Реферат: Районная электрическая сеть

--PAGE_BREAK--<img width=«146» height=«30» src=«ref-1_1362903977-525.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">, где

<img width=«41» height=«30» src=«ref-1_1362904502-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">- ток в <img width=«16» height=«24» src=«ref-1_1362875924-193.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">-й линии;

<img width=«22» height=«27» src=«ref-1_1362904921-282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии, для линий 110…220 кВ принимается равным1,5, для линии 35 кВ;

<img width=«25» height=«27» src=«ref-1_1362905203-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">-коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки Тнб.

Для линии 1

<img width=«195» height=«29» src=«ref-1_1362905492-693.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">

Для линии2

<img width=«187» height=«29» src=«ref-1_1362906185-659.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">

Проверяем выбранное сечение линий по нагреву. Проверку выполняем для послеаварийных режимов работы сети. Для двухцепных линий электропередачи наиболее тяжелыми будем отключены одной цепи.
<img width=«192» height=«68» src=«ref-1_1362906844-701.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">
<img width=«286» height=«63» src=«ref-1_1362907545-1179.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">

<img width=«282» height=«63» src=«ref-1_1362908724-1069.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097">

Условия по нагреву выполняется. Проверку по потере напряжения выполняет как для нормального так и для послеаварийного режима работы сети. Результаты заносим в таблицу 3.
Таблица 3.

Линии

L, км

Δ, Ом/км

X, Ом/км

R, Ом

X, Ом

Номинальный режим

Послеаварийный режим

P, МВт

Q, МВАр

∆U, %

P, МВт

Q, МВАр

∆U, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

100

0,249

0,427

24,9

42,7

46

8,97

4,3

46

8,97

8,6

2

115

0,428

0,444

42,8

51,1

26

5,61

3,5

26

5,61

7,0



<img width=«248» height=«33» src=«ref-1_1362909793-885.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098">
Условия по потере напряжения выполняются.
2.4Выбор числа и мощности трансформаторов
При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется применять не более двух трехфазных трансформаторов. Установка большого количества трансформаторов может быть допущена на основании технико-экономических расчетов. Однотрансформаторные подстанции целесообразно применять в следующих случаях.

Как первый этап развития двухтрансформаторной подстанции при условии, что достижение полной нагрузки подстанции произойдет не ранее, чем через три года после ввода первого трансформатора и наличии резервного питания по сетям среднего и низкого напряжений.

Для питания потребителей IIIкатегории, когда по состоянию подъездных путей замена поврежденного трансформатора возможна не позднее, чем через 24 часа.

При наличии второго источника питания со стороны низшего напряжения сильного трансформатора.

При определении номинальной мощности трансформаторов необходимо учитывать допустимые систематические и аварийные перегрузки трансформаторов, в целях снижения суммарной установленной мощности.

При расчете номинальных мощностей трансформаторов следует исходить из следующих положений.

На двухтрансформаторный подстанциях при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого трансформатора выбирают равной не более 0,7…0,8 суммарной нагрузки подстанции на расчетный период (в период максимальной нагрузки).

При отключении наиболее мощного трансформатора оставшийся в работе должен обеспечить питания потребителей I, IIкатегорий во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки 40 %.

На однотрасформатора Sномвыбирается, исходя из максимальной расчетной нагрузки Sпотребителей, т.е. Sном> S, при этом следует стремиться, максимально загрузить трансформаторы сети (до 100 %).

Если в составе нагрузки подстанции имеются потребителей I-й категории или Рмах≥ 10МВт, то число устанавливаемых трансформаторов должно быть не менее двух. Поэтому в соответствии с существующей практикой проектирования мощность трансформатора на понижающих подстанциях рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 70…80 % на время максимальной общей суточной продолжительности не более 6 часов в течение не более 5 суток, т.е. по условию:
<img width=«232» height=«54» src=«ref-1_1362910678-1042.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099">, где
<img width=«54» height=«27» src=«ref-1_1362911720-384.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100">- число однотипных трансформаторов, устанавливаемых на подстанции.

В случае установки АТ или трехобмоточных трансформаторов это условие приводиться к виду:
<img width=«203» height=«54» src=«ref-1_1362912104-966.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101">
Выбираем трансформаторы подстанции и результаты сводим в таблицу 4.
Таблица 4.

Подстанции

Тип трансформатора

ВН, кВ

НН, кВ

∆Ркз, кВТ

∆Рхх, кВТ

Uкз, %

Iхх, %

1

2

3

4

5

6

7

8

1

ТДН-16000/110

110

10,5

85

18

10,5

0,7

ТДН-16000/110

110

10,5

185

18

10,5

0,7

2

ТДН-10000/110

110

10,5

58

14

10,5

0,9

ТДН-10000/110

110

10,5

58

14

10,5

0,9

3

ТДН-10000/110

110

10,5

58

14

10,5

0,9

ТДН1-6000/110

110

10,5

85

18

10,5

0,7

4

ТМН-6300/110

110

10,5

44

10

10,5

1

ТМН-6300/110

110

10,5

44

10

10,5

1

5

ТМН-2500/110

110

10,5

22

5,5

10,5

1,5

ТМН-2500/110

110

10,5

22

5,5

10,5

1,5

6

ТМН-6300/110

110

10,5

44

10

10,5

1

ТМН-6300/110

110

10,5

44

10

10,5

1



2.5 Выбор схем электрических соединений подстанций
Схемы электрических соединений (тип схем) понижающих подстанции (ПС) 110(5)…220/10 кВ на стороне высшего напряжения (ВН) определяется назначением каждой из ПС и ее «местоположением» в составе сети. Это могут быть узловая, проходная (транзитная), тупиковая или на ответвлениях («отпайках») от линии ПС. В соответствии с классификацией по ПС подразделяются на подгруппы:

1.ПС 110(5)…330 кВ, осуществляемые по так называемым упрощенным схемам на стороне ВН с минимальным количеством или без выключателей, с одной или двумя трансформаторами, питающимися по одной или двум линиям ВН; на стороне «среднего» напряжения (СН, 110 или35 кВ) может быть до шести присоединений воздушных линий.

2.ПС проходные (транзитные) 110…500 кВ с числом трансформаторов или автотрансформаторов от двух до четырех, с числом присоединяемых воздушных линии ВН – до четырех и на СН до десяти с числом выключателей на ВН до девяти.

3.Узловые ПС (общесистемного значения) 30…1150 кВ с количеством автотрансформаторов — до четырех, воздушных ланий на ВН – до восьми и на СН – до десяти.

Составляем схему электрических соединений рисунок 3.

Выбираем схемы ПС с двумя блочными соединениями воздушных линий трансформаторов. В целях присоединений трансформаторов имеются определители в комплекте с короткозамыкателями. Со стороны линии ВН имеется перемычка с двумя разъединителями, один из которых отключен в нормальных режимах работы. Перемычка используется (при обоих включениях разъединителей) после отключения поврежденной линии, что позволяет сохранить в работе оба трансформатора, это повышает надежность электроснабжения потребителей и экономность режима подстанции. Указанная расположение перемычки объясняется существенно большей повреждаемостью воздушных линий по сравнению с трансформаторами.

Отделители не предназначены для отключений работы токов и токов коротких замыканий. Их отключение производиться при отключенном со стороны ВН трансформаторе напряжением. При коротких замыканиях в целях трансформатора включаются короткозамыкатели, создающие искусственные одно или двухфазные замыканий на землю, что обуславливает отключение выключателей головных участков питающих линий ВН. В результате последнего трансформатора снижается ВН, и тем сильнее создаются условия для возможности отключения отделителей.


3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ
3.1 Задачи и исходные условия расчетов
Задачей этого раздела является определение потоков мощности по линиям выбранного варианта электрической сети и напряжений на шинах подстанций в нормальных основных расчетных и послеаварийных режимах работы с учетом потерь мощности и напряжения в элементах сети.

Исходными данными для выполнения расчетов служат заданные рабочие напряжении на шинах источника питания, узловые мощности нагрузок, параметры схем замещения элементов электрической сети. Перед выполнением расчета режима работы сети для каждой подстанции следует определить ее расчетную нагрузку, включающую кроме нагрузки потребителей потери мощности в трансформаторах и суммарную реактивную мощность присоединенных к подстанции линий электропередачи.

Линии электропередачи в расчетах режимов представляются П-образной схемой замещения. При определении параметров схемы замещения ВЛ следует учесть, что протяженность ВЛ оказывается большое расстояния по прямой, соединяющей пункты.
3.2 Составление схемы замещения районный сети
Расчетная схема РЭЭС составляется на основе принципиальной схемы районной сети, принятой в результате технико-экономического составления вариантов.

Схема замещения районной сети объединяет замещения трансформаторов подстанций, линий электропередачи, компенсирующих устройств, генераторов соответствии с коммутационной схемой системы.

Все параметры схемы замещения должны вычисляться в именованных единицах по удельным параметрам ro, xo, boдля воздушных линий и паспортным данным Uк, ∆Pк, Iк, и ∆Pхдля трансформаторов. Линии передачи представляются П-схемой замещения, трансформаторы представляются Г-схемой замещения: однолучевой – для двух обмоточных и трех лучевой – для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов.

В целях упрочения расчетов проводимости трансформаторов учитываются потерями холостого хода трансформаторов <img width=«140» height=«29» src=«ref-1_1362913070-533.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102">; а емкостные проводимости линии – зарядной мощностью <img width=«24» height=«29» src=«ref-1_1362913603-222.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">:
<img width=«127» height=«30» src=«ref-1_1362913825-465.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104">
Для двух однотипных параллельно работающих линий параметры схемы замещения определяются следующим образом:
<img width=«122» height=«130» src=«ref-1_1362914290-860.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105">
В случае двух параллельно включенных однотипных трансформаторов параметры Rт, Xтуменьшаются в два раза по сравнению с этим же значениями для одного трансформатора.

Батареи конденсаторов, установленные в районной сети по результатам расчета компенсации реактивной мощности, учитываются в расчетной схеме замещения соответствующими изменением коэффициента мощности.
3.3 Электрический расчет
3.3.1 Расчет режима максимальных нагрузок

Расчет режима максимальных нагрузок. Районная электрическая сеть имеет один источник питания – системную подстанцию.

Электрический расчет проводит для случая, когда на шинах ВН источника питания поддерживается напряжение U=1,15Uни известна максимальная нагрузка на шинах лучшего напряжении трансформаторов.

Расчет режима выполняем методом последовательных приближений. В качестве первого приближения принимает, что напряжения во всех условиях точках равны номинальному напряженению сети. При таком условии находим распределением мощностей в сети с учетом потерь мощности и зарядных мощностей, генерируемых линиями.

На следующем этапе расчета во втором приближения в узловых точках. Исходными данными при этом напряжение в точках сети, т.е. системной подстанции, и значение мощностей в начале каждой схемы замещением.

Определяем параметры первой схемы замещения.

Определяем зарядную мощность
<img width=«127» height=«30» src=«ref-1_1362913825-465.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">
<img width=«505» height=«50» src=«ref-1_1362915615-1543.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">

Полная мощность:
<img width=«213» height=«29» src=«ref-1_1362917158-574.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">
Определяем мощность в конце ветви с сопротивлении
<img width=«109» height=«50» src=«ref-1_1362917732-427.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">
<img width=«351» height=«50» src=«ref-1_1362918159-1233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">

<img width=«176» height=«27» src=«ref-1_1362919392-709.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">

<img width=«408» height=«29» src=«ref-1_1362920101-1098.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112">
<img width=«109» height=«26» src=«ref-1_1362921199-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113">

Определяем потере мощности в ветви с сопротивлением Z:
<img width=«435» height=«61» src=«ref-1_1362921684-1639.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">
Определяем мощность в начале ветви с сопротивлением z:
<img width=«446» height=«29» src=«ref-1_1362923323-1234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115">
Активном мощность Р1=22,2МВт. Реактивная мощность Q1=5,06МВАр

Продольная составляющим напряжении:
<img width=«132» height=«58» src=«ref-1_1362924557-416.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116">
<img width=«281» height=«53» src=«ref-1_1362924973-1118.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">

Поперечная составляющая напряжением:
<img width=«136» height=«58» src=«ref-1_1362926091-416.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">    продолжение
--PAGE_BREAK--
<img width=«286» height=«53» src=«ref-1_1362926507-1113.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">

Напряжение в конце схемы замещением:

<img width=«213» height=«37» src=«ref-1_1362927620-597.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120">
<img width=«303» height=«35» src=«ref-1_1362928217-1031.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">

Данные по качестве остальным схем замещением сводим в таблицу 5.
Таблица 5.

Схема замещением

2

3

4

5

6

Sc, МВА

-j1,6

-j0,4

-j0,4

-j0,3

-j0,5

Z, Ом

16,5+j17,1

2,7+j4,7

4,7+j4,9

3,5+j3,7

2,7+j4,7

SТ, МВА

14-j2,73

16-j3,12

8-j1,56

4-j1,32

8-j1,56

S, МВА

14-j4,33

16-j3,52

8-j1,96

4-j1,62

8-j2,06

S, МВА

14,7

16,4

8,2

4,3

8,3

∆S, МВА

0,22+j0,23

0,05+j0,08

0,02+j0,02

0,001+j0,001

0,004+j0,02

P1, МВт

14,22

16,05

8,22

4,001

8,004

Q1, МВАр

4,1

3,44

1,94

1,619

2,08

U1, кВ

2,41

0,48

0,39

0,16

0,25

U11, кВ

1,39

0,54

0,25

0,07

0,26

Un, кВ

124,1

124,4

124,0

123,9

124,2



3.3.2 Составление схемы замещения районный сети

Перед проведением расчета режима наименьших нагрузок следует рассмотреть вопрос о числе трансформаторов, включенных в этот режиме на подстанции с двумя трансформаторами.

Для этого определяется экономические целесообразном мощность.
<img width=«178» height=«61» src=«ref-1_1362929248-743.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">, где
<img width=«35» height=«29» src=«ref-1_1362929991-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">- номинальная мощность трансформатора;

n— число трансформаторов на подстанции.

При двух установленных на подстанциях трансформаторах имеет

<img width=«132» height=«61» src=«ref-1_1362930214-616.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">
Мощность <img width=«22» height=«29» src=«ref-1_1362930830-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">сравнивается с мощностью нагрузки подстанции в данном режиме если <img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931042-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">, то с целью уменьшением потерь мощности можно отключить один из параллельно работающих трансформаторов; при <img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931402-355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">в работе оставляются оба трансформатора.
Для ПС-1 <img width=«189» height=«56» src=«ref-1_1362931757-819.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">
Минимальная нагрузка
<img width=«336» height=«53» src=«ref-1_1362932576-1363.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">
<img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931402-355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130"> в работе остаются оба трансформатора.
Для ПС-2 <img width=«189» height=«56» src=«ref-1_1362934294-842.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">
Минимальная нагрузка
<img width=«336» height=«53» src=«ref-1_1362935136-1355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">
<img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931402-355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133"> в работе остаются оба трансформатора.

Для ПС-3 <img width=«189» height=«56» src=«ref-1_1362934294-842.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">
Минимальная нагрузка
<img width=«306» height=«53» src=«ref-1_1362937688-1241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1135">
<img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931402-355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136"> в работе остаются оба трансформатора.
Для ПС-4 и ПС-6 <img width=«197» height=«56» src=«ref-1_1362939284-822.coolpic» v:shapes="_x0000_i1137">
Минимальная нагрузка
<img width=«321» height=«53» src=«ref-1_1362940106-1310.coolpic» v:shapes="_x0000_i1138">
<img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931042-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139"> отключается один трансформатор
Для ПС-5 <img width=«327» height=«53» src=«ref-1_1362941776-1291.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">
<img width=«195» height=«56» src=«ref-1_1362943067-860.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">

<img width=«83» height=«29» src=«ref-1_1362931042-360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142"> отключается один трансформатор

Напряжение на шинах источника


<img width=«267» height=«29» src=«ref-1_1362944287-801.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143"> 

Результаты расчета сводим в таблицу 6.
Таблица 6.

Схема

замещением

1

2

3

4

5

6

Sc, МВА

-j1,0

-j1,3

-j0,4

-j0,4

-j0,3

-j0,4

Z, Ом

6,8+j11,7

16,5+j17,01

2,7+j4,7

4,7+j4,9

3,5+j3,7

2,7+j4,7

SТ, МВА

22-j4,29

14-j2,73

16-j3,12

4-j0,78

2-j0,66

4-j0,78

S, МВА

22,6

14,6

16,4

4,2

2,2

4,2

S, МВА

22-j5,29

14-j0,03

16-j3,52

4-j1,18

2-j0,96

4-j1,18

∆S, МВА

0,2+j0,4

0,26+j0,27

0,05+j0,09

0,01+j0,01

0,001+j0,001

0,003+j0,006

P1, МВт

22,2

14,26

16,45

4,01

2,001

4,203

Q1, МВАр

5,06

3,76

3,43

1,17

0,959

1,186

U1, кВ

1,8

2,6

0,5

0,4

0,1

0,1

U11, кВ

1,7

1,5

0,6

0,3

0,1

0,2

Un, кВ

114,8

114,0

114,3

113,6

113,5

114,2



3.3.3 Расчет после аварийных режимов

Расчет послеаварийных режимов производится для максимальных нагрузок при отключении одной цепи.

Результат расчетов сводим в таблицу 7.
Таблица 7.

Схема

 замещением

1

2

3

4

5

6

Sc, МВА

-j2,34

-j0,314

-j0,89

-j0,869

-j0,66

-j0,87

Z, Ом

13,6+j23,4

3,3+j34,2

5,4+j9,4

9,4+j9,8

7+j7,4

5,4+j9,4

SТ, МВА

22-j4,29

14-j2,73

16-j3,12

8-j1,56

4-j1,32

8-j1,56

S, МВА

22-j6,63

14-j5,87

16-j4,01

8-j2,42

4-j1,98

8-j2,43

S, МВА

23

15,2

16,5

8,4

4,5

8,4

∆S, МВА

0,45+j0,77

0,46+j0,49

0,1+j0,17

0,04+j0,05

0,01+j0,01

0,03+j0,04

P1, МВт

22,45

14,46

16,1

8,04

4,01

8,03

Q1, МВАр

5,86

5,38

3,84

2,37

1,97

2,39

U1, кВ

3,5

5,2

1,0

0,8

0,3

0,5

U11, кВ

3,5

2,6

1,1

0,5

0,1

0,5

Un, кВ

123,0

124,8

122,0

123,3

123,0

121,6



Согласно ПУЭ с целью ограничения длительного воздействия на высоковольтное оборудование линий электропередачи, электростанций и подстанций должны применяться устройства автоматики, действующее при повышении напряжения выше 110-130 % номинального. В данном случае такого превышения нет, поэтому необходимости в регулировании напряжения также нет.


4. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТИ
Одним из важных показателей напряжения служат отклонение напряжения. Установленные ГОСТом нормы на отклонения напряжения в из определенной степени обеспечиваются средствами регулирования напряжения. Наиболее эффективным из известных средств регулирования напряжения являются трансформаторы и автотрансформаторами с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (с РПН). Они способны обеспечить любой регулирования напряжения, включая и встречное регулирование.

Согласно ПУЭ, на шинах 10 кВ подстанций должен осуществляться закон в встречного регулирования напряжения в пределах отклонений напряжения от +5 (лил более) до 0 % при изменениях нагрузки подстанций от наибольшей до меньшей. Обычно при наибольших нагрузках отключения напряжения на этих шинах в пределах 5…6%. Определение желаемых отклонений напряжения на шинах 10 кВ подстанций при промежуточных значениях нагрузки производиться линейной интерполяцией.

Аварийные отклонения линий и трансформаторов рассматриваются, как правило, при наибольших нагрузках подстанций. Поэтому желаемые отклонения напряжения на шинах 10 кВ в таких режимах должны соответствовать отклонениям напряжения, требуемые в режиме наибольших нагрузок.

В этом разделе проекта должны быть выбраны рабочие отклонения понижающих трансформаторов, обеспечивающих поддержание требуемых отклонений напряжения на шинах 10 кВ подстанций во всех рассмотренных режимах работы. Выполняется это следующим образом. После расчета установившегося режима работы сети известны ответвления на шинах высшего напряжения каждой из подстанций <img width=«25» height=«29» src=«ref-1_1362945088-209.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">. Проще всего находиться напряжение на шинах низшего напряжения, приведенное к стороне высшего напряжения (т.е. без учета коэффициента трансформации трансформаторов), определяется по выражению:
<img width=«257» height=«58» src=«ref-1_1362945297-733.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">    продолжение
--PAGE_BREAK--