активная мощность на шинах приемной системы в режиме наименьших нагрузок:

Реактивная мощность, требуемая системе

Мощность ИРМ на шинах приемной системы:

Результаты расчета величин необходимой мощности ИРМ сведены в таблицу 9.

Таблица 9. Необходимая мощность ИРМ

Вариант I						Вариант II
ПС			Система			ПС			Система
НБ	НМ	НБ		НМ	НБ		НМ	НБ		НМ
98,398	299,426	171,779		64,009	45,885		247,519	268,956		5,542

Пояснение к направлению реактивных мощностей проиллюстрировано на рисунке 7.

Рис. 7 Направления реактивных мощностей в узле промежуточной подстанции

Выбор типа и числа компенсирующих устройств

Вариант I

Место установки – промежуточная ПС.

Необходимая мощность ИРМ:

Режим наибольших нагрузок:

Возможна установка трех однофазных реакторов РОМ-60000/500 У1 или одного трехфазного реактора РТУ-180000/500-У1. Принимаем установку одного реактора РТУ-180000/500-У1.

Суммарная потребляемая реактивная мощность в узле:

Стоит отметить, что реактор типа РТУ является управляемым подмагничиванием реактором и может потреблять не только максимум в размере 180 Мвар, а именно 98,398 Мвар.

Данный характер потребления имеет выраженное преимущество перед характером потребления неуправляемых реакторов, так как в любой момент времени потребление реактивной мощности будет соответствовать необходимой расчетной мощности ИРМ, что позволит избежать больших перетоков реактивной мощности по линиям и снизить потери. Избыточное потребление реактивной мощности неуправляемым реактором не позволит в полной мере обеспечивать потребителей ПС реактивной мощностью и поддерживать необходимое значение коэффициента мощности. Также отметим, что как и в режиме НБ, так и в режиме НМ по ВЛ протекает мощность меньше натуральной, и все время требуется потребление Q– небольшое в режиме НБ и большое в режиме НМ. Такой характер компенсации реактивной мощности может обеспечить УШР.

Режим наименьших нагрузок:

В режиме наименьших нагрузок необходимо потреблять из сети реактивную мощность в размере .

Таким образом, для функционирования сети в режиме наименьших нагрузок можно добавить к установленному при проверке режима наибольших нагрузок реактору РТУ-180000/500-У1 еще один реактор РТУ-180000/500.

Устанавливаем на шины промежуточной подстанции 2 УШР типа РТУ-180000/500-У1.

Место установки – приемная система

Необходимая мощность ИРМ:

Режим наибольших нагрузок:

Возможна установка двух синхронных компенсаторов КСВБ-100/11, которые смогут выдавать 171,779 Мвар реактивной мощности в режиме наибольших нагрузок.

Режим наименьших нагрузок:

В режиме наименьших нагрузок также возможна установка двух синхронных компенсаторов КСВБ-100/11, которые смогут как и выдавать 171,779 Мвар реактивной мощности в режиме наибольших нагрузок, так и потреблять 64,009 Мвар реактивной мощности в режиме наименьших нагрузок. Однако, согласно исходным данным, приемная система в режиме наименьших нагрузок может принять до 205 Мвар реактивной мощности, что больше, чем 64,009 Мвар, идущей в систему в режиме наименьших нагрузок. Таким образом, в режиме наименьших нагрузок установка КУ на шины приемной системы не требуется.

Вариант II

Место установки – промежуточная ПС.

Необходимая мощность ИРМ:

Режим наибольших нагрузок:

В режиме наибольших нагрузок необходимо потреблять из сети реактивную мощность в размере .

Возможна установка синхронного компенсатора КСВБ-100/11.

Суммарная потребляемая реактивная мощность в узле:

Режим наименьших нагрузок:

В режиме наименьших нагрузок необходимо потреблять из сети реактивную мощность в размере .

Таким образом, для функционирования сети в режиме наименьших нагрузок необходимо или добавить к СК один реактор РТУ-180000/500-У1 или сразу установить 2 реактора РТУ-180000/500-У1 – в таком случае, при сопоставимых технико-экономических показателях, имеем возможность регулирования потребления реактивной мощности в более широких пределах.

Устанавливаем на шины промежуточной подстанции 2 УШР типа РТУ-180000/500-У1.

Место установки – приемная система

Необходимая мощность ИРМ:

Режим наибольших нагрузок:

Возможна установка двух синхронных компенсаторов КСВБ-100/11 и двух СК КСВБ-50/11, которые смогут выдавать 268,556 Мвар реактивной мощности в режиме наибольших нагрузок.

Режим наименьших нагрузок:

Возможно использование установленных по условию режима наибольших нагрузок 3-х компенсаторов КСВБ-100/11.

Таблица 10. Результаты выбора компенсирующих устройств.

Вариант

ПС

Система

Проверка апериодической статической устойчивости электропередачи.

Проверка апериодической статической устойчивости выполняется с целью проверки возможности технической осуществимости рассматриваемых вариантов, а также для выявления необходимости применения средств, повышающих пропускную способность электропередачи до нормируемой величины.

Вариант I

Нормальный режим

Волновые параметры ЛЭП на участке ЭС–ПС:

Параметры эквивалентного четырехполюсника:

Полная мощность нагрузки с учетом мощности компенсирующих устройств:

Мощность, протекающая через обмотку ВН:

Обобщенная нагрузка подстанции:

Заменяем обобщенную нагрузку комплексным сопротивлением, приведенным к стороне ВН:

Параметры эквивалентного четырехполюсника, замещающего нагрузку ПС:

Волновые параметры ЛЭП на участке ПС–Система:

Параметры эквивалентного четырехполюсника:

Определим параметры эквивалентного четырехполюсника для всей электропередачи.

Проверка:

Собственное сопротивление:

Взаимное сопротивление:

Максимальная мощность, которую возможно передать по рассматриваемой электропередаче:

Коэффициент запаса электропередачи по апериодической статической устойчивости:

Таким образом, обеспечивается сохранение устойчивости без дополнительных мероприятий

Проверка правильности вычисления.

Параметры П-образной схемы замещения участка ПС–Система:

Угол между напряжением на шинах ВН промежуточной ПС и напряжением на конце второго участка:

Параметры П-образной схемы замещения участка ЭС–ПС:

Угол между напряжением на шинах ВН промежуточной ПС и напряжением в начале первого участка:

Суммарный угол:

Исходное значение мощности:

Погрешность расчета:

Послеаварийный режим

Проверка:

Коэффициент запаса больше нормируемого (8%) – необходимость в мероприятиях по повышению устойчивости электропередачи отсутствует.

Вариант II

Волновые параметры ЛЭП на участке ЭС–ПС:

Аналогично варианту I.

Параметры эквивалентного четырехполюсника:

Аналогично варианту I.

Полная мощность нагрузки с учетом мощности компенсирующих устройств:

Мощность, протекающая через обмотку ВН:

Обобщенная нагрузка подстанции:

Заменяем обобщенную нагрузку комплексным сопротивлением, приведенным к стороне ВН:

Параметры эквивалентного четырехполюсника, замещающего нагрузку ПС:

Перед тем, как определить параметры эквивалентного четырехполюсника, замещающие автотрансформаторы связи на участке ПС-Система, выберем тип данных автотрансформаторов.

Автотрансформатор связи 1

В режиме наибольших нагрузок через автотрансформатор связи №1 протекает максимальная активная мощность, а в режиме наименьших нагрузок наблюдается большой сток реактивной мощности с линии «ПС – Система». В связи с этим нельзя заранее сказать, когда полная мощность, протекающая через автотрансформатор, будет наибольшей. Проверим оба режима:

НБ:

НМ:

Наибольшая полная мощность, протекающая через АТ Связи 1

По [1, табл. 5.22] выбираем для установки на промежуточную подстанцию две однофазных автотрансформаторных группы 2×(3×АОДЦТН-167000/500/330).

Автотрансформатор связи 2

НБ:

НМ:

Наибольшая полная мощность, протекающая через АТ Связи 2

Таким образом, в начале и в конце участка устанавливаются по 2 группы однофазных трансформаторов АОДЦТН-167000/500/330, параметры которых приведены в таблице 11.

Таблица 13. Параметры 3×АОДЦТН-167000/500/220

Каталожные данные

Расчетные данные