Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Вычисление суммарной мощности нагрузок ПС

Поиск

По теореме Пифагора:
Рис.2      

Вычисляем  значение синуса и тангенса до пункта № 1:

В максимальном режиме  U = 10 кВ:

     

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
В минимальном режиме U = 10 кВ:

        

 

В максимальном режиме  U = 35 кВ:

 

В минимальном режиме U = 35 кВ:

     

Вычисляем значение синуса и тангенса до пункта №2.

В максимальном режиме U = 10 кВ:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 


В минимальном режиме U = 10 кВ:

   

Вычисляем значение синуса и тангенса до пункта № 3. 

В максимальном режиме U = 6 кВ:

В минимальном режиме U = 6 кВ:

     

Изображаем нагрузки каждого пункта в виде схем трансформаторов и указываем на этой схеме результаты расчетов.

Выбор типа трансформаторов

44 + j27,68 = 51,98
Пункт №1 трехобмоточный трансформатор:

20 + j12,8
17 + j11,9
39 + j27,6
22 + j15,7
24 + j14,88

Рис.3

Пункт №2 двухобмоточный                            Пункт №3 двухобмоточный

трансформатор:                                            трансформатор:                                                           

Рис. 4                                                             Рис.5

78,95
68,86


51 + j35,7
58 + j37 ,12
6 кВ
220 кВ
65 + j43,55
68 + j40,12
10 кВ
220 кВ
                                                     

 

Согласно действующих правил, если в каком-либо из пунктов выйдет из строя один из трансформаторов, второй трансформатор берет всю нагрузку на себя с учетом допустимой перегрузки на 40%, исходя из этого мощность каждого трансформатора выбирается по условию:

             

Для пункта №1:

Для пункта №2:

Для пункта №3:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Таблица №1

Пункт

Тип трансформа

тора

Пределы регулиро

вания %

, кВ

,

кВт

,

кВт

,

%

UBH UCH UHH UBH UCH UHH
1 ТДТН-40000/220 230 38,5 11 220 55 1,1 165 0 125
2 ТРДЦН-63000/220 230 - 11 300 82 0,8 12 - -
3 ТРДЦН-63000/220 230 - 6,6 300 82 0,8 12 - -

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Таблица №2

Наименование характеристик и обозначение величин

Числовые значения по подстанциям

        ПС 1 ПС 2 ПС 3
ΣР, МВт 44 68 58
ΣQ, Мвар 27,68 40,12 37,12
ΣS, МВА 51,98 78,95 68,86
Тип трансформатора ТДТН 40000/220 ТРДЦН 63000/220 ТРДЦН 63000/220
SH, МВА 40 63 63
UBH, кВ 230 230 230
UCH, кВ 38,5 - -
UHH, кВ 11 11 6,6
пределы регулирования РПН       
Кз,норм 0,65 0,63 0,55
Кз,авар 1,2995 1,25 1,09

Параметры схем замещения

Rт ВН, Ом 3,6 3,9 3,9
Rт СН, Ом 3,6 - -

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Rт НН, Ом

3,6 - -
Хт ВН, Ом 165 100,7 158,7
Хт СН, Ом 0 - -
Хт НН, Ом 125 - -
, кВт 55 82 82
, кВар 440 504 504

После выбора трансформаторов вычисляется коэффициент запаса в номинальном режиме ПС и коэффициент перегрузки в аварийном режиме   

В пункте №1:       

В пункте №2:       

В пункте №3:       

2. Составление вариантов схем сети, электрический расчет двух наивыгоднейших вариантов при максимальных нагрузках

Исходные положения

Исходными данными к составлению вариантов являются задания на проект с планами расположения нагрузок.

 

1
1
2
40
Рис. 6                                                                                            Рис. 7                                                                                   

40
2

48
48
55
55

 


38
 

А
3
А
3
55

 

 


Вариант №1                                                                Вариант №2

 

 

Рис. 8                                                                                               Рис. 9

1
2
3
А
38
55
40
1
2
40
А
3
48
55
55

 


Вариант №3                                                                 Вариант №4

 

2.2.Описание вариантов

Из всех вариантов сети необходимо выбрать два наиболее дешевых для решения вопроса о стоимости принимаем, что один километр одноцепной линии оценивается в одну единицу относительно единицы стоимости. Стоимость одного километра двухцепной линии составляет 1,47 единиц относительной стоимости.

Кроме линии электропередачи в каждом из пунктов имеются трансформаторные подстанции и ячейки, одна ячейка дороже по стоимости одного километра линии в 2,9 раза. Для того чтобы проанализировать относительную стоимость составляем таблицу по форме:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 

Таблица №3

№ Варианта

Одноцепные

Двухцепные

Ячейки

Общая стоимость, тыс.руб.

Длина, км стоимость Длина, км стоимость Количество, шт. стоимость
1 198 198 - - 6 17,4 215,4
2 126 126 55 80,85 8 23,2 230,05
3 - - 133 195,5 10 29 224,5
4 148 148 40 58,8 8 23,2 230

Для примерного расчета количество ячеек принимаем, что на каждую входящую и отходящую цепь на трансформаторной подстанции приходится по одной ячейке, так для варианта кольцо количество ячеек составляет шесть, а для варианта двухцепной линии десять.

2.2. Выбор двух вариантов

Принимаем к дальнейшему решению два наиболее экономичных варианта. В моем случае это варианты №1 и №3.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 

2.4   Предварительный электрический расчет вариантов схемы электрической сети

1. вычисление потоков мощностей по участкам ЛЭП

2. вычисление токов по каждому участку

3. значений Tmax и экономического сечения

4. выбор проводов и опор

5. вычисление параметров каждого участка ЛЭП

6. проверка выбранных проводов в послеаварийном режиме.

Вариант №1 «Кольцо»

Вычисление потоков мощностей по участкам для варианта кольцо, исходными данными к расчету является схема кольца с указанием длин каждого участка и электрических нагрузок, каждого пункта в режиме максимальной нагрузки.

Рис.10
5 8 + j37,12
44 + j27,68
68 + j40,12

2
55
48
55
40
А
1
'
3
Для того чтобы вычислить потоки мощностей преобразуем эту схему в линию с двухсторонним питанием, разрезав эту схему по пункту А.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
5 8 + j37,12
44 + j27,68
68 + j40,12

 

 


Рис. 11

Вычисляем моменты нагрузок:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Вычисляем активную и реактивную мощности противоположного участка :

                              

                              

Распределяем потоки мощностей по участкам в соответствии с первым законом Кирхгофа. Для этого чертим новую схему, на которой должны быть указаны мощности:

88,11 + j 53,69
81,89 + j 51,23
23,89 + j 14,11
20,11 + j 13,57
2

Рис.12

В нашем случае пункт №1 является пунктом раздела потока мощностей. Проверяем правильность распределения потоков. Для этого составляем уравнение по вычислению моментов нагрузки с противоположной стороны.

                              

         

Таким образом, проверка подтвердила правильность решения.

Определим токи участков схемы:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
,  А;

Вычисленный ток предопределяет выбор сечения проводов, на выбор сечения влияет также значение Tmax по участкам:

Tmax 4700
Tmax 4700


Tmax 3700
Tmax 4700
Tmax 5900

Рис. 13

На участках ЛЭП, примыкающих к пункту раздела потоков мощностей, в нашем случае это пункт №3, Tmax будет такое же, как и в пункте раздела на участках, удаленных от этого пункта. Tmax вычисляется по формуле:


Сечение проводов выбирается из следующих четырех факторов:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
     1. По значению тока

     2. По материалу проводника.

3. По значению Тmax на участках.

4. По условиям короны.

При этом следует иметь ввиду, что минимальное сечение на линиях проводов 220 кВ минимальное сечение АС 240/39

Выбор сечения проводов

В энергетике введено понятие экономического сечения (Fэк):  ,

jэк – экономическое сечение.

Значение экономического сечения находим в таблице ПУЭ, для сталеалюминиевых проводов оно определяется следующим значением при:    

Тmax до 3000 ч.    jэк = 1,3 А/мм2

Тmax от 3000 до 5000 ч. jэк = 1,1 А/мм2

Тmax от 5000 ч. jэк = 1 А/мм2

  

FэкА-2 = 270,8 мм2; выбираем провод АС 300/39 (Iдоп 710 А)

Fэк2-1 = 70,07 мм2; выбираем провод АС 240/39 (Iдоп 610 А)

Fэк1-3 = 80,08 мм2; выбираем провод АС 240/39 (Iдоп 610 А)

Fэк3-А' = 278,85 мм2; выбираем провод АС 300/39 (Iдоп 710 А)

 

Выбираем опоры для каждого участка с учетом выбранных проводов и с учетом района по гололеду и ветровым нагрузкам. Согласно ПИЭ г.Брянск расположен в I районе по ветровым нагрузкам и гололеду. Для всех участков схемы выбираем промежуточную одноцепную металлическую унифицированную свободностоящую опору П220–1.

Проверяем выбранные провода в послеаварийном режиме по допустимому току Iп.а. ≤ Iдоп

Составим новую расчетную схему:

 

170 + j 104,92
112 + j 67,8
68 + j 40,12
2
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 

Рис. 14

 провод АС 300/39 допустимый ток для данного провода равен 710 А, на участке А-2 вычисленный ток будет равен току на участке 3- .

 выбранный провод АС 240/39 (Iдоп = 610 А)

 выбранный провод АС 240/39 (Iдоп = 610 А)

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 

Рис.15

     Вычисление параметров каждого из участков ЛЭП.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Параметрами ЛЭП являются:

1. R - активное сопротивление проводов;

2. X - индуктивное сопротивление проводов;

3. B - емкостная проводимость и, вычисленная на ее основе, зарядная  мощность - Q;

Рассчитываем активное сопротивление участков: , где l-длина участка;  , где  - сечение алюминиевой части провода, ;

Определим среднее геометрическое расстояние между проводами для выбранной мною опоры.

 - удельное сопротивление 1 км, Ом/км;  

 - среднее геометрическое расстояние между проводами, м;

 - физический радиус провода, мм.

Рис.16                                   

6000,21 мм;
 

8485,28 мм;
BC
; ;

;

Определяем значение индуктивного сопротивления участков:

, где l – длина участка линии;  - удельное сопротивление;

 - табличные данные

 - табличные данные

          

 Рассчитываем емкостную проводимость: , где        

 - удельная емкостная проводимость, ;   

      

      

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Вычисляем зарядную мощность по участкам ЛЭП:


Результаты всех вычислений сводим в таблицу:

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Таблица №4

Величина/параметр

Участок линии

А - 2 2 - 1 1 - 3 3 - А'
Длина, км 55 40 48 55
Поток мощности, МВА 88,11+j53,69 20,11+j13,57 23,89+j14,11 81,89+j51,23
Ток, А 270,8 63,7 72,8 253,5
Т мах, ч 6251,2 4700 4700 4435,3
F эк, мм² 270,8 70,07 80,08 278,85
Выбранный провод АС 300/39 АС 240/39 АС 240/39 АС 300/39
Удельное активное сопротивление 1 км, Ом/км 0,107 0,132 0,132 0,107
Активное сопротивление, Ом 5,885 5,28 6,336 5,885
Среднее геометрическое расстояние между проводами, мм

 

7563,98

Удельное индуктивное сопотивление 1 км, Ом/км 0,419 0,43 0,43 0,419
Индуктивное сопротивление, Ом 23,045 17,63 20,64 23,045
Удельная емкостная проводимость, Ом-1/ км ·10-6 2,71 2,64 2,64 2,71
Емкостная проводимость,     Ом-1·10-6 149,05 105,6 126,72 149,05
Зарядная мощность, Мвар 7,2 5,1 6,1 7,2

 

Проверка выбранных проводов в послеаварийном режиме:

При этом просчитываем отключение одного из участков сети, примыкающих к пункту А. Наиболее сложным, по последствиям аварии, будет отключение того из двух примыкающих к точке А участков, у которого сечение проводов больше. В этом случае по оставшимся участкам сети с меньшим сечением пройдет вся нагрузка сети.

Составляем новую расчетную схему, на которой показываем все потоки мощностей в послеаварийном режиме.

Рис. 17

Рассчитываем значение токов по участкам в послеаварийном режиме:

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Для выбранного мной провода АС 300/39 =710 А, условие Iав ≤ Iдоп соблюдается, поэтому выбранный провод в аварийном режиме нагрузку выдержит.

Выполняем проверку провода по допустимой потере напряжения:

 - допустимая потеря напряжения, в процентах;

Р, Q - активные и реактивные мощности, проходящие по участкам, МВт и Мвар;

U - номинальное напряжение линии, кВ;

R, X - активные и индуктивные сопротивления по участкам линии, Ом.

 

Вывод: Дополнительных средств регулирования напряжения не требуется, так как  выбранные трансформаторы могут регулировать напряжение в пределах .

 

Выполняем расчет для варианта №3.

 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 

Рис.18

Составляем схему с односторонним питанием для варианта «двухцепная сеть».

В первую очередь распределяем нагрузки по участкам линий. Так как энергия поступает из одного пункта, то:

A
3
2
1
170+j104,92
112+j67,8
44+j27,68
58+j37,12
68+j40,12
44+j27,68
Tmax 3700
Tmax 4700
Tmax 5900
55
38
40

 


Рис. 19

Так как энергия поступает с двух сторон, производим расчет моментов активной и реактивной мощности. При этом, если мы определяем поток мощности вытекающий из т. А’, то рассчитываем момент нагрузки относительно точки А.

, ,  - длины участков ЛЭП, км;

 и  - соответственно активные и реактивные мощности пунктов потребления электроэнергии, МВт и МВар.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Вычисляем активную и реактивную мощности участка 4- А’:

                          

,  - активный и реактивный моменты мощностей, рассчитанные выше, ;

 - длина всей ЛЭП, км.

Распределяем потоки мощностей по участкам:

Рис. 20

Вычисляем токи участков схемы:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Вычисляем Tmax на всех участках схемы:

Определяем Fэк и выбираем провод для всех участков линии

FэкА-3 = 262А; выбираем провод АС 300/39 (Iдоп 710 А)

Fэк3-2 = 171,8А; выбираем провод АС 240/39 (Iдоп 610 А)

Fэк2-1 = 75,02А; выбираем провод АС 240/39 (Iдоп 610 А)

  Для строительства заданной линии выбираем стальную многогранную промежуточную двухцепную опору ПБМ 220-2.

Вычисление параметров каждого из участков ЛЭП. Рассчитываем активное сопротивление участков: , где l-длина участка, r0 –удельное сопротивление, находим значение из таблицы;      

Данная схема является двухцепной, поэтому активное и индуктивное сопротивление делится на 2. А зарядная мощность увеличивается в 2 раза.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
 Рис. 21

B
 
 
 
 
 
 
 
 
Определяем среднее геометрическое расстояние между проводами для выбранной мною опоры:

A
D
5500
5000
2000

 


   

C


 
Рис. 22

                  

;

;

BC = 10500 мм;

Вычисляем значение индуктивного сопротивления участков:

, где l – длина участка линии;  - удельное сопротивление;

 - табличные данные

- табличные данные

 

 Рассчитываем емкостную проводимость: , где        

 - удельная емкостная проводимость, ;

      

      

 

Вычисляем зарядную мощность по участкам ЛЭП:


 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
Результаты всех вычислений сводим в таблицу №5:

Таблица №5

Величина/параметр

Участок линии

А - 3 3 - 2 2 - 1
Длина, км 55 38 40
Поток мощности, МВА 170+j104,92 112+j67,8 44+j27,68
Ток, А 262,13 171,8 68,2
Т мах, ч 5376,5 6031,7 4700
F эк, мм² 262 171,8 75,02
Выбранный провод АС 300/39

АС 240/39

Удельное активное сопротивление 1 км, Ом/км 0,107 0,132 0,132


Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 181; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.250.187 (0.015 с.)