Проектирование электрической сети

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. Задание и исходные данные для проектирования

Спроектировать электрическую сеть для электроснабжения указанных потребителей от электрической системы. Месторасположение источника питания и потребителей ЭЭ указано на рисунке 1. 1, а их характеристики — в таблице 1.1. Электрическая сеть расположена в объединенной энергосистеме Сибири, II районе по гололеду.

Рисунок 1. 1

Расстояния между точками: l01=14 км, l02=17 км, l03=17 км, l04=25 км, l05=19 км, l12=17 км, l13=20 км, l14=24 км, l15=31 км, l23=13 км, l24=24 км, l25=31 км, l34=12 км, l35=21 км, l45=19 км.

Таблица 1.1 — Характеристика И П и потребителей ЭЭ

Параметр

Доля нагрузки 3-й категории

ИП 0

-

0. 80

-

-

-

п/ст 1

25

0. 92

5300

10

0

п/ст 2

35

0. 65

3500

10

100

п/ст 3

25

0. 70

4100

10

0

п/ст 4

27

0. 67

3800

10

0

п/ст 5

34

0. 87

5700

10

0

Полная мощность нагрузок потребителей Si, МВА, определяется исходя из активной мощности нагрузки Pi, МВт, и коэффициента мощности Cosцi потребителей, указанных в таблице 1.1.

Таблица 1. 2

№ п/ст

1

25

0. 92

27. 17

10. 65

25+j10. 65

2

35

0. 65

53. 85

40. 92

35+j40. 92

3

25

0. 70

35. 71

25. 51

25+j25. 51

4

27

0. 67

40. 30

29. 92

27+j29. 92

5

34

0. 87

39. 08

19. 27

34+j19. 27

Расчетные формулы:

а);

б);

б);

2. Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных решений

2.1 Варианты радиально-магистральной схемы электрической сети

а) б)

в) г)

Рисунок 2.1 — Варианты радиально-магистральной схемы

Таблица 2. 1- Характеристика вариантов радиально-магистральной схемы

вариант

участок

, км

, км

Номер п/ст

Кол-во выкл.

n, шт

, шт

, МВт

, МВт км

, МВт км

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а)

01

38

191

1

3

25

25

950

5425

02

21

2

3

35

735

03

38

3

3

25

950

04

58

4

3

27

1566

05

36

5

3

34

1224

0

10

б)

01

38

158

1

3

22(30)

25

950

4462

23

12

2

3

35

420

03

38

3

3(7)

25

950

45

34

4

3

27

918

05

36

5

3(7)

34

1224

0

7

в)

01

38

186

1

3(7)

22(30)

25

950

5394

12

34

2

3

35

1190

03

38

3

3(7)

25

950

34

40

4

3

27

1080

05

36

5

3

34

1224

0

7

г)

01

38

180

1

3(7)

22(30)

25

950

5232

12

34

2

3

35

1190

03

38

3

3

25

950

45

34

4

3

27

918

05

36

5

3(7)

34

1224

0

7

Вывод о выборе радиально-магистральной схемы: исходя из упрощенных критериев, наилучшим вариантом исполнения сети из предложенных является вариант, приведенный на рисунке 2.1 б).

3. Приближенный расчет потокораспределения в электрической сети

электрическая сеть напряжение трансформатор

а) б)

в) г)

Рисунок 2.2 — Варианты кольцевой схемы

Таблица 2.2 — Характеристика вариантов схемы, имеющий замкнутый контур

вариант

участок

, км

, км

Номер п/ст

Кол-во выкл.

n, шт

, шт

а)

01

19

103

1

3

18

12

17

2

3

23

12

3

3

34

20

4

3

45

17

5

3

05

18

0

3

б)

01

19

131

1

3

20

12

17

2

3

23

12

3

3

03

19

4

3

04

29

5

3

45

17

0

5

05

18

в)

01

19

131

1

3

20

12

17

2

3

02

21

3

3

03

19

4

3

34

20

5

3

45

17

0

5

05

18

г)

01

38

129

1

3(7)

20(24)

12

17

2

3

03

19

3

3

34

20

4

3

45

17

5

3

05

18

0

5

Вывод о выборе кольцевой схемы: исходя из упрощенных критериев, вариантом исполнения сети из предложенных является вариант, приведенный на рисунке 2.2 в); вариант, приведенный на рисунке 2.2 а) не проходят по допустимой потери напряжения в послеаварийном режиме.

3.1 Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в нормально режиме

Участок 01:

,

Участок 03:

,

Участок 05:

,

Участок 45:

,

Участок 23:

,

Рисунок 3. 1

3.2 Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в послеаварийном режиме

Участок 01:

,

Участок 03:

,

Участок 05:

,

Участок 45:

,

Участок 23:

,

Рисунок 3. 2

3.3 Приближенный расчет потокораспределения в кольцевой сети в нормально режиме

Кольцевая сеть 3 450

Головной участок 03:

,

,

Головной участок 05:

,

,

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Точка 4 — точка потокораздела P и Q.

Головной участок 01:

,

,

Участок 12:

,

Рисунок 3. 3

3.4 Приближенный расчет потокораспределения в кольцевой сети в послеаварийном режиме

Рисунок 3. 4

В данном случае в кольцевой сети 3 450 наиболее загруженным головным участком в нормальном режиме является участок 05. При рассмотрении послеаварийного режима предполагается, что данный участок 05 вышел из строя тогда в послеаварийном режиме кольцевая сеть 3 450 преобразуется в разомкнутую 0345.

Участок 45:

,

Участок 34:

,

Участок 03:

,

Участок 12:

,

Участок 01:

4. Выбор номинальных напряжений электрической сети

4.1 Выбор номинального напряжения для радиально-магистральной сети

Номинальное напряжение для каждого участка вычисляются по формуле Стилла.

,

,

,

,

,

Полученные нестандартные значения номинального напряжения округляются до ближайших стандартных.

Ближайшим меньшим и большим стандартными значениями являются:

— для участка 01 и;

— для участка 23 и;

— для участка 03 и;

— для участка 45 и;

— для участка 05 и;

Полученные значения номинальных напряжения проверяются по допустимой суммарной потери напряжения в сети в нормальном и послеаварийном режимах.

Номинальное напряжение сети на всех участках принимаем.

Проверка в нормальном режиме.

Участок 01:

,

,

Участок 032:

,

,

,

Участок 054:

,

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для радиально-магистральной сети подходит.

Проверка в послеаварийном режиме.

Участок 01

,

,

Участок 032

,

,

Участок 054

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для радиально-магистральной сети подходит.

Окончательно принимается напряжение.

4.2 Выбор номинального напряжения для кольцевой сети

Кольцевая сеть 3 450

Номинальное напряжение для кольцевой сети 3 450 рассчитывается по наиболее загруженному участку, которым является участок 05:

,

Полученное нестандартное значение номинального напряжения округляется до ближайших стандартных.

Ближайшим меньшим и большим стандартными значениями являются для участка 03 и;

Номинальное напряжение сети на всех участках принимается.

Проверка в нормальном режиме.

Участок 034:

,

,

,

Участок 054:

,

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для кольцевой сети 3 450 подходит.

Проверка в послеаварийном режиме.

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для кольцевой сети 3 450 подходит.

Окончательно принимается напряжение.

Участок 01:

,

Участок 12:

,

Полученное нестандартное значение номинального напряжения округляется до ближайших стандартных.

Ближайшим меньшим и большим стандартными значениями являются для участка 01 и.

Ближайшим меньшим и большим стандартными значениями являются для участка 12 и.

Номинальное напряжение сети на всех участках принимается.

Проверка в нормальном режиме.

Участок 012:

,

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для участка сети 012 подходит.

Проверка в послеаварийном режиме.

,

,

Т.к. условие в нормальном режиме выполняется, то номинальное напряжение для участка сети 012 подходит.

Окончательно принимается напряжение.

5. Баланс активной и реактивной мощностей электрической сети

5.1 Баланс активной мощности в сети

,

,

,

,

,

,

5.2 Баланс реактивной мощности в радиально-магистральной сети

,

,

,

Таблица 5. 1

, МВА

, МВА

, Ом/км

, км

, МВар

01

12. 5+j5. 32

13. 59

0. 4

19

0. 12

03

30+j33. 21

44. 75

19

2. 52

23

35+j40. 92

53. 85

12

1. 15

45

13. 5+j14. 96

20. 15

17

0. 46

05

30. 5+j24. 59

39. 18

18

1. 83

Расчетная формула:

,

,

,

,

,

,

,

,

,

5.3 Баланс реактивной мощности в кольцевой сети

,

,

,

Таблица 5. 2

, МВА

, МВА

, Ом/км

, км

, МВар

01

30+j25. 78

39. 56

0. 4

01

1. 97

12

35+j40. 92

53. 85

12

1. 63

03

39. 62+j37. 79

54. 75

03

1. 88

34

14. 62+j12. 29

19. 1

34

0. 24

45

12. 38+j17. 63

21. 54

45

0. 26

05

46. 38+j36. 90

59. 27

05

2. 09

Расчетная формула:

,

,

,

,

,

,

,

,

6. Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в электрической сети

6.1 Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в радиально-магистральной электрической сети

Определим мощность КУ, необходимых для радиально-магистральной электрической сети:

,

Т.к., то существует необходимость установки КУ в сети.

Суммарная мощность КУ распределяется по подстанциям.

,

,

,

,

,

,

Определяем необходимое количество и мощность БК по подстанциям для компенсации реактивной мощности.

На подстанции 1 не устанавливаем батареи, т.к..

На подстанции 4 не устанавливаем батареи, т.к..

На подстанции 5 не устанавливаем батареи, т.к..

На подстанции 2 устанавливаются 5 батарей с конденсаторами типа КС2−1. 05−60 номинальным напряжением, мощностью, выдаваемой батарей, при ().

На подстанции 3 устанавливаются 2 батареи с конденсаторами типа КС2−1. 05−60 номинальным напряжением, мощностью, выдаваемой батарей, при ().

Уточняется мощность нагрузок подстанций на основании выбранных БК.

;

;

;

;

;

Исходя из уточненных мощностей нагрузок подстанций, пересчитываются мощности, передаваемые по участкам сети.

Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в нормальном режиме.

Участок 01:

,

Участок 03:

,

Участок 05:

,

Участок 45:

,

Участок 23:

,

Приближенный расчет потокораспределения в радиально-магистральной сети в послеаварийном режиме.

Участок 01:

,

Участок 03:

,

Участок 05:

,

Участок 45:

,

Участок 23:

,

6.2 Определение необходимости установки и выбор компенсирующих устройств в кольцевой электрической сети

Определим мощность КУ, необходимых для радиально-магистральной электрической сети:

,

Т.к., то существует необходимость установки КУ в сети.

Приближенный расчет потокораспределения в кольцевой сети в нормальном режиме.

Кольцевая сеть 3 450

Головной участок 03:

,

,

Головной участок 05:

,

,

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Точка 4 — точка потокораздела P и Q.

Головной участок 01:

,

,

Участок 12:

,

Приближенный расчет потокораспределения в кольцевой сети 3 450 в послеаварийном режиме, когда выходит из строя участок 03.

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Участок 05:

Участок 12:

,

Участок 01:

,

Приближенный расчет потокораспределения в кольцевой сети 3 450 в послеаварийном режиме, когда выходит из строя участок 05.

Участок 45:

,

Участок 34:

,

Участок 03:

,

Участок 12:

,

Участок 01:

,

7. Выбор трансформаторов на подстанциях

7.1 Выбор трансформаторов на подстанциях радиально-магистральной сети

На подстанции 1 необходимо установить два трансформатора, мощность каждого из которых должна быть:

,

На подстанции 1 устанавливаются два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-25 000/110.

На подстанции 2 необходимо установить один трансформатора, мощность которого должна быть:

,

На подстанции 2 устанавливаем один трехфазный двухобмоточный трансформатор ТРДЦН-63 000/110.

На подстанции 3 необходимо установить два трансформатора, мощность каждого из которых должна быть:

,

На подстанции 3 устанавливаются два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-25 000/110.

На подстанции 4 необходимо установить два трансформатора, мощность каждого из которых должна быть:

,

На подстанции 4 устанавливаются два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-40 000/110.

На подстанции 5 необходимо установить два трансформатора, мощность каждого из которых должна быть:

,

На подстанции 5 устанавливаются два трехфазных двухобмоточных трансформатора ТРДН-40 000/110.

Таблица 7.1 — Каталожные и расчетные данные трансформаторов на подстанциях радиально-магистральной сети

Тип

ТРДН-

25 000/110

25

±9Ч1. 78%

115

10. 5/10. 5

10. 5

120

27

0. 7

2. 54

55. 9

175

ТРДН-

40 000/110

40

±9Ч1. 78%

115

10. 5/10. 5

10. 5

172

36

0. 65

1. 4

34. 7

260

ТРДЦН-

63 000/110

63

±9Ч1. 78%

115

10. 5/10. 5

10. 5

260

59

0. 6

087

22. 0

410

7.2 Выбор трансформаторов на подстанции кольцевой сети

Выбор тр-ров аналогичен пункту 6.2.

8. Выбор сечений проводов ВЛЭП

Для ВЛЭП 110 кВ выбираются сталеалюминевые провода марки АС, а для прокладки линий используются железобетонные опоры.

Таблица 8.1 — Выбор сечений проводов ВЛЭП радиально-магистральной сети

Участок

Марка-сечение провода

01

12,. 5+j5. 32

13. 59

71. 3

АС-70/11

265

03

30+j19. 91

36. 01

188. 98

АС-70/11

265

23

35+j21. 92

41. 3

216. 76

АС-70/11

265

45

13. 5+j14. 96

20. 15

105. 76

АС-70/11

265

05

30. 5+j24. 59

39. 18

205. 63

АС-150/24

450

Таблица 8.2 — Проверка сечений проводов ВЛЭП радиально-магистральной сети

Участок

Марка-сечение провода

01

25+j10. 65

27. 17

142. 63

АС-70/11

265

03

0

0

0

АС-70/11

265

23

25+j17. 91

30. 75

161. 41

АС-70/11

265

45

27+j29. 92

40. 3

211. 53

АС-70/11

265

05

61+j49. 18

78. 36

411. 26

АС-150/24

450

Таблица 8.3 — Выбор сечений проводов ВЛЭП кольцевой сети

Участок

Марка-сечение провода

01

30+j16. 28

33. 67

176. 71

АС-70/11

265

12

35+j21. 92

41. 3

216. 76

АС-70/11

265

03

39. 62+j32. 14

51. 02

267. 77

АС-240/32

605

34

14. 62+j14. 24

20. 41

107. 12

АС-150/24

450

45

12. 38+j15. 68

19. 98

104. 86

АС-120/19

390

05

46. 38+j34. 95

58. 07

304. 81

АС-240/32

605

Таблица 8.4 — Проверка сечений проводов ВЛЭП кольцевой сети

Участок

при выходе из строя участка

при выходе из строя участка

при выходе из строя участка

Марка-сечение провода

03

05

03

05

03

05

03

-

86+j67. 09

-

109. 07

-

572. 49

572. 49

АС-240/32

605

34

25+j17. 91

61+j49. 18

30. 75

78. 36

161. 41

411. 26

411. 26

АС-150/24

450

45

52+j47. 82

34+j19. 27

70. 65

39. 08

370. 79

205. 12

370. 79

АС-120/19

390

05

86+j67. 09

-

109. 07

-

572. 49

-

572. 49

АС-240/32

605

01

25+j10. 65

27. 17

142. 63

142. 63

AC-70/11

265

12

0

0

0

0

AC-70/11

265

9. Составление схемы замещения электрической сети и определение её параметров

Рисунок 9.1 — Схема замещения радиально-магистральной сети

Рисунок 9.2 — Схема замещения кольцевой сети

Для одноцепной ВЛЭП параметры её схемы замещения следующие:

;

;

;

Для двухцепной ВЛЭП параметры её схемы замещения следующие:

;

;

;

10. Разработка схемы электрических соединений сети

Рисунок 10.1 — Схема электрических соединений радиально-магистральной сети

Рисунок 10.2 — Схема электрических соединений кольцевой сети

11. Технико-экономическое обоснование окончательного выбора варианта исполнения электрической сети

11.1 Определение капиталовложений на сооружение электрической сети

Таблица 11.1 — Капиталовложения на сооружения ВЛЭП электрической сети по вариантам

Участок

lуч, км

Тип опор

Марка-сечение провода

, тыс. руб/км

, тыс. руб

, тыс. руб

Радиально-магистральная сеть (вариант I)

01

19

Железобетонные

двухцепные

АС-70/11

17. 8

338. 2

1483. 0

03

19

Железобетонные

двухцепные

АС-70/11

17. 8

338. 2

23

12

Железобетонные

одноцепные

АС-70/11

12. 0

144. 0

45

17

Железобетонные

двухцепные

АС-70/11

17. 8

302. 6

05

18

Железобетонные

двухцепные

АС-150/24

20. 0

360. 0

Кольцевая сеть (вариант II)

01

19

Железобетонные

двухцепные

АС-70/11

17. 8

338. 2

1488. 0

12

17

Железобетонные

одноцепные

АС-70/11

12. 0

204. 0

03

19

Железобетонные

одноцепные

АС-240/32

14. 0

266. 0

34

20

Железобетонные

одноцепные

АС-150/24

11. 7

234. 0

45

17

Железобетонные

Одноцепные

АС-120/19

11. 4

193. 8

05

18

Железобетонные

одноцепные

АС-240/32

14. 0

252. 0

Таблица 11.2 — Капиталовложения на сооружение подстанций электрической сети по вариантам

Элемент

сети

Стоимость, тыс. руб.

, тыс. руб

РЭС

п/ст 1

п/ст 2

п/ст 3

п/ст 4

п/ст 5

Радиально-магистральная сеть (вариант I)

РУ на РЭС

7Ч35

3013

ОРУ на подстанции

— типовая схема

120

120

120

120

120

— дополнительные выключатели

-

-

-

-

-

— трансформаторы

2Ч84

1Ч136

2Ч84

2Ч109

2Ч109

— батареи конденсаторов

-

5Ч30

2Ч30

-

-

— постоянная часть затрат

210

210

210

210

210

Итого

245

498

616

558

548

548

Кольцевая сеть (вариант II)

РУ на РЭС

5Ч35

2943

ОРУ на подстанции

— типовая схема

120

120

120

120

120

— дополнительные выключатели

-

-

-

-

-

— трансформаторы

2Ч84

1Ч136

2Ч84

2Ч109

2Ч109

— батареи конденсаторов

-

5Ч30

2Ч30

-

-

— постоянная часть затрат

210

210

210

210

210

Итого

175

498

616

558

548

548

Для радиально-магистральной электрической сети

,

Для кольцевой сети

, 11.2 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию электрической сети

11.2.1 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию для варианта радиально-магистральной электрической сети

Нормы амортизационных отчислений на обслуживание и текущий ремонт ВЛЭП и подстанций:

,, , ,

Определяются отчисления от капиталовложений на амортизацию:

,

Определяются отчисления от капиталовложений на обслуживание и текущий ремонт:

,

Определяется число часов использования максимума активной нагрузки в году для суммарной нагрузки электрической сети:

,

,

Определяется время максимальных потерь для суммарной нагрузки электрической сети:

,

Определяется стоимость 1 МВтЧч потерь ЭЭ:

— для, ;

— для, ;

Определяем потери электроэнергии в воздушных ЛЭП, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сведем в таблицу 13.

Таблица 11.3 — Потери электроэнергии в ВЛЭП для радиально-магистральной сети

Участок сети

Кол-во цепей ЛЭП

01

2

13. 59

110

4. 07

3139. 93

778. 90

12 895. 9

0

0

03

2

36. 01

110

4. 07

2273. 00

0

23

1

41. 3

110

5. 14

5471. 46

0

45

2

20. 15

110

3. 64

1533. 34

0

05

2

39. 18

110

1. 78

2839. 00

0

Определяем потери ЭЭ в трансформаторах, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.4.

Таблица 11.4 — Потери электроэнергии в трансформаторах для радиально-магистральной сети

№ п/ст

Кол-во тр-ров

,

МВА

1

2

25

27. 17

120

3139. 93

222. 58

1261. 04

0. 027

8760

473. 04

2724. 36

2

1

63

41. 3

260

350. 80

0. 059

516. 84

3

2

25

22. 73

120

155. 77

0. 027

473. 04

4

2

40

40. 3

172

274. 12

0. 036

630. 72

5

2

40

39. 08

172

257. 77

0. 036

630. 72

Определяем потери ЭЭ в БК, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.5.

Таблица 11.5 — Потери электроэнергии в батареях конденсаторов для радиально-магистральной сети

Номер п/ст

1

-

0

-

-

-

558. 6

2

0

3. 8

7000

399. 0

3

0

3. 8

7000

159. 6

4

-

-

-

-

5

-

-

-

-

Определяем потери ЭЭ, зависящие от нагрузки, в радиально-магистральной сети:

,

Определяем потери ЭЭ, независящие от нагрузки, в радиально-магистральной сети:

,

Определяем затраты на возмещение потерь электроэнергии в радиально-магистральной сети:

,

Определяем ежегодные эксплуатационные издержки для радиально — магистральной сети:

,

11.2.2 Определение ежегодных эксплуатационных издержек для варианта кольцевой сети

Нормы амортизационных отчислений на обслуживание и текущий ремонт ВЛЭП и подстанций:

,, , ,

Определяются отчисления от капиталовложений на амортизацию:

,

Определяются отчисления от капиталовложений на обслуживание и текущий ремонт:

,

Определяется число часов использования максимума активной нагрузки в году для суммарной нагрузки электрической сети:

,

,

Определяется время максимальных потерь для суммарной нагрузки электрической сети:

,

Определяется стоимость 1 МВтЧч потерь ЭЭ:

— для, ;

— для, ;

Определяем потери электроэнергии в воздушных ЛЭП, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сведем в таблицу 11.3.

Таблица 11.3 — Потери электроэнергии в ВЛЭП для радиально-магистральной сети

Участок сети

Кол-во цепей ЛЭП

01

2

33. 67

110

4. 07

3139. 93

4783. 82

12 300. 70

0

0

12

1

41. 3

110

7. 28

3220. 14

0

03

1

51. 02

110

2. 28

1539. 92

0

34

1

20. 41

110

3. 96

428. 023

0

45

1

19. 98

110

4. 23

438. 423

0

05

1

58. 07

110

2. 16

1890. 40

0

Определяем потери ЭЭ в трансформаторах, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.4.

Таблица 11.4 — Потери электроэнергии в трансформаторах для кольцевой сети

№ п/ст

Кол-во тр-ров

,

МВА

1

2

25

27. 17

120

3139. 93

222. 58

1261. 04

27

8760

473. 04

2724. 36

2

1

63

41. 3

260

350. 80

59

516. 84

3

2

25

22. 73

120

155. 77

27

473. 04

4

2

40

40. 3

172

274. 12

36

630. 72

5

2

40

39. 08

172

257. 77

36

630. 72

Определяем потери ЭЭ в БК, зависящие и независящие от нагрузки. Данные сводятся в таблицу 11.5.

Таблица 11.5 — Потери электроэнергии в батареях конденсаторов для кольцевой сети

Номер п/ст

1

-

0

-

-

-

558. 6

2

0

3. 8

7000

399. 0

3

0

3. 8

7000

159. 6

4

-

-

-

-

5

-

-

-

-

Определяем потери ЭЭ, зависящие от нагрузки, в радиально-магистральной сети:

,

Определяем потери ЭЭ, независящие от нагрузки, в радиально-магистральной сети:

,

Определяем затраты на возмещение потерь электроэнергии в радиально-магистральной сети:

,

Определяем ежегодные эксплуатационные издержки для радиально — магистральной сети:

,

11.3 Определение окончательного варианта исполнения электрической сети

Определяем приведенные затраты для вариантов электрической сети.

Для радиально-магистральной сети:

,

Для кольцевой сети:

,

Относительная разность приведены затрат рассматриваемых вариантов радиально-магистральной сети (вариант I) и кольцевой сети (вариант II):

,

Так как относительна разность приведенных затрат рассматриваемых вариантов меньше чем 5%, то данные варианты исполнения электрической сети являются равноэкономичными и, следовательно, из них можно выбрать один наиболее оптимальный вариант только на основе инженерной оценки их характеристик: простоты, надежности и оперативной гибкости схемы электрической сети, удобства эксплуатации.

Таблица 11.9 — Основные технико-экономические показатели для предварительно выбранных вариантов исполнения электрической сети

Показатели

Вариант исполнения электрической сети

Радиально-магистральная сеть

(вариант I)

Кольцевая сеть

(вариант II)

Капиталовложения, тыс. руб.

5395. 20

5317. 20

Потери ЭЭ, МВтЧч

17 439. 90

16 844. 70

Затраты на возмещение потерь ЭЭ, тыс. руб.

251. 75

242. 82

Ежегодные эксплуатационные издержки, тыс. руб.

641. 44

624. 79

Приведенные затраты, тыс. руб.

1288. 87

1262. 85

Относительная разность приведенных затрат рассматриваемых вариантов, %

2. 06

Вывод: к исполнению принимаем вариант электрической сети II.

12. Уточненный расчет компенсирующих устройств в электрической сети

12.1 Максимальный режим работы кольцевой сети

Пересчитаем потокораспределения для кольцевой сети с учетом полных сопротивлений

Кольцевая сеть 3 450

Головной участок 03:

,

Головной участок 05:

,

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Участок 01:

,

Участок 12:

,

Таблица 12.1 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для максимального режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

27. 17

2

25

0. 027

10. 5

0. 07+j1. 55

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 12+j1. 90

2

53. 85

1

63

0. 059

10. 5

0. 19+j4. 83

0. 260

0. 6

0. 06+j0. 38

0. 25+j5. 21

3

35. 71

2

25

0. 027

10. 5

0. 12+j2. 68

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 18+j3. 03

4

40. 30

2

40

0. 036

10. 5

0. 09+j2. 13

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 16+j2. 65

5

39. 08

2

40

0. 036

10. 5

0. 08+j2. 00

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 15+j2. 52

Таблица 12.2 — Параметры схемы замещения ВЛЭП кольцевой сети для максимального режима работы

Участок

Кол-во

цепей ЛЭП

Марка-сечение

F, мм2 провода

Uном, кВ

Rуч, Ом

Xуч, Ом

,

МВар

01

2

АС-70/11

110

4. 07

4. 22

0. 59

12

1

АС-70/11

110

7. 28

7. 55

0. 26

03

1

АС-240/32

110

2. 28

7. 70

0. 32

34

1

АС-150/24

110

3. 96

8. 40

0. 33

45

1

АС-120/19

110

4. 23

7. 26

0. 27

05

1

АС-240/32

110

2. 16

7. 29

0. 31

Определяем некомпенсированную реактивную нагрузку по подстанциям.

Таблица 12. 3

п/ст

1

10. 65

1. 90

12. 55

2

40. 92

5. 21

6. 13

3

25. 51

3. 03

28. 54

4

29. 92

2. 65

32. 57

5

19. 27

2. 52

21. 79

141. 57

Расчетные формулы:

,

,

Таблица 12. 4

, МВА

, МВА

, Ом

, Мвт

, Ом

, МВар

01

30+j25. 78

39. 56

4. 07

2. 10

4. 22

2. 18

12

35+j40. 92

53. 85

7. 28

1. 74

7. 55

1. 81

03

40. 19+j37. 98

55. 30

2. 28

0. 58

7. 70

1. 94

34

15. 19+j12. 47

19. 65

3. 96

0. 13

8. 40

0. 27

45

11. 81+j17. 44

21. 06

4. 23

0. 16

7. 26

0. 27

05

45. 81+j36. 71

58. 70

2. 16

0. 62

7. 29

2. 08

Точный баланс активной мощности.

,

,

,

,

,

,

,

Точный баланс реактивной мощности.

,

,

,

,

,

,

,

Определяем необходимость установки КУ в элсети:

,

Суммарная мощность КУ распределяется по п/ст пропорционально их некомпенсированным нагрузкам.

Таблица 12. 5

п/ст

1

12. 55

32. 66

141. 57

2. 90

2

6. 13

10. 64

3

28. 54

6. 58

4

32. 57

7. 51

5

21. 79

5. 03

Расчетные формулы:

,

12.2 Минимальный режим работы кольцевой сети

Таблица 12.6 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для минимального режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

16. 30

1

25

0. 027

10. 5

0. 05+j1. 12

0. 120

0. 70

0. 03+j0. 18

0. 08+j1. 29

2

32. 31

1

63

0. 059

10. 5

0. 07+j1. 74

0. 260

0. 60

0. 06+j0. 38

0. 13+j2. 12

3

21. 43

1

25

0. 027

10. 5

0. 09+j1. 93

0. 120

0. 70

0. 03+j0. 18

0. 12+j2. 10

4

24. 18

1

40

0. 036

10. 5

0. 06+j1. 53

0. 172

0. 65

0. 04+j0. 26

0. 10+j1. 79

5

23. 45

1

40

0. 036

10. 5

0. 06+j1. 44

0. 172

0. 65

0. 04+j0. 26

0. 10+j1. 70

Определяем некомпенсированную реактивную нагрузку по подстанциям.

Таблица 12. 7

п/ст

1

6. 39

1. 29

7. 68

2

24. 55

2. 12

26. 67

3

15. 30

2. 10

17. 4

4

17. 95

1. 79

19. 74

5

11. 56

1. 70

13. 26

84. 76

Расчетные формулы:

,

,

Таблица 12. 8

, МВА

, МВА

, Ом

, Мвт

, Ом

, МВар

01

18+j15. 47

23. 73

4. 07

0. 76

4. 22

0. 79

12

21+j24. 55

32. 31

7. 28

0. 63

7. 55

0. 65

03

24. 11+j22. 79

33. 18

2. 28

0. 21

7. 70

0. 70

34

9. 11+j7. 48

11. 79

3. 96

0. 05

8. 40

0. 10

45

7. 09+j10. 46

12. 64

4. 23

0. 06

7. 26

0. 10

05

27. 49+j22. 03

35. 22

2. 16

0. 22

7. 29

0. 75

Расчетные формулы:

, ,

Точный баланс активной мощности.

,

,

,

,

,

,

,

Точный баланс реактивной мощности.

,

,

,

,

,

,

,

Определяем необходимость установки КУ в элсети:

,

Суммарная мощность КУ распределяется по п/ст пропорционально их некомпенсированным нагрузкам.

Таблица 12. 9

п/ст

1

7. 68

16. 65

84. 76

1. 51

2

26. 67

5. 24

3

17. 4

3. 42

4

19. 74

3. 88

5

13. 26

2. 60

Расчетные формулы:

, 12.3 Послеаварийный режим работы кольцевой сети

В послеаварийном режиме выходят из строя наиболее загруженные головные участки, т. е. участки 02 и 03.

Таблица 12. 10 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для послеаварийного режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

27. 17

2

25

0. 027

10. 5

0. 07+j1. 55

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 12+j1. 90

2

-

1

63

0. 059

10. 5

-

0. 260

0. 6

-

-

3

35. 71

2

25

0. 027

10. 5

0. 12+j2. 68

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 18+j3. 03

4

40. 30

2

40

0. 036

10. 5

0. 09+j2. 13

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 16+j2. 65

5

39. 08

2

40

0. 036

10. 5

0. 08+j2. 00

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 15+j2. 52

Определяем некомпенсированную реактивную нагрузку по подстанциям.

Таблица 12. 11

п/ст

1

10. 65

1. 90

12. 55

2

-

-

-

3

25. 51

3. 03

28. 54

4

29. 92

2. 65

32. 57

5

19. 27

2. 52

21. 79

95. 82

Расчетные формулы:

,

,

Таблица 12. 12 — Параметры схемы замещения ВЛЭП кольцевой сети для максимального режима работы

Участок

Кол-во

цепей ЛЭП

Марка-сечение

F, мм2 провода

Uном, кВ

Rуч, Ом

Xуч, Ом

,

МВар

01

1

АС-70/11

110

8. 13

8. 44

0. 29

12

-

АС-70/11

110

-

-

-

03

1

АС-240/32

110

2. 28

7. 70

0. 32

34

1

АС-150/24

110

3. 96

8. 40

0. 33

45

1

АС-120/19

110

4. 23

7. 26

0. 27

05

-

АС-240/32

110

-

-

-

Таблица 12. 12

, МВА

, МВА

, Ом

, Мвт

, Ом

, МВар

01

25+j10. 65

27. 17

8. 13

0. 50

8. 44

0. 51

12

-

-

-

-

-

-

03

86+j74. 69

113. 91

2. 28

2. 44

7. 70

8. 25

34

61+j49. 18

78. 36

3. 96

2. 01

8. 40

4. 26

45

34+j19. 27

39. 08

4. 23

0. 53

7. 26

0. 92

05

-

-

-

-

-

-

Расчетные формулы:

, ,

Точный баланс активной мощности.

,

,

,

,

,

,

,

Точный баланс реактивной мощности.

,

,

,

,

,

Определяем необходимость установки КУ в элсети:

,

Суммарная мощность КУ распределяется по п/ст пропорционально их некомпенсированным нагрузкам.

Таблица 12. 13

п/ст

1

12. 55

19. 25

95. 82

2. 52

2

-

-

3

28. 54

5. 73

4

32. 57

6. 54

5

21. 79

4. 38

Расчетные формулы:

,

12.4 Определяется необходимое количество и мощность БК по подстанциям для компенсации реактивной мощности

Таблица 12. 14 — Распределение К У по подстанциям для различных режимов работы кольцевой сети

Номер п/ст

Тип конденсатора

Кол-во БК

Мощность, выдаваемая батарей

Мощность, выдаваемая КУ

Максимальный режим

1

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

2

10

КС2−1. 05−60

3

3. 8

11. 4

3

10

КС2−1. 05−60

2

3. 8

7. 6

4

10

КС2−1. 05−60

2

3. 8

7. 6

5

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

Минимальный режим

1

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

2

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

3

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

4

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

5

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

Послеаварийный режим

1

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

2

10

КС2−1. 05−60

-

-

-

3

10

КС2−1. 05−60

2

3. 8

7. 6

4

10

КС2−1. 05−60

2

3. 8

7. 6

5

10

КС2−1. 05−60

1

3. 8

3. 8

12.5 Корректируется нагрузка на трансформаторы для каждой подстанции с учетом стандартной мощности БК

Для максимального режима работы сети:

;

;

;

;

;

Для минимального режима работы сети:

;

;

;

;

;

Для послеаварийного режима работы сети:

;

;

;

;

;

13. Точный электрический расчет установившихся режимов работы электрической сети

13.1 Расчет максимального режима работы кольцевой сети

Таблица 13.1 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для максимального режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

25. 92

2

25

0. 027

10. 5

0. 06+j1. 41

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 12+j1. 76

2

45. 79

1

63

0. 059

10. 5

0. 14+j3. 49

0. 260

0. 6

0. 06+j0. 38

0. 20+j3. 87

3

30. 75

2

25

0. 027

10. 5

0. 09+j1. 99

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 14+j2. 34

4

35. 03

2

40

0. 036

10. 5

0. 07+j1. 61

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 14+j2. 13

5

37. 35

2

40

0. 036

10. 5

0. 07+j1. 83

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 15+j2. 35

Рисунок 13. 1

Рисунок 13.2 — Упрощенная схема замещения кольцевой сети 3 450 для максимального и минимального режима работы

Рисунок 13.3 — Упрощенная схема замещения радиального участка в кольцевой сети для максимального и минимального режима работы

Расчетные нагрузки

;

;

;

;

Расчет потокораспределения мощности.

Кольцевая сеть 3 450

Головной участок 03:

,

Головной участок 05:

,

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Участок 01:

,

Участок 12:

,

Мощности в начале и конце участков сети.

Радиальное ответвление 034

,

,

,

,

Радиальное ответвление 054

,

,

,

Радиальное ответвление 012

,

,

,

,

Напряжения в узлах сети.

,

,

Кольцевая сеть 3 450

,

,

,

13.2 Расчет минимального режима работы кольцевой сети

Таблица 13.2 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для максимального режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

15. 22

1

25

0. 027

10. 5

0. 04+j0. 97

0. 120

0. 70

0. 03+j0. 18

0. 07+j1. 15

2

29. 52

1

63

0. 059

10. 5

0. 06+j1. 45

0. 260

0. 60

0. 06+j0. 38

0. 12+j1. 83

3

18. 90

1

25

0. 027

10. 5

0. 07+j1. 50

0. 120

0. 70

0. 03+j0. 18

0. 10+j1. 68

4

21. 51

1

40

0. 036

10. 5

0. 05+j1. 21

0. 172

0. 65

0. 04+j0. 26

0. 09+j1. 47

5

21. 83

1

40

0. 036

10. 5

0. 05+j1. 25

0. 172

0. 65

0. 04+j0. 26

0. 09+j1. 51

Расчетные нагрузки.

;

;

;

;

Расчет потокораспределения мощности.

Кольцевая сеть 3 450

Головной участок 03:

,

Головной участок 05:

,

Участок 34:

,

Участок 45:

,

Участок 01:

,

Участок 12:

,

Мощности в начале и конце участков сети.

,

,

,

,

Радиальное ответвление 054

,

,

,

Радиальное ответвление 012

,

,

,

,

Напряжения в узлах сети.

,

,

Кольцевая сеть 3 450

,

,

,

13.3 Расчет послеаварийного режима работы кольцевой сети

Таблица 12.6 — Потери мощности в трансформаторах кольцевой сети для послеаварийного режима работы

Ко-во

тр-ров

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВт

,

%

,

МВА

,

МВА

1

25. 92

2

25

0. 027

10. 5

0. 06+j1. 41

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 12+j1. 76

2

-

1

63

0. 059

10. 5

-

0. 260

0. 6

-

-

3

30. 75

2

25

0. 027

10. 5

0. 09+j1. 99

0. 120

0. 7

0. 05+j0. 35

0. 14+j2. 34

4

35. 03

2

40

0. 036

10. 5

0. 07+j1. 61

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 14+j2. 13

5

37. 35

2

40

0. 036

10. 5

0. 07+j1. 83

0. 172

0. 65

0. 07+j0. 52

0. 15+j2. 35

Расчетные нагрузки.

;

;

;

;

;

Рисунок 13.4 — Схема замещения кольцевой сети для послеаварийного режима работы

Рисунок 13.5 Упрощенная схема замещения радиального участка в кольцевой сети для послеаварийного режима работы

Мощности в начале и конце участков сети.

Радиальное ответвление 01

,

Радиальное ответвление 0345

,

,

,

,

,

Напряжения в узлах сети.

,

,

,

,

14. Выбор устройств регулирования напряжения в электрической сети

Таблица 14.1 — Максимальный режим работы сети

, кВ

, кВ

, МВт

, Ом

, МВар

, Ом

, кВ

, кВ

, кВ

1

117. 34

11. 03

25

2. 54

6. 85

55. 9

1. 9

-2

1. 78

110. 91

10. 93

2

112. 84

11. 03

35

0. 87

29. 52

22

3. 01

-5

1. 78

104. 77

11. 01

3

118. 22

11. 03

25

2. 54

17. 91

55. 9

4. 5

-3

1. 78

108. 86

10. 97

4

117

11. 03

27

1. 4

22. 32

34. 7

3. 47

-3

1. 78

108. 86

10. 95

5

118. 22

11. 03

34

1. 4

15. 47

34. 7

2. 47

-2

1. 78

110. 91

10. 96

Таблица 14.2 — Минимальный режим работы сети

, кВ

, кВ

, МВт

, Ом

, МВар

, Ом

, кВ

, кВ

, кВ

1

113. 24

10. 5

15

2. 54

2. 59

55. 9

1. 62

-2

1. 78

110. 91

10. 57

2

110. 32

10. 5

21

0. 87

20. 75

22

4. 3

-4

1. 78

106. 81

10. 42

3

113. 75

10. 5

15

2. 54

11. 5

55. 9

5. 99

-4

1. 78

106. 81

10. 59

4

113

10. 5

16. 2

1. 4

14. 15

34. 7

4. 55

-3

1. 78

108. 86

10. 46

5

113. 92

10. 5

20. 4

1. 4

7. 76

34. 7

2. 61

-2

1. 78

110. 91

10. 54

Таблица 14.2 — Послеаварийный режим работы сети

, кВ

, кВ

, МВт

, Ом

, МВар

, Ом

, кВ

, кВ

, кВ

1

119. 25

11. 03

25

2. 54

6. 85

55. 9

1. 87

-2

1. 78

110. 91

11. 11

2

-

-

-

0. 87

-

22

-

-

-

-

-

3

113. 49

11. 03

25

2. 54

17. 91

55. 9

4. 69

-6

1. 78

102. 72

11. 12

4

106. 56

11. 03

27

1. 4

22. 32

34. 7

3. 81

-8

1. 78

98. 62

10. 94

5

102. 88

11. 03

34

1. 4

15. 47

34. 7

2. 84

-9

1. 78

96. 58

10. 88

Т.к. все условия выполняются, то выбор рабочих ответвлений тр-ров на подстанциях произведен правильно.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой