1.10 Составление балансов активной и реактивной мощностей

В электроэнергетической системе в каждый момент времени должен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей.

1.10.1 Разомкнутая сеть

Суммарная активная мощность нагрузки в режиме максимальной нагрузки:

Суммарные потери активной мощности в режиме максимальной нагрузки:

Потребляемая активная мощность от источника питания:

Суммарная реактивная мощность нагрузки в режиме максимальной нагрузки:

Суммарные потери реактивной мощности в режиме максимальной нагрузки:

Суммарная зарядная мощность всех линий:

Потребляемая реактивная мощность от источника питания:

Реактивная мощность, которой располагает РЭС (источник питания):

Согласно заданию cosφ_РЭС= 0,9

tgφ_РЭС=tg(arcos(cosφ_РЭС)) =tg(arcos(0,9)) = 0,484

Q_П= 36,767 <Q_РЭС= 65,132

Компенсация реактивной мощности не требуется.

1.10.2 Замкнутая сеть

Суммарная активная мощность нагрузки в режиме максимальной нагрузки:

Суммарные потери активной мощности в режиме максимальной нагрузки:

Потребляемая активная мощность от источника питания:

Суммарная реактивная мощность нагрузки в режиме максимальной нагрузки:

Суммарные потери реактивной мощности в режиме максимальной нагрузки:

Суммарная зарядная мощность всех линий:

Потребляемая реактивная мощность от источника питания:

Реактивная мощность, которой располагает РЭС (источник питания):

Согласно заданию cosφ_РЭС= 0,9

tgφ_РЭС=tg(arcos(cosφ_РЭС)) =tg(arcos(0,9)) = 0,484

Q_П= 53,205 <Q_РЭС= 63,979

Компенсация реактивной мощности не требуется.

2 Технико-экономическое сравнение вариантов сети

2.1 Составление полных схем электрических соединений

2.1.1 Схема разомкнутой сети

Схему понижающих подстанций выбираю ответвительную (рис. 2.1). Присоединение подстанций через ответвления к ЛЭП дешевле, т.к. требуется меньше коммутационной аппаратуры.

Недостатком является то, что при проведении ремонтных работ нужно отключать всю линию.

Подстанцию 4 выполняю тупиковой.

Распределительное устройство низшего напряжения (далее РУНН) детально не рассматриваем. Для всех подстанций выбираю схему «квадрат», отличающуюся высокой надежностью. Для распределительного устройства среднего напряжения (далее РУСН) подстанции 1 выбираю схему «одна рабочая секционированная».

2.1.2 Схема замкнутой сети

Схему понижающих подстанций выбираю проходную (рис. 2.2).

Распределительное устройство низшего напряжения (далее РУНН) детально не рассматриваем. Для всех подстанций выбираю схему «квадрат», отличающуюся высокой надежностью.

Рис 2.1 Принципиальная схема разомкнутой сети.

Рис 2.2 Принципиальная схема замкнутой сети.

2.2 Определение экономических показателей и выбор целесообразного варианта

При экономическом сравнении принимаем следующие допущения:

1. Капиталовложения в сеть принимаются единовременными (срок строительства 1 год), эксплуатационные расходы – постоянными во времени.

2. По надежности варианты принимаются равноценными.

Для выполнения сравнения по экономическим показателям применяем [3].

2.2.1 Разомкнутая сеть

Расчет стоимости РУВН(СН) подстанций:

Расчет проводим по [3, таблица 7.19]. Выбираем элегазовые выключатели. Расчеты сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

№ ПС	Uном выключателя, кВ	Количество	Цена, тыс. руб.	Стоимость, тыс. руб.
ПС1 (ВН)	220	4	15000	60000
ПС1 (СН)	110	5	7300	36500
ПС2	220	4	15000	60000
ПС3	220	4	15000	60000
ПС4	110	4	7300	29200

Расчет потерь электроэнергии в ВЛ:

Находим время наибольших потерь по формуле:

(2.1)

Находим потери электроэнергии за год по формуле:

(2.2)

Расчеты сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Участок	Т, ч	τ, ч	ΔР, МВт	ΔЭ, МВт*ч
РЭС-3	4466	2852	2,621	7476,139
3-2	3947	2357	2,532	5967,819
2-1	4125	2521	1,378	3475,584
1-4	5000	3410	0,302	1031,207
Всего				17950,75

Расчет потерь электроэнергии в трансформаторах:

Для автотрансформаторов подстанции 1 для обмотки ВН необходимо найти свое значение числа часов использования максимальной нагрузки как средневзвешенное между Т_1СНи Т_1НН:

Т_1НН= Т₁= 4000 ч, Т_1СН= Т_с.вз^1-4= 5000 ч

где P_1НН= Р₁;

Р_1СН= Р₄.

Время наибольших потерь и потери электроэнергии за год находим по формулам (2.1) и (2.2).

Расчеты сведены в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

№ ПС	Т, ч	τ, ч	ΔР, МВт	ΔЭ, МВт*ч
ПС1 (ВН)	4125	2521	0,177	446,623
ПС1 (СН)	5000	3411	0,0005	1,865
ПС1 (НН)	4000	2405	0,077	185,574
ПС2	3200	1727	0,139	239,594
ПС3	6300	4980	0,183	913,032
ПС4	5000	3411	0,07	239,793
Всего				2026,551

Общие потери в сети:

где ΔЭ_тр– общие потери электроэнергии в трансформаторах, МВт*ч;

ΔЭ_ВЛ– общие потери электроэнергии в линиях, МВт*ч;