Введение
В данном курсовом проекте осуществляется "эскизное" проектирование электрических сетей заданного района с пятью-шестью пунктами потребления электроэнергии, в которых будут сооружаться понижающие напряжение подстанции. Источником питания является подстанция 110-220 кВ, входящая в состав объединенной электроэнергетической системы. Номинальное напряжение 35 кВ в связи с ограниченной пропускной способностью линий электропередачи (ЛЭП) данного напряжения находит применение преимущественно в электроснабжении сельскохозяйственных районов.
Каждому студенту в индивидуальном задании на проект указываются:
а) схема географического расположения источника питания района, пунктов потребления электроэнергии;
б) номинальные напряжения распределительных устройств источников питания (110 – 220 кВ), от которых может осуществляться электроснабжение рассматриваемого района;
в) максимальные электрические нагрузки (активные и реактивные) в каждом из пунктов потребления электроэнергии, а также продолжительности использования наибольших нагрузок (час/год) и состав потребителей электроэнергии по требованиям надежности электроснабжения;
г) величина реактивной мощности, которая может быть выдана с шин источника питания в проектируемую электрическую сеть.
При выполнении проектов, как правило, следует предполагать, что номинальное напряжение распределительных электросетей в пунктах потребления электроэнергии равно 10 кВ; в соответствии с нормами и международными тенденциями следует исключать перспективы применения напряжения 6 кВ.
ПОТРЕБЛЕНИЕ АКТИВНОЙ И БАЛАНС РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
Задачами расчетов и анализа полученных результатов в данном разделе проекта являются:
· оценка суммарного потребления реактивной мощности в проектируемой электрической сети;
· анализ выполнения условий баланса реактивной мощности в проектируемой сети;
· определение суммарной мощности компенсирующих устройств, устанавливаемых в сети;
· определение мощности компенсирующих устройств и их размещения в узлах электрической сети.
Расчет баланса мощности должен выполняться для всех основных нормальных и наиболее тяжелых послеаварийных режимов работы проектируемой сети. На первом этапе выполнения проекта оценка баланса реактивной мощности выполняется только для нормального режима работы проектируемой сети при наибольших нагрузках потребителей.
1.1 Формирование вариантов схемы сети
Выбор рациональной схемы сети производится на основе технико-экономического сопоставления ряда ее вариантов, которые составляются проектировщиком (студентом). Сопоставляемые варианты обязательно должны отвечать условиям технической осуществимости каждого из них по параметрам основного электрооборудования (провода, трансформаторы и т.п.), а также быть равноценными по надежности электроснабжения потребителей, относящихся к первой категории.
Необходимость составления альтернативных или дополняющих друг друга вариантов схемы сети обуславливается тем, что основные различные типы схем обладают различными и часто конкурирующими техническими и технико-экономическими показателями (при сооружении, эксплуатации и т.п.).
Разработку вариантов необходимо начинать не по пути "возможных сочетаний" линий, подстанций и номинальных напряжений, а с учетом соображений альтернативности качеств и показателей определенных типов схем сетей. На такой основе можно рекомендовать формирование, в первую очередь, вариантов схем сетей:
а) радиально-магистрального типа, при котором линии (двухцепные и одноцепные) не образуют замкнутых контуров (рис. 1.1);
Рис. 1.1
б) простейшего замкнутого кольцевого (петлевого) типа (рис. 1.2).
Магистрально-радиальные сети, как правило:
– имеют наименьшую длину трасс линий;
– возможности применения простых схем на стороне высшего напряжения транзитных ("проходных") подстанций (п/ст 2 на рис. 1.1);
– могут иметь высокую суммарную длину и стоимость линий, которые на большей части (или на всех участках) должны сооружаться двухцепными по условию надежного питания ответственных и крупных подстанций;
– обладают большими резервами по пропускной способности линий при перспективном росте нагрузок в заданных пунктах.
Рис. 1.2
Кольцевые (петлевые) схемы обычно:
– обладают повышенной длиной трасс линий;
– имеют повышенные потери мощности и электроэнергии и большие потери напряжения в послеаварийных режимах (отключение участка "ЭС – п/ст 1" или "ЭС – п/ст 5" – на рис. 1.2);
– могут иметь весьма простые схемы транзитных подстанций (п/ст 1,2 и др. на рис. 1.2);
– могут иметь пониженную суммарную стоимость линий – одноцепных на всех или большей части участков;
– обладают хорошими возможностями присоединения новых подстанций, располагающихся на территории района.
Промежуточными ("компромиссными") техническими и технико-экономическими характеристиками могут обладать сложно-замкнутые сети, образуемые сооружением диагональных линий в составе кольцевых сетей (рис. 1.3). В некоторых случаях такое выполнение схемы сети может оказаться рациональным (например, при преобладающей нагрузке п/ст 3).
Рис. 1.3
Питание мелких подстанций, в составе потребителей которых отсутствует первая категория (по требованиям надежности электроснабжения), в некоторых случаях может осуществляться по одноцепным воздушным линиям (п/ст 3 на рис. 1.4). При этом надо иметь в виду, что любая группа потребителей электроэнергии с суммарной максимальной нагрузкой 10 МВт и более относится к первой категории. Технико-экономическая обоснованность питания по одноцепной воздушной линии подстанции без потребителей первой категории может быть установлена специальным анализом, о котором говорится ниже.
Рис. 1.4
Применение в обсуждаемых случаях вариантов с одноцепными нерезервированными линиями в большинстве случаев не означает осуществление однотрансформаторных подстанций. Это связано с тем, что:
а) все плановые ремонты воздушных линий могут быть выполнены без их отключения, а аварийные ремонты производятся за относительно короткое время (одноцепных линий 8 – 10 часов, двухцепных линий 20 – 30 часов);
б) все плановые ремонты трансформаторов требуют их отключения на длительный срок (600 – 700 часов) и в некоторых случаях этот ремонт должен выполняться с доставкой трансформатора в специальные мастерские.
Таким образом, осуществление однотрансформаторных понижающих подстанций возможно лишь при наличии передвижного трансформаторного резерва в рассматриваемой сети. Такое выполнение подстанций осуществимо при наличии развитой сети хороших шоссейных дорог, применяется при трансформаторах напряжением 110 кВ и мощностью до 6,3 МВА и экономически оправдывается при обслуживании передвижным резервом не менее двух – трех подстанций, расположенных в общем районе.