рпрпппапаавыолорпавыапролдлорпаПосле выбора мощностей компенсирующих устройств необходимо проверить баланс реактивной мощности:
(7.12)
Баланс выполняется.
8 Анализ уровней напряжения в системе электроснабжения
Целью анализа уровней напряжения являются:
-
Определение необходимости применения средств регулирования напряжения;
-
Выбор средств регулирования напряжения, мест их установки и требуемого диапазона регулирования;
-
Определение номеров ответвлений трансформаторов с ПБВ.
Анализ режима напряжений ведется одновременно для всей распределительной сети, все нагрузки и напряжения предполагаются симметричными и линейными, рассматриваются два режима: режим минимальных нагрузок и режим максимальных нагрузок.
Уровни напряжения на зажимах приемников 0,4 кВ соответствуют требованиям ГОСТ, если отклонение напряжения от номинального на шинах 0,4 кВ цеховых ТП отклоняются в пределах:
+
4%
+ 6% - в режиме максимальных нагрузок;
+
1%
+ 5% - в режиме минимальных нагрузок.
В курсовом проекте анализ уровней напряжения производится для ближайшей и наиболее удаленной трансформаторной подстанции. В качестве примера рассмотрим КТП1 и КТП8.
Потери мощности в цеховых трансформаторах учитываются приближенно. Потерями мощности в линиях можно пренебречь. Потери напряжения в трансформаторах рассчитываются по мощности, подходящей к нему.
Активное сопротивление линии, Ом:
(8.1)
где
-
удельное активное сопротивление линии,
Ом/км;
-
длина линии, км.
Реактивное сопротивление линии, Ом:
(8.2)
где
-
удельное активное сопротивление линии,
Ом/км;
ВЛ
35кВ:
,
.
КЛ1:
,
КЛ14:
,
КЛ8:
,
Сопротивления трансформатора, Ом:
,
(8.3)
,
(8.4)
ГПП:
,
КТП1:
,
КТП8:
,
Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в максимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности сводится в таблицу 8.1
Таблица8.1 Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в максиммальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности.
|
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
|
Нагрузка КЛ1 |
||||||
|
КТП1 |
630 |
793,348 |
196,103 |
817,225 |
81,722 |
24,516 |
|
Итого |
|
793,348 |
196,103 |
|
81,722 |
24,516 |
|
Нагрузка КЛ8 |
||||||
|
КТП8 |
630 |
666,028 |
272,439 |
719,667 |
71,959 |
21,59 |
|
Итого |
|
666,028 |
272,439 |
|
71,959 |
21,59 |
|
Нагрузка КЛ14 |
||||||
|
КТП8 |
630 |
666,028 |
272,439 |
719,667 |
71,959 |
21,59 |
|
КТП9 |
630 |
723,552 |
333,394 |
796,667 |
79,666 |
23,9 |
|
Итого |
|
1389,58 |
605,833 |
|
151,625 |
45,49 |
Так как предприятие работает по двухсменному графику, то ночью предполагается, что вся нагрузка двухтрансформаторной подстанции переводится на один трансформатор. Активные нагрузки принимаются 20% от расчетной, а реактивные 30% от расчетной, насосная и компрессорная станции потребляют 50% расчетной мощности, в ночное время конденсаторные установки напряжением 0,4 кВ могут быть отключены при регулировании в ручном режиме или их мощность снижается пропорционально нагрузке при наличии автоматического регулирования.
,
(8.5)
Таблица 8.2 Расчет мощности, протекающей по кабельным линиям, в минимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности.
|
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
|
Нагрузка КЛ1 |
||||||
|
КТП1 |
630 |
158,669 |
0 |
158,669 |
15,866 |
4,76 |
|
Итого |
|
158,669 |
0 |
|
15,866 |
4,76 |
|
Нагрузка КЛ8 |
||||||
|
КТП8 |
630 |
133,205 |
0 |
133,205 |
13,32 |
3,996 |
|
Итого |
|
133,205 |
0 |
|
13,32 |
3,996 |
|
Нагрузка КЛ14 |
||||||
|
КТП8 |
630 |
133,205 |
0 |
133,205 |
13,32 |
3,996 |
|
КТП9 |
630 |
144,71 |
0 |
144,71 |
14,471 |
4,341 |
|
Итого |
|
277,915 |
0 |
|
27,791 |
8,337 |
Таблица 8.3 Расчет потерь мощности в максимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности.
|
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
|
1 |
630 |
793,348 |
196,103 |
817,2254 |
81,722 |
24,516 |
|
2 |
1000 |
1055,39 |
266,962 |
1088,631 |
108,863 |
32,658 |
|
3 |
1000 |
1055,39 |
266,962 |
1088,631 |
108,863 |
32,658 |
|
4 |
1000 |
925,973 |
247,853 |
958,5703 |
95,857 |
28,757 |
|
5 |
1000 |
1032,346 |
213,23 |
1054,137 |
105,413 |
31,624 |
|
6 |
1000 |
847,011 |
432,98 |
951,262 |
95,126 |
28,537 |
|
7 |
1000 |
847,011 |
432,98 |
951,262 |
95,126 |
28,537 |
|
8 |
630 |
666,028 |
272,439 |
719,5945 |
71,959 |
21,587 |
|
9 |
630 |
723,552 |
333,394 |
796,6675 |
79,666 |
23,900 |
|
10 |
1000 |
990,771 |
352,348 |
1089,149 |
108,914 |
32,674 |
|
11 |
1000 |
950 |
414,221 |
1036,378 |
103,637 |
31,091 |
|
12 |
630 |
704,348 |
310,505 |
769,7529 |
76,975 |
23,092 |
|
Итого |
|
10591,17 |
3739,977 |
11018,34 |
1101,83 |
330,55 |
Мощность предприятия в режиме максимальных нагрузок, кВт:
(8.6)
Мощность предприятия в режиме максимальных нагрузок, квар:
(8.7)
Таблица 8.4 Расчет потерь мощности в минимальном режиме с учетом компенсации реактивной мощности.
|
Потребитель |
Sном.тр кВА |
Рр кВт |
Qр-Qк.ст квар |
Sр кВА |
квар |
кВт |
|
1 |
630 |
163,445 |
0 |
163,445 |
16,344 |
4,903 |
|
2 |
1000 |
217,726 |
0 |
217,726 |
21,772 |
6,531 |
|
3 |
1000 |
217,726 |
0 |
217,726 |
21,772 |
6,531 |
|
4 |
1000 |
191,714 |
0 |
191,714 |
19,171 |
5,752 |
|
5 |
1000 |
210,827 |
0 |
210,827 |
21,082 |
6,324 |
|
6 |
1000 |
190,252 |
0 |
190,252 |
19,025 |
5,707 |
|
7 |
1000 |
190,252 |
0 |
190,252 |
19,025 |
5,707 |
|
8 |
630 |
143,918 |
0 |
143,918 |
14,391 |
4,317 |
|
9 |
630 |
159,333 |
0 |
159,333 |
15,933 |
4,780 |
|
10 |
1000 |
217,829 |
0 |
217,829 |
21,782 |
6,534 |
|
11 |
1000 |
207,275 |
0 |
207,275 |
20,727 |
6,218 |
|
12 |
630 |
153,950 |
0 |
153,950 |
15,395 |
4,618 |
|
Итого |
|
2118,234 |
0 |
2118,234 |
211,823 |
63,547 |
Мощность предприятия в режиме минимальных нагрузок, кВт:
(8.8)
;
Мощность предприятия в режиме минимальных нагрузок, квар:
(8.9)
Принимаем
Потери мощности в обмотках трансформатора ГПП, кВА:
(8.10)
Мощность, протекающая со стороны высокого напряжения ГПП(на одну линию), кВА:
(8.11)
Потери мощности в линии 35кВ, кВА:
Мощность в начале линии 35кВ (на одну секцию), кВА:
(8.12)
Определяются оптери напряжения в элементах сети для рассматриваемых режимов,% :
Потери напряжения в ВЛ:
Потери напряжения в ГПП:
Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.5
Таблица 8.5 Анализ уровней напряжения на шинах ГПП
|
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
|
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
|
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
|
Шины 35 кВ |
+6 |
+3 |
+6 |
+3 |
|
ЛЭП-35 |
1,019 |
0,198 |
1,019 |
0,198 |
|
Трансформатор ГПП |
||||
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
б)потери напряжения |
1,478 |
0,146 |
1,478 |
0,146 |
|
в)регулятор РПН |
- |
- |
-4х1,78 |
-5х1,78 |
|
Итого на шинах ГПП |
8,503 |
7,656 |
1,383 |
-1,244 |
Таблица 8.6 Анализ уровней напряжения на шинах ближайшей цеховой ТП(КТП1)
|
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
|
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
|
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
|
Шины ГПП |
8,503 |
7,656 |
1,383 |
-1,244 |
|
Кл -10кВ |
||||
|
КЛ1 |
0,0081 |
0,0016 |
0,0081 |
0,0016 |
|
Трансформатор цеховой п/с |
||||
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
б)потери напряжения |
2,026 |
0,232 |
2,026 |
0,232 |
|
в)надбавка Е(ПБВ) |
- |
- |
0 |
0 |
|
Итого на шинах 0,4 |
11,468 |
12,422 |
4,348 |
3,522 |
Таблица 8.7 Анализ уровней напряжения на шинах удаленной цеховой ТП(КТП8)
|
Наименование элемента |
Потери напряжения % |
|||
|
Без регулирования в режиме |
С регулированием в режиме |
|||
|
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
Максимальной нагрузки |
Минимальной нагрузки |
|
|
Шины ГПП |
8,503 |
7,656 |
1,383 |
-1,244 |
|
Кл -10кВ |
||||
|
КЛ8 |
0,062 |
0,012 |
0,062 |
0,012 |
|
КЛ14 |
0,109 |
0,021 |
0,109 |
0,021 |
|
Трансформатор цеховой п/с |
||||
|
а)конструктивная надбавка |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
б)потери напряжения |
2,187 |
0,195 |
2,187 |
0,195 |
|
в)надбавка Е(ПБВ) |
- |
- |
0 |
0 |
|
Итого на шинах 0,4 |
11,145 |
12,428 |
4,025 |
3,528 |
9 Расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратов и токоведущих частей
Выбираемые по условиям нормального режима коммутационные аппараты, токоведущие части, изоляторы для повышения надежности должны проверятся на динамическую и термическую устойчивость от действия токов короткого замыкания, которые могут возникнуть в аварийном режиме. Токи короткого замыкания рассчитываются для всех напряжений в местах, где они могут достигнуть наибольшего значения: на первичной стороне трансформаторов ГПП, на сборных шинах 10 кВ, на первичной и вторичной стороне наиболее мощных цеховых трансформаторов.
9.1 Составление схемы замещения и определение ее параметров
Расчетная схема представлена на рисунке 10.1.
Принятая базисная мощность: Sб = 1000 МВ·А.
Базисное напряжение ступени 35 кВ: Uб37 = 37 кВ.
Базисное напряжение ступени 10 кВ: Uб10 = 10,5 кВ.
Базисный ток, кА:
,
(9.1)
для
ступени 35 кВ: Iб35
=
;
для
ступени 10 кВ: Iб10
=
.
ЭДС системы, о.е.:
,
(9.2)
где 
–
сопротивление системы, приведенное к
мощности системы SС
.
.
Сопротивления ВЛ-35, о.е.:
;
(9.3)
.
(9.4)
;
.
Сопротивления КЛ4 ГПП-КТП4, о.е.:
;
.
Сопротивления КЛ2 ГПП-КТП2, о.е.:
;
.
Сопротивления КЛ14 ГПП-РП3, о.е.:
;
.
Сопротивления КЛ3 КТП2-КТП3, о.е.:
;
.
Сопротивления трансформатора, о.е.:
;
(9.5)
.
(9.6)
Для трансформатора ГПП:
;
.
Для трансформатора КТП2, КТП3, КТП4:
;
.
Принимается, что 10 кВ нагрузкой РП являются синхронный двигатель типа СДН -15-39-6 мощностью 1250 кВт имеющий следующие параметры:
СДН
-15-39-6 1250/10000: Uном
= 10 кВ, η = 94,4 % , cosφ
= 0,9,
=
7.
Сверхпереходная ЭДС двигателя, о.е.:
.
(9.7)
.
Сопротивление двигателя, о.е.:
.
(9.8)
.
Схема замещения представлена на рисунке 10.1.
Рисунок 10.1 – Схема замещения