Расчет основных режимов работы сети и определение их параметров

Задачей выполнения данного раздела проекта является определение действительного потокораспределения и напряжений на шинах подстанций в основном нормальном режиме работы сети и при отключениях линий и трансформаторов.

Для четкого представления учитываемых параметров линий и трансформаторов и последовательности расчетов составляется схема замещения всей сети, на которой указываются значения параметров сети и режима. Параметры режима наносятся на схему замещения после расчета режима.

Схема замещения сети представлена на рисунке 6.

Расчеты потокораспределения в сети выполняются по комплексным сопротивлениям сети с учетом потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях линий и трансформаторов и генерации реактивной мощности в линиях.

При нагрузках, заданных на шинах вторичного напряжения подстанций, и напряжении, известном на шинах источника питания сети, расчет производится итеративно: потери мощности и потокораспределение – по номинальному напряжению сети, а потери напряжения и уровни напряжения – по потокораспределению с учетом потерь мощности и по заданному для данного режима напряжению на шинах источника питания сети.

Выбор основных расчетных режимов сети определяется необходимостью выявить наибольшие возможные потоки мощности во всех элементах проектируемой сети и определить возможные высшие и низшие рабочие напряжения на приемных подстанциях. В сети с одним источником питания рассматрим нормальный режим наибольших нагрузок, а также наиболее тяжелый режим при аварийном отключении линий или трансформаторов (в период наибольших нагрузок подстанций).

При высших уровнях рабочего напряжения возрастают потери активной мощности и энергии при коронировании проводов и линейной арматуры, а также значительно возрастает генерация мощности линиями, что в периоды малых нагрузок может привести к нежелательным последствиям.

Мощности каждой подстанции:

=(36+j 20,961) МВА,                         S_н1=41,657 МВА,

=(18+j 10,481) МВА,                         S_н2=20,829 МВА,

=(20+j 11,645) МВА,                         S_н3=23,143 МВА,

=(30+j 17,467) МВА,                         S_н4=34,714 МВА,

=(10+j 5,823) МВА,                           S_н5=11,572 МВА.

Вариант 2.

Режим максимальных нагрузок

На подстанции 1 установлено два трансформатора ТРДН-40000/110.

S_ном=40 МВА,         U_ВН=115 кВ,           U_НН=10,5–10,5 кВ,

DР_хх=34 кВт,           DР_к=170 кВт,          u_кВН-НН=10,5%,         I_х=0,55%.

DР_ст1=68 кВт,                    DQ_ст1=440 квар.

DР_м1= 92,188 кВт,

DQ_м1= = 2277,58 квар.

=DР_ст1+DР_м1+DQ_ст1+DQ_м1=68+92,188+j 440+j 2277,58=160,188+j 2717,58 кВА.

На подстанции 2 установлено два трансформатора ТДН-16000/110.

S_ном=16 МВА,         U_ВН=115 кВ,           U_НН=11 кВ,

DР_хх=18 кВт,           DР_к=85 кВт,            u_кВН-НН=10,5%,         I_х=0,7%.

DР_ст2=36 кВт,                    DQ_ст2=224 квар.

DР_м2= 71,025 кВт,

DQ_м2= = 1423,56 квар.

=DР_ст2+DР_м2+DQ_ст2+DQ_м2=36+71,025+j 224+j 1423,56=107,025+j 1647,56 кВА.

На подстанции 3 установлено два трансформатора ТДН-16000/110.

S_ном=16 МВА,         U_ВН=115 кВ,           U_НН=11 кВ,

DР_хх=18 кВт,           DР_к=85 кВт,            u_кВН-НН=10,5%,         I_х=0,7%.

DР_ст3=36 кВт,                    DQ_ст3=224 квар.

DР_м3= 88,917 кВт,

DQ_м3= = 1757,43 квар.

=DР_ст3+DР_м3+DQ_ст3+DQ_м3=36+88,917+j 224+j 1757,43=124,917+j 1981,43 кВА.

На подстанции 4 установлено два трансформатора ТРДН-25000/110.

S_ном=25 МВА,         U_ВН=115 кВ,           U_НН=10,5-10,5 кВ,

DР_хх=25 кВт,           DР_к=120 кВт,          u_кВН-НН=10,5%,         I_х=0,65%.

DР_ст4=50 кВт,                    DQ_ст4=325 квар.

DР_м4= 115,68 кВт,

DQ_м4= = 2530,63 квар.

=DР_ст4+DР_м4+DQ_ст4+DQ_м4=50+115,68+j 325+j 2530,63=165,68+j 2855,63 кВА.

На подстанции 5 установлено два трансформатора ТДН-16000/110.

S_ном=16 МВА,         U_ВН=115 кВ,           U_НН=11 кВ,

DР_хх=18 кВт,           DР_к=85 кВт,            u_кВН-НН=10,5%,         I_х=0,7%.

DР_ст5=36 кВт,                    DQ_ст5=224 квар.

DР_м5= 22,23 кВт,

DQ_м5= = 439,39 квар.

=DР_ст5+DР_м5+DQ_ст5+DQ_м5=36+22,23+j 224+j 439,39=58,23+j 663,39 кВА.

Расчет для линий

Переходим к расчёту параметров установившегося режима «методом в два этапа».

1 Этап заключается в определении потоков и потерь мощности в элементах сети последовательно по элементам от концов сети (нагрузок) к началу сети (к станции), (В МВА).

10+j5,823+0,058+j0,663– 2,962=10,058+j5,005 МВА.

0,107+j0,111 МВА

10,058+j5,005+0,107+j0,111 =10,165+j5,116 МВА.

30+j17,467+0,165+j2,851– 2,084=30,165+j19,276 МВА.

0,534+j0,758 МВА

30,165+j19,276+0,535+j0,758=30,7+j20,039 МВА.

20+j 11,645+0,124+j1,978– 1,851=20,124+j12,697 МВА.

0,3+j0,312МВА

20,124+j12,697+0,3+j0,312=20,424+j13,012 МВА.

=20,424+j13,012– 1,851+30,701+j20,039– 2,084+36+j20,961+0,16+j 2,717 – 2,856=

=87,285+j53,333 МВА.

=2,197+j 7,899 МВА.

87,285+j53,333+2,197+j 7,899=89,482+j62,232 МВА.

=10,163+j5,116– 2,962+18+j10,481+0,108+j1,647– 4,042=28,271+j13,742 МВА

=0,799+j1,134 МВА

28,271+j13,742+0,799+j1,134=29,07+j14,876 МВА.

= 89,482+j62,232– 2,856+29,07+j14,876– 4,042 = 118,552+j73,659 МВА.

Сопротивления трансформаторов на подстанциях:

Для подстанции 1:

R_т1= = =0,703 Ом, Х_т1= = =17,358 Ом.

Для подстанции 2:

R_т2= = =2,195 Ом, Х_т2= = =43,395 Ом.

Для подстанции 3:

R_т3= = =2,195 Ом, Х_т3= = =43,395 Ом.

Для подстанции 4:

R_т4= = =3,835 Ом, Х_т4= = =69,43 Ом.

Для подстанции 5:

R_т5= = =2,195 Ом, Х_т5= = =43,395 Ом.

2 этап заключается в определении напряжений в узлах и падение напряжений последовательно по элементам от начала сети к концам сети

U_РЭС=1,07×U_ном=1,07 ×110=117,7 кВ.

DU_{Л РЭС-1}= = =6,761 кВ.

кВ

кВ (Приведенное напряжение на стороне НН подстанции 1 к стороне ВН)

= ;

;

Коэффициент трансформации: .

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

DU_{Л РЭС-2}= = =4,174 кВ.

кВ

кВ (Приведенное напряжение на стороне НН подстанции 1 к стороне ВН)

= ;

;

Коэффициент трансформации: .

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

 кВ;

кВ

кВ;

 кВ

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

 кВ;

кВ

кВ;

 кВ

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

 кВ;

кВ

кВ;

 кВ

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

Регулирование напряжений

Задачей проработки этого раздела проекта является обеспечение нормативных отклонений напряжения на шинах вторичного напряжения 10кВ подстанций проектируемой сети. Регулирование напряжения осуществляется на источнике питания и на приемных понижающих подстанциях. Для данного проекта рабочие уровни напряжения на шинах источника питания во всех рассчитываемых режимах задаются.

Встречное регулирование напряжения, которое должно быть осуществлено на шинах вторичного напряжения районных подстанций, определяется требованиями “Правил устройства электроустановок”. В общем случае в нормальных режимах работы сети необходимо обеспечить регулирование отклонений напряжений на вторичных шинах подстанций в пределах от +5..10% до 0% (от номинального уровня) при изменениях нагрузки подстанций от наибольшего значения до 30% наибольшего. Обычно следует ориентироваться на поддержание в период наибольших нагрузок отклонений напряжения на этих шинах +5…6%.

При аварийных отключениях линий и трансформаторов напряжения на шинах 10 кВ подстанций не должны снижаться ниже номинального уровня. Рекомендуется поддерживать в этом режиме напряжение, равное напряжению в предшествовавшем аварии нормальном режиме работы.

В качестве основных средств регулирования напряжения при выполнении проекта принимаются трансформаторы с регулированием рабочих ответвлений под нагрузкой.

Из справочных материалов для курсового и дипломного проектирования Б. Н. Неклепаева, И.П. Крючкова. Электричесская часть станций и подстанций. стр. 116. для трансформаторов мощностью 6,3-125 МВА имеем ±9´1,77 % в нейтрали ВН (±9´2,0355 кВ).

Регулирование напряжения в режиме наибольших нагрузок.

п/ст 1: 1)

2)

3) для n = -2 (см табл. выше)

4)

если принять n = -1, , что меньше 10,5 кВ

Оформим дальнейшее регулирование напряжения в форме таблицы