Xreferat.com » Рефераты по физике » Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

1 Расчет баланса мощности и выбор компенсирующих устройств


Составим и рассчитаем баланс активной мощности:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети -активная мощность ТЭЦ

Электрические системы и сети - активная мощность энергосистемы

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети - потери активной мощности в линиях и трансформаторах

Расчет суммарной активной мощности:


Электрические системы и сети


Потери активной мощности в линиях и трансформаторах принимаем в размере от 2% от суммарной активной мощности i-го потребителя:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Находим активную мощность, которую необходимо потребить у РПП:


Электрические системы и сети


Составим и рассчитаем баланс реактивной мощности:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети –реактивная мощность ТЭЦ

Электрические системы и сети - реактивная мощность энергосистемы

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети – потери реактивной мощности в линиях и реактивная мощность, генерируемая воздушными линиями; в предварительных расчетах принимаем их равными друг другу

Электрические системы и сети - потери реактивной мощности в трансформаторах

Определяем реактивную мощность первого потребителя:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Аналогично производим расчеты потребляемой реактивной мощности для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.

Определяем полную мощность каждого потребителя:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.

Полная мощность всех потребителей:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Определяем потери реактивной мощности в трансформаторах.

Потери реактивной мощности в трансформаторах потребителей принимаем равными 10% от полной мощности:

Электрические системы и сети

Определяем потребляемую реактивную мощность:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Далее определяем реактивную мощность, получаемую от системы:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети


Сравнив реактивную мощность, получаемую от системы, с потребляемой, приходим к выводу, что имеется дефицит реактивной мощности, и необходима установка компенсирующих устройств (БСК). Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств:


Электрические системы и сети


Определяем необходимую мощность компенсирующих устройств для каждого потребителя:


Электрические системы и сети


Для первого потребителя:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.

Принимаем к установке компенсирующие устройства с единичной мощностью 0,4 Мвар. Определяем количество компенсирующих устройств для первого потребителя:

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Произведем уточненный расчет необходимой мощности компенсирующего устройства для первой подстанции:


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.

Определим уточненную мощность компенсирующих устройств:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Проверяем баланс, исходя из условия:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

0,033<0,2 значит будем считать, что баланс сошелся

Определим реактивную мощность, потребляемую на подстанциях потребителей после компенсации:

Электрические системы и сети


Для первого потребителя:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Аналогично производим расчеты для остальных потребителей и заносим результаты в таблицу 1.


Таблица 1 – Расчет баланса и выбор компенсирующих устройств

потреб

Pi, МВт

tg Электрические системы и сети

Qi, МВAp

Электрические системы и сети, MBAp

ni,

шт

Электрические системы и сети, MBAp

Электрические системы и сети, МВАр

1

4,6 0,512 2,357 1,716 4 1,6 0,757

2

12 0672 8,064 5,871 15 6 2,064

3

21,1 0,936 19,754 14,382 36 14,4 5,354

4

26,4 0,963 25,446 18,526 46 18,4 7,046

5

17,6 0,991 17,439 12,697 32 12,8 4,639

6

26,2 0,963 25,253 18,386 46 18,4 6,853

2 Составление вариантов конфигурации сети с анализом каждого варианта


Электрические системы и сети

Длины участков:

РПП-4=52 км; РПП-6=18 км; РПП-ТЭЦ=19 км; РПП-3=55 км;

ТЭЦ-6=16 км; ТЭЦ-1=17 км; ТЭЦ-4=46 км; 6-5=80 км; 6-1=20 км;

5-1=68 км; 5-2=116 км; 2-3=42 км; 2-4=56 км; 4-3=28 км.

Рисунок 1. Взаимное расположение источников и потребителей

Составление вариантов конфигурации сети.


Электрические системы и сети

Вариант 1. Радиально-магистральная сеть

Вариант 1 представляет собой радиально-магистральную сеть, характеризующуюся тем, что все ЛЭП прокладываются по кратчайшим трассам. Все линии двухцепные.

Определяем общую длину линий:

Электрические системы и сети

Общая длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Вариант 2. Комбинированная сеть


Вариант 2 представляет собой комбинированную сеть, в ней потребители 4,2,3 и РПП объединены в кольцевую сеть, а также в кольцевую сеть объединены потребители 1,5,6 и ТЭЦ.

Общая длина линий:

Электрические системы и сети

Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Вариант 3. Комбинированная сеть


Вариант 3 представляет собой комбинированную сеть, в нем потребители 4,3,2 объединены в кольцевую сеть, а также в кольцевую сеть объединены потребители 6,1 включающие в себя РПП и ТЭЦ.

Общая длина линий:

Электрические системы и сети

Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Вариант 4. Комбинированная сеть

Вариант 4 представляет собой комбинированную сеть, в нем потребители 4,6,1 объединены в кольцевую сеть связывающую их с ТЭЦ и РПП.

Общая длина линий:

Электрические системы и сети

Длина линий, приведенная в экономическом соотношении к одноцепному исчислению:

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Вариант 5. Кольцевая сеть


Вариант 5 представляет собой кольцевую сеть, связывающую всех потребителей с ТЭЦ и РПП.


Электрические системы и сети


Существенный недостаток этого варианта – большая протяженность кольца. Есть опасение, что в послеаварийном режиме, возникающем после отключения одного из головных участков, общая потеря напряжения в сети окажется недопустимо большой.

Варианты 2,3,4 относятся к одному принципу конфигурации сети. В них часть потребителей питается по кольцевой сети, часть – по радиально-магистральной. Среди вариантов этой группы сеть с наименьшей протяженностью линий является сеть, представленная вариантом 4.

Варианты 1 и 5 аналогов не имеют, сравнивать их не с чем, поэтому оставляем оба варианта для дальнейшего рассмотрения.

Таким образом, предварительный расчет и технико-экономическое сравнение будем проводить для вариантов 1, 4 и 5.


3 Приблизительный приближенный расчет трех отобранных вариантов


Электрические системы и сети

Расчетная схема варианта 1.


Потоки мощности определяем по первому закону Кирхгофа, двигаясь от наиболее удаленных потребителей к источнику. Так, поток мощности на участке 3-2 равен мощности потребителя 2, то есть:


Электрические системы и сети


Поток мощности на участке 4-3 определяем суммированием двух потоков, вытекающих из узла 3:


Электрические системы и сети


Поток мощности на остальных участках определяем аналогично. Результаты помещаем в таблицу 2, а также наносим на расчетную схему.

Далее, с помощью формулы Илларионова, определяем целесообразную величину номинального напряжения на участке 1-2:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Принимаем ближайшее наибольшее стандартное значение 110 кВ.

Аналогично проводим расчеты для остальных участков, и результаты помещаем в таблицу 2.


Таблица 2 – Выбор номинального напряжения на участках цепи для варианта 1.

Участок

L, км

Pi, MBт

Qi, MBAp

Электрические системы и сети

UНОМ, кВ

3-2

42 12 2,064 48,305 110

4-3

28 33,1 7,418 76,941 110

РПП-4

52 59,5 14,464 103,338 110

1-5

68 17,6 4,639 58,575 110

6-1

20 22,2 5,396 63,215 110

РПП-6

18 48,4 12,249 87,344 110

ТЭЦ-РПП

19 -22 -7,985 62,798 110

Теперь выбираем сечения проводов линий. При этом используем метод экономических интервалов.

Определяем токи на каждом участке сети в режиме максимальных нагрузок по формуле:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети– ток наибольших (максимальных) нагрузок на каждом участке

Электрические системы и сети – полная мощность каждого участка

Электрические системы и сети – величина номинального напряжения учатка

Ток на участке 1-2:

Электрические системы и сети

Аналогично определяем токи на остальных участках. Результаты помещаем в таблицу 3.

Определяем расчетную токовую нагрузку линии.


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии, для линий 110 кВ принимается равным 1,05;

Электрические системы и сети - коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Тнб и ее попадание в максимум энергосистемы, для Электрические системы и сети Электрические системы и сети

принимаем 1,3.

Расчетная токовая нагрузка участка цепи:

Электрические системы и сети

Аналогично определяем расчетную токовую нагрузку на остальных участках. Результаты помещаем в таблицу 3.

Будем считать, что по климатическим условиям район сооружения сети соответствует II району по гололеду, и будут использоваться двухцепные ВЛ на железобетонных опорах. Расчетная токовая нагрузка участка не должна превышать токовую нагрузку выбираемого сечения. Выбранные таким образом сечения заносим в таблицу 3, в эту же таблицу заносим допустимую токовую нагрузку для данного сечения.


Таблица 3 – Сечения и марки проводов

Участок

Imax, A

Ip, A

Iпав, А

Сеч, мм2

Iдоп., А

Марка провода

3-2

31,992 43,669 63,984 70 265 АС-70/11

4-3

89,125 121,656 178,25 95 330 АС-95/16

РПП-4

160,885 219,608 321,77 150 450 АС-150/24

1-5

47,822 65,277 95,644 70 265 АС-70/11

6-1

60,026 81,935 120,052 70 265 АС-70/11

РПП-6

131,177 179,057 262,354 120 390 АС-120/19

ТЭЦ-РПП

61,492 83,937 122,984 70 265 АС-70/11

Проверка по потере напряжения выполняется как для нормального, так и для послеаварийного режимов работы сети.


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Погонные активные и индуктивные сопротивления выбираем по справочным материалам и для удобства заносим их в таблицу 4.

Электрические системы и сети=15% для 35-110 кВ в нормальном режиме;

Электрические системы и сети=20% для 35-110 кВ в аварийном режиме.

Если потери напряжения в сети будут больше допустимых значений, то нужно предусмотреть дополнительные устройства регулирования напряжения или рассмотреть другой вариант сети.

Определяем активное и индуктивное сопротивления участка 1-2:

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Определяем потерю напряжения на участке 1-2:

Электрические системы и сети

Определяем потерю мощности на участке 1-2:


Электрические системы и сети


Аналогичные расчеты проводим для остальных участков, результаты заносим в таблицу 4.


Таблица 4 – Параметры линий

Участок

L, км

r0,Ом/км

R, Ом

x0, Ом/км

Х, Ом

ΔU, %

ΔP,МВт

3-2

42 0,422 8,862 0,444 9,324 1,037 0,118

4-3

28 0,301 4,214 0,434 6,076 1,525 0,439

РПП-4

52 0,204 5,304 0,42 10,92 3,378 1,692

1-5

68 0,422 14,348 0,444 15,096 2,666 0,428

6-1

20 0,422 4,22 0,444 4,44 0,972 0,198

РПП-6

18 0,244 2,196 0,427 3,843 1,267 0,501

ТЭЦ-РПП

19 0,422 4,009 0,444 4,218 1,007 0,198

Потеря напряжения в радиально-магистральной сети считается от источника до самого удалённого потребителя:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Для расчета берём участки, у которого самая большая потеря напряжения.


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Потери напряжения при аварийном режиме меньше допустимых (20%).


Электрические системы и сети

Расчетная схема варианта 5.


Расчет потокораспределения производим, начиная с головного участка:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Поток мощности на участке ТЭЦ-6 определяем по первому закону Кирхгофа:


Электрические системы и сети


Потоки на остальных участках определяем аналогично. Результаты помещаем в таблицу 5, а также наносим на расчетную схему.

Выполним проверку посредством баланса мощностей.

Рассчитаем поток мощности, протекающей через участок В-4:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Электрические системы и сети

Поток мощности, рассчитанный таким образом, практически совпадает с потоком мощности этого же участка, рассчитанным по первому закону Кирхгофа.

Балансы активной и реактивной мощностей:


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети


Электрические системы и сети

Будем считать, что баланс по обеим мощностям сошелся (табл.1).

Целесообразную величину напряжения определяем по участку В-4:


Электрические системы и сети


Принимаем номинальное напряжение для всей линии 220 кВ.

Теперь выбираем сечения проводов линий. При этом используем метод экономических интервалов аналогично нахождению в радиально-магистральной схеме.

Как видно из расчетов, для всех проводов выполняется условие: Электрические системы и сети, то есть они проходят по нагреву.


Таблица 5 – Параметры линий в нормальном режиме

Участок

P, МВт

Q, Мвар

сеч, мм2

r0, Ом/км

x0, Ом/км

L, км

R, Ом

X, Ом

ΔU, %

ΔP, МВт

А-ТЭЦ

30,854 5,223 240 0,118 0,435 19 2,242 8,265 0,232 0,045

ТЭЦ-6

52,854 13,208 240 0,118 0,435 16 1,888 6,96 0,396 0,116

6-1

26,654 6,355 240 0,118 0,435 20 2,36 8,7 0,244 0,037

1-5

22,054 5,598 240 0,118 0,435 68 8,024 29,58 0,708 0,086

5-2

4,454 0,959 240 0,118 0,435 116 13,688 50,46 0,226 0,006

2-3

7,546 1,105 240 0,118 0,435 42 4,956 18,27 0,155 0,006

3-4

28,646 6,459 240 0,118 0,435 28 3,304 12,18 0,358 0,059

4-В

55,046 13,505 185 0,159 0,413 52 6,136 22,62 1,329 0,407

Участок

Iпав, A

Iдоп., А

Марка провода

А-ТЭЦ

82,22 605 АС-240/32

ТЭЦ-6

143,14 605 АС-240/32

6-1

71,994 605 АС-240/32

1-5

59,782 605 АС-240/32

5-2

11,971 605 АС-240/32

2-3

20,037 605 АС-240/32

3-4

77,154 605 АС-240/32

4-В

148,917 605 АС-240/32


Самым тяжелым считается аварийный режим. За аварию примем выход из строя участка В-4. Тогда сеть превращается в радиально-магистральную.


Электрические системы и сети

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: