151932 (Электропитающие системы и электрические сети), страница 2

Отключение линии 1-4 рис.5б:

1. По линии 1-3 протекает вся мощность из системы

2. По линии 2-3 протекает мощность

3. По линии 2-4 протекает мощность

Рис 5в

Отключение линии 2-3 рис.5в

1. По линии 2-4 протекает вся мощность

2. По линии 1-4 протекает мощность

3. По линии 1-3 протекает мощность

Рис.5г

Отключение линии 2-4 рис.5г:

1. По линии 1-4 протекает мощность ;

2. По линии 2-3 протекает вся мощность ;

3. По линии 1-3 протекает мощность

По мощностям находим токи в линиях в послеаварийном режиме :

Для схемы 5а:

, где ;

Для схемы 5б:

Для выбранного нами сечения 240 мм² , условие выполняется для любых схем в послеаварийном режиме.

5. Выбор схемы выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ

Схему выдачи мощности генераторами ТЭЦ строим по принципу схемы с генераторным распределительным устройством (ГРУ) рис.6. От шин ГРУ получают питание потребители на напряжении 10 кВ и потребители собственных нужд (с.н.) через трансформаторы собственных нужд ТСН напряжением 10/6 кВ.

В схеме (рис.6) ТЭЦ с ГРУ связь с системой осуществляется через два трансформатора связи Т. Выбор мощности трансформаторов производят с учётом графика тепловой нагрузки ТЭЦ, возможного отказа одного из генераторов:

Используя таблицу 6 [1] полученное значение мощности округляем до ближайшей большей номинальной мощности трансформатора

6. Выбор трансформаторов и схем подстанций в узлах нагрузки

На подстанциях, от которых получают питание потребители 1 и 2 категории устанавливают два трансформатора с учётом допустимой перегрузки в аварийном режиме, в следствии отключения одного из трансформаторов по формуле:

, где - коэффициент допустимой перегрузки.

Для узла 3:

Для узла 4:

Используя данные из табл.6 [1] округляем полученные значения мощностей до ближайших больших номинальных мощностей трансформаторов:

Для узла 3:

Для узла 4:

Поскольку схема нашей сети кольцевая, то и принимаем схемы подстанций в узлах 3 и 4 транзитные в замкнутой схеме.

Схема подстанции в узле 3 рис.7.

Схема подстанции в узле 4 рис.8.

7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне ВН

В соответствии с заданием нагрузки узлов заданы на стороне низшего напряжения (НН) 10 кВ. Приведение нагрузок к стороне высшего напряжения (ВН) выполняется для последующего упрощения расчётной схемы установившегося режима электросети.

На рис.9а показан участок схемы электрической сети: две линии W1 и W2 подходят к некоторому узлу i. Нагрузка на стороне НН составляет

.

Сема замещения этого участка сети приведена на рис.9,б . Нагрузка узла i , приведённая к стороне ВН определяется по формуле:

, где

и - потери активной и реактивной мощности в трансформаторах Т;

и - половины зарядных мощностей линий W1 и W2.

Рис.9

Потери мощности в трансформаторах вычисляем по выражениям:

п – количество трансформаторов в узле i

- расчётная нагрузка узла i кВА

- паспортные данные трансформаторов из табл.6 [1].

Для узла 3:

Для узла 4:

Для узла 2:

Зарядную мощность линий вычисляем по формуле:

, где

- количество цепей линии;

- удельная проводимость линий по табл.5 [1].

L – длина линии км;

- номинальное напряжение сети кВ.

Для ЛЭП 1-3:

для ЛЭП 2-3:

для ЛЭП 2-4:

для ЛЭП 1-4:

Находим нагрузки узлов приведённых к стороне ВН:

Для узла 3:

для узла 4:

Рассмотрим эквивалентную схему ТЭЦ рис.10а

Рис.10

Через трансформаторы Т протекает мощность:

Приведение мощности к стороне ВН выполняется так же, как и для подстанций, но с учётом направлении мощности.

После приведения мощностей узла 2 к стороне ВН схема замещения этого узла сводится к более простому виду рис.10,б:

Узел 2:

Узел 3:

Узел 4:

Узел 1:

8. Расчёт установившегося режима электрической сети

При выполнении расчёта заданными считаются:

1. Уровень напряжения на шинах районной подстанции (в узле 1) и на шинах ТЭЦ (в узле 2) в период наибольшей нагрузки ;

2. Приведённые к стороне ВН мощности нагрузок в узлах ;

3. Мощность ТЭЦ на стороне ВН ;

4. Параметры линий электропередачи, которые определяются по погонным сопротивлениям и , проводимости (табл.5) [1] и длинам линий L: .

Находим параметры ЛЭП:

Для ЛЭП 1-3:

Для ЛЭП 2-3:

Для ЛЭП 2-4:

Для ЛЭП 1-4:

Для расчёта установившегося режима составим схему замещения электрической сети с мощностями узлов, приведёнными к стороне ВН. (рис.11)

Рис.11

При расчёте замкнутой сети сначала определим предварительно (без учёта потерь) распределение мощностей:

=

=

Для проверки правильности расчётов проверим условие:

Условие выполняется следовательно, расчёт мощностей головных участков выполнен правильно Мощности отдельных участков выполняем по первому закону Кирхгофа:

Потоки мощности направлены в обратные стороны, на что указывает знак минус.

Рис.12

В результате расчёта предварительного распределения мощностей определяем узел потокораздела им становятся узлы 2,3 и 4. По узлу потокораздела 2 схему делим на два магистральных участка: 1-3-2 и 1’-4-2. Участок 1-3-2 делим то же на два магистральных участка по узлу 3, участок 1’-4-2 делим по узлу 4.

Расчёт разомкнутых схем выполняем в два этапа. На первом этапе определяем уточнённое потокораспределение в сети. Расчёт ведём при напряжении сети, равном :

Мощность в конце линии 13:

мощность в начале линии составит:

Мощность в конце линии 23:

мощность в начале линии составит:

Мощность в конце линии 24:

мощность в начале линии составит:

Мощность в конце линии 1’4:

мощность в начале линии составит:

Мощность требуемая от источника узла 1, определяем по первому закону Кирхгофа:

мощность от источника 2 в линию 23:

мощность от источника 2 в линию 24:

мощность от источника 1’:

На втором этапе расчёта определяем напряжения в узлах сети. Напряжение в центре питания (на узловой подстанции, узел 1 и на шинах ТЭЦ узел 2) в режиме наибольшей нагрузки составляет , тогда падение напряжения составит:

В ЛЭП 1-3:

модуль напряжения в узле 3 составит:

напряжение в узле 3 при учёте только продольной составляющей падения напряжения составит:

Видно, что влияние поперечной составляющей падения напряжения в сети 220 кВ незначительно . В дальнейшем при расчёте напряжений с целью упрощения будем учитывать только продольные составляющие падения напряжения, называемую потерей напряжения.

В ЛЭП 2-3:

В ЛЭП 2-4:

В ЛЭП 1’-4:

Ограничимся в расчётах одной итерацией. Некоторое отличие напряжений узлов 3 и 4 вычисленных для левых и правых частей схем можно объяснить пренебрежением поперечной составляющей падений напряжения и ограничением расчётов одной итерацией. В дальнейших расчётах будем полагать, что напряжение в узле 3 составляет и напряжение в узле 4 составляет .

9. Регулирование напряжения

Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов.

Расчёт напряжения на вторичной обмотке трансформаторов рассмотрим на примере узла 3, схема замещения которого приведена на рис.13.

Рис.13

Потеря напряжения в двух трансформаторах узла 3 составит:

где

напряжение на вторичной обмотке трансформатора приведённое к первичной:

действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:

Для узла 4:

где

действительное напряжение на вторичной обмотке трансформаторов при номинальном коэффициенте трансформации:

Условие и при номинальных коэффициентах трансформации не выполняется, тогда необходимо РПН трансформаторов перевести с нулевого ответвления на требуемое ответвление Uотв.т. обеспечив на вторичной обмотке трансформатора напряжение не ниже 10,5 кВ.

Напряжение требуемого регулировочного ответвления:

Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего - го стандартного значения:

Для узла 4:

Полученное напряжение требуемого регулировочного ответвления округляем до ближайшего - го стандартного значения:

Требование и выполняется.

10. Расчёт конструктивной части ВЛ

Расчётные климатические условия:

II – район по гололёду (максимальная толщина стенки гололёда ) [4]

II – район по скоростному напору ветра (максимальный напор ветра ) [4].

На основании исходных данных из приложения 4[3] предварительно выбираем промежуточную одноцепную, бетонную опору на напряжение 220 кВ типа ПБ 220-1. Габаритный пролёт для этой опоры с проводом АС-240 составляет . Расчётный пролёт принимается равным Геометрические размеры опоры из прил.3 [3].

Удельные нагрузки на провод:

Из таблицы физико-механических характеристик проводов (прил.1 [3]) находим вес одного километра провода:

и диаметр провода марки АС-240 , тогда

, где р₁ – удельная нагрузка от собственного веса провода , F- его сечение