Проектирование электрической сети

Напряжением 110 кВ

Определить параметры режима электрической сети, выполненной проводом марки АС-185/29. Расчетн6ая схема сети приведена на рис. 1.

Рис. 1.

На подстанциях установлены трансформаторы марки ТРДН-25000/110. Центр питания – узел А.

Решение:

Составим схему замещения сети. Линии электропередачи представим в виде П-образной схемы замещения, параметры которой определим по формулам (1)–(3).

; (1)

; (2)

; (3)

где , , – погонные параметры ВЛ, взятые из табл. П1, П2 /1/;

п – количество параллельных ВЛ на участке.

Например, для ВЛ А-1 параметры схемы замещения будут равны

Ом.

Мвар.

Предполагая, что обмотки НН трансформаторов ТРДН загружены одинаково и работают параллельно, можно применить Г-образную схему замещения, параметры которой взяты из табл. П5 /1/. В эквивалентной схеме замещения двух трансформаторов сопротивления и необходимо уменьшить в два раза, а потери холостого хода – увеличить в два раза. С учетом изложенного схема замещения сети примет вид, изображенный на рис. 2.

Рис. 2.

Для упрощения схемы замещения сети определим расчетные нагрузки узлов 2 и 3, при этом воспользуемся первым этапом метода последовательных приближений. Рассчитаем мощности в конце и в начале каждой ветви, приняв напряжение равным номинальному, = 110 кВ.

Мощность в конце ветви 4-5 равна мощности нагрузки МВ∙А. (Идеальный трансформатор потерь мощности не имеет). Мощность в начале ветви больше мощности в конце на величину потерь мощности

;

МВ∙А.

Мощность в конце ветви 3-4 определяется по первому закону Кирхгофа:

МВ∙А.

Мощность в начале ветви 3-4 больше мощности в конце ветви на величину потерь мощности в сопротивлениях линии

;

МВ∙А.

Аналогично определяется мощность в начале ветви 2-6, МВ∙А:

Представим замкнутую часть схемы в виде линии с двухсторонним питанием, для этого мысленно разрежем сеть по центру питания замкнутой сети (узел 1). В узлах 2 и 3 приложим расчетные нагрузки и .

Расчетная мощность направлена от узла, поэтому все мощности, отходящие от узла 3, нужно взять с плюсом, а направленные к узлу – с минусом, МВ∙А:

определяется аналогично

Определим мощности, поступающие от узла 1, в линию с двухсторонним питанием и . Расчет проводится по сопряженным комплексам сопротивлений, потери мощностей на этом этапе расчета не учитываются.

;

определяется аналогично, расчетные мощности умножаются на сопряженные комплексы сопротивлений ветвей от точки приложения нагрузки до противоположного центра питания

(При выполнении замкнутой сети проводами одной марки расчет можно было выполнить по длинам линий).

Выполним проверку правильности вычислений. Мощности, поступающие в сеть от центров питания ( + )должны быть равны сумме расчетных мощностей + , т. к. потерями мощности на этом этапе пренебрегли.

Мощность на участке 3-2 определим по первому закону Кирхгофа для узла 3 или узла 2, предварительно зададимся произвольно направлением от узла 3 к узлу 2.

;

; .

Чтобы провести расчет методом последовательных приближений, нужно представить линию с двухсторонним питанием в виде двух разомкнутых. Для этого по точке раздела мощностей (узел 2, куда мощности подтекают с двух сторон) разделим сеть на две разомкнутые так, чтобы найденные на участках мощности не изменились. Без учета потерь мощности в сопротивлениях ветвей, мощность . Ее и приложим в конце участка 3-2, т. е. в узле .

В узле приложим мощность . Мощность в начале участка 3-2 равна

Мощность в конце ветви 1-3 определим по первому закону Кирхгофа

Мощность в начале ветви 1-3 равна

Аналогично определяется мощность в начале ветви 1- .

Переходим к расчету мощностей в ветви А-1.

; ; .

Второй этап расчета методом последовательных приближений.

По найденным значениям мощностей и заданному в центре питания напряжению 118 кВ определим потери напряжения в ветвях и напряжение в узлах. При 110 кВ поперечной составляющей падения напряжения можно пренебречь.

;

кВ.

; 112,57 кВ.

Напряжение в узле 6, приведенное к номинальному напряжению 110 кВ равно

; 107,77 кВ.

Действительное напряжение в узле 6 при коэффициенте трансформации равно

; кВ.

Аналогично определяются , , , .

= 112,7 кВ; = 111,26 кВ; = 105,26; = 10,06 кВ.

Проектирование электрической сети

Выбрать мощности компенсирующих устройств на подстанциях 1¸4, номинальные напряжения ЛЭП м марки проводов.

Центр питания сети – подстанция А. Линия А-1 двухцепная, остальные – одноцепные. ч.

На подстанции 4 установлен один трансформатор, на остальных – по два. Вторичное напряжение в пунктах 1-4 – 10 кВ. Нагрузки подстанций 2 и 3 даны с учетом компенсации реактивной мощности.

Выполним компенсацию р.м. для подстанции 1. При кВ (в точке подключения нагрузки) /1, табл. 2.3/. Предельное значение реактивной мощности в максимум нагрузки, Мвар

Мощность компенсирующих устройств, Мвар:

При двух трансформаторах на подстанции схема РУ-10 кВ будет иметь вид:

Считаем, что нагрузка каждого тр-ра равна половине общей нагрузки, поэтому и конденсаторные батареи, подключенные к каждой из секций, равны . Из таблицы 2.4 /1/ выбираем две установки УКЛ-57-10,5-3150ЗУ с общей мощностью Мвар.

Расчетная мощность подстанции, по которой будем вести все остальные расчеты, равна, МВ∙А:

На подстанции 4 одна секция шин низкого напряжения, поэтому здесь устанавливается одна батарея

Предельная мощность

Так как предельная мощность больше заданной, то компенсация реактивной мощности не требуется.

Выбор

Номинальное напряжение линий определяется передаваемой активной мощностью и длиной ЛЭП, поэтому нужно определить потокораспределение (мощность на каждом участке сети). Центром питания замкнутой части является подстанция 1. Мысленно отделим замкнутую часть от линии А-1 и представим в виде линии с двухсторонним питанием.

На данном этапе расчет ведется без учета потерь мощности, т.е. мощности в начале и в конце каждой линии одинаковы. От узла 3 получают электроэнергию потребители, подключенные непосредственно к узлу 3 и подключенные к ВЛ 3-4 (см. рис.). Поэтому суммарная нагрузка подстанции 3 равна

МВ∙А

Схема примет вид

Мощности на ВЛ, отходящих от подстанции 1 направлены внутрь кольца, т.е. к ПС2 ПС3. при определении в числителе формулы нужно взять сумму произведений мощностей нагрузок на расстояние от точки приложения нагрузки до противоположного конца ЛЭП.