Лабораторные работы / Расчет режима минимальных нагрузок в радиальной и замкнутой электрических сетях 110-220 кВ и выбор мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности
.docxМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Энергетический институт
Направление 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника
Инженерная школа энергетики
Лабораторная работа №3
по дисциплине
Электроэнергетические системы и сети
«Расчет режима минимальных нагрузок в радиальной и замкнутой электрических сетях 110-220 кВ и выбор мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности»
Разработал |
|
Абдуллаев Б.С. |
студент группы: |
(подпись, дата) |
(Ф.И.О) |
Проверил |
|
Бацев А.А |
преподаватель |
(подпись, дата) |
(Ф.И.О) |
Томск – 2018
-
Расположение потребителей и источника питания на координатной плоскости, масштаб 20км/1 см
|
|
Характеристики потребителей электроэнергии и источника питания
|
ПС1 |
ПС2 |
ПС3 |
ПС4 |
Система |
|
X, см |
6 |
2,5 |
6,5 |
8 |
Х, см |
11 |
У,см |
1,5 |
4,5 |
7 |
4,5 |
У, см |
8 |
Рmax, MВт |
40 |
14 |
28 |
10 |
UРЭСmax, % |
111 |
Tmax, час |
3800 |
2400 |
6300 |
5300 |
UРЭСmin, % |
102 |
0,78 |
0,75 |
0,82 |
0,80 |
0,89 |
||
Kк, % |
100 |
30 |
75 |
20 |
Pmin, % |
45 |
Масштаб – 20 км/см |
-
Схемы замещения радиальной и кольцевой электрических сетей
Для составления схем замещения используем данные из таблиц 1, 2, 3 и 4.
Таблица 1 – Нагрузки подстанций
№ ПС |
Pmax, МВт |
сosφ |
Q, Мвар |
S, МВА |
S, МВА |
1 |
40 |
0,78 |
32,091 |
40+j32,091 |
51,282 |
2 |
14 |
0,75 |
12,347 |
14+j12,347 |
18,667 |
3 |
28 |
0,82 |
19,544 |
28+j19,544 |
34,146 |
4 |
10 |
0,80 |
7,5 |
10+j7,5 |
12,5 |
Таблица 2 – Параметры выбранных марок проводов
Конфигурация сети |
Участок |
L, км |
nц |
Uном, кВ |
Марка провода |
Rл, |
Xл, |
Bл, |
Qc, |
Ом |
Ом |
мкСм/км |
МВар |
||||||
радиальная |
0-3 |
98,649 |
2 |
220 |
АС 240/39 |
5,82 |
21,456 |
513,8 |
24,87 |
3-1 |
118,19 |
2 |
110 |
АС 150/24 |
12,055 |
24,819 |
639,9 |
7,742 |
|
3-2 |
100,94 |
1 |
110 |
АС 95/16 |
30,384 |
43,81 |
263,6 |
3,189 |
|
3-4 |
62,391 |
1 |
110 |
АС 95/16 |
18,78 |
27,078 |
162,9 |
1,971 |
|
кольцевая |
0-3 |
98,649 |
2 |
220 |
АС 240/39 |
5,82 |
21,456 |
513,8 |
24,87 |
3-2 |
100,94 |
1 |
110 |
АС 240/39 |
11,911 |
40,882 |
283,5 |
3,43 |
|
3-4 |
62,391 |
1 |
110 |
АС 240/39 |
7,362 |
25,268 |
175,2 |
2,12 |
|
2-1 |
98,649 |
1 |
110 |
АС 240/39 |
11,641 |
39,953 |
277,0 |
3,352 |
|
4-1 |
77,159 |
1 |
110 |
АС 240/39 |
9,105 |
31,249 |
216,7 |
2,622 |
Таблица 3 – Параметры выбранных трансформаторов и автотрансформатора
n |
№ ПС |
Тип Тр-ра |
Пределырегулирования |
Каталожные данные |
Расчетные данные |
|||||||||
2 |
1 |
ТД-40000/110 |
40 |
121 |
10,5 |
10,5 |
160 |
50 |
0,65 |
1.46 |
38.4 |
260 |
||
2 |
2 |
ТДН-6300/110 |
6.3 |
115 |
11 |
10,5 |
44 |
11.5 |
0.8 |
14.7 |
220.4 |
50.4 |
||
2 |
4 |
ТДН-2500/110 |
2.5 |
110 |
11 |
10,5 |
22 |
5.5 |
1.5 |
42.6 |
508.2 |
37.5 |
Таблица 4 – Параметры выбранных автотрансформаторов
№ ПС |
n |
Тип |
Sном, МВА |
Регулирование напряжения |
Uном, кВ |
Ix, % |
Rт, Ом |
Хт, Ом |
ΔQxKВар |
ΔPxKВт |
|||||||||||
ВН |
СН |
НН |
|
ВН |
СН |
НН |
ВН |
СН |
НН |
|
|
||||||||||
2 |
2 |
АТДЦТН–125000/220/110 |
125 |
230 |
121 |
11 |
0,52 |
0,52 |
0,52 |
3,2 |
49 |
0 |
131 |
625 |
65 |
-
Результаты расчёта режима минимальных нагрузок с выбором мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности.
В расчете режима минимальных нагрузок значение мощности на подстанциях высчитываются согласно своему варианту, что в данном случае составляет 45% от максимальных значений, и значение подводимого напряжения в данном задании составляет 102% от номинального значения 220 кВ.
Для режима минимальных нагрузок . В таблице 4 приведены значения нагрузок в минимальном режиме
Таблица 5 – Нагрузки в минимальном режиме
№ ПС |
|
|
|
|
1 |
18 |
14,44 |
18+j14,44 |
23,076 |
2 |
6,3 |
5,56 |
6,3+j5,56 |
8,403 |
3 |
12,6 |
8,79 |
12,6+j8,79 |
15.363 |
4 |
5 |
3,75 |
5+j3,75 |
6.25 |
Пример расчета для ПС 1:
-
Радиальная сеть
Выставляем схему в исходное состояние и проводим расчет:
Рисунок 1 – Предварительный расчет узлов режима минимальных нагрузок радиальной сети
Рисунок 2 – Предварительный расчет ветвей режима минимальных нагрузок радиальной сети
Напряжение на ПС1 составило – 9,82 кВ, ПС2– 10,3 кВ, ПС3 – 10,61 кВ, а на ПС4 – 10,47 кВ. Напряжения на всех ПС входят в допустимые пределы от 9,5-10,5 кВ. Таким образом, в регулировании напряжения нет необходимости
Выполним проверку коэффициента мощности:
Коэффициент мощности меньше заданного .
Кольцевая схема:
Выставляем схему в исходное состояние и проводим расчет (см. рисунок 3 и 4).
Рисунок 3 – Предварительный расчет узлов режима минимальных нагрузок кольцевой сети
Рисунок 4 – Предварительный расчет ветвей режима минимальных нагрузок кольцевой сети.
Напряжение на ПС1 составило – 9,26 кВ, ПС2– 10,10 кВ, ПС3 – 10,51 кВ, а на ПС4 – 10,13 кВ. Отрегулируем напряжение на ПС1. После подстановки отпайки №2 напряжение стало 9,7 кВ, что является допустимым.
Выполним проверку коэффициента мощности:
Коэффициент мощности практически равен заданному .
Вывод:
В режиме минимальных нагрузок нам пришлось использовать РПН трансформаторов для нормализации потоков мощностей. Все напряжения были отрегулированы в соответствии с требованиями с помощью метода, изложенного в лабораторной работе 2. Также необходима установка компенсирующих устройств из-за отрицательного значения
Список используемых источников.
-
Правила устройства электроустановок. –7-ое изд., – М.: Госэнергонадзор, 2002. – 928 с.
-
Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича – М.; Издательство НЦ ЭНАС, 2005. – 320 с. ил.