Мой диплом (1230105), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В проекте применяю автоматическое устройство компенсацииреактивной мощности (АУКРМ) серии ВАРНЕТ qном = 300, 450, 1200, 4500кВАр.Число конденсаторов М, шт., соединяемых последовательно, зависит от номинального напряжения КУ и конденсаторов, разброса емкости рядовконденсаторов, а также от нагрева конденсаторов высшими гармониками исолнечной радиацией:M1,03 U ш b,u ном.с(3.1)где 1,03 - коэффициент, учитывающий разброс емкости рядов конденсаторов;UШ - номинальное напряжение на шинах, к которым подключено КУ, принимаемое 10,5 кВ; uном.с - номинальное напряжение одного конденсатора,принимаемоеравнымкВ;10,5b-коэффициент,учитывающийдополнительный нагрев конденсаторов высшими гармониками и солнечнойрадиацией:13b1k 323kk,(3.2)где k - номер гармоники;k-относительное содержание k-й гармоники тока вКУ.Полученное значение М округляется до большего ближайшего целогочисла.Числопараллельных(цепочек)КУопределяетсянеобходимойреактивной мощностью установки и типом применяемых конденсаторов:NQ КУ x c MU ш 103,(3.3)где xc - емкостное сопротивление одного конденсатора, Ом,xc2u ном.с.q ном(3.4)Значение N округляется до ближайшего целого числа.От выбранного числа параллельно и последовательно соединенных конденсаторов зависит установленная мощность QКУ.уст кВАр и емкостное сопротивление батареи конденсаторов ХC, Ом:QКУ.устXCqном M N;(3.5)M.N(3.6)xcЖелательно, чтобы установленная мощность QКУ.уст была несколько больше,чем требуемая мощность КУ QКУ .Результатырасчетов параметров КУ в системеопределенные по формулам (3.1)-(3.6), сводим в таблицу 3.1.Пример расчета для подстанции Солони:24электроснабжения,b0,0962131,001,M0,024250,01145270,00232110,0012131,03 10,5 1,0011 принимаем M 1,1,1 10,510,52 103300xcN0,0082529276 367,5 1367,5 Ом,0,86 принимаем N 1,10,52 103QКУ.уст 300·1·1=300 кВАр,XC367,51367,5 Ом.1Таблица 3.1 - Параметры компенсирующих установокПодстанцииАлонкаН-УСолониАУКРМ- АУКРМАУКРМ10,5-300- 10,5-450010,5-300ВАРНЕТ- ВАРНЕТВАРНЕТ-АААПараметры компенсирующихУстановокТип конденсаторовМощность конденсатора установки,кВАрЧисло последовательных установок M,шт.Число параллельных установок N, шт.Сопротивление установок XC, ОмУстановленная мощность КУ QКУ.уст ,кВАрПараметрыустановокна30045003001111367,5124,51367,53004500300остальных(Приложение В).25подстанцияхприведеныв4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД ВТРАНСФОРМАТОРАХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙУстановки параллельной (поперечной) емкостной компенсации (КУ)являютсянаиболеедешевымиэффективнымсредствомкомпенсацииреактивной мощности и энергии в системах электроснабжения.
В результатекомпенсаций реактивной мощности при использовании КУ наблюдаются такжеследующие положительные явления:- снижаются потери мощности и энергии в трансформаторах подстанций иЛЭП;- уменьшается несинусоидальность и несимметрия напряжений и токов;- повышается уровень напряжения на шинах подстанций. Но этот факторявляется положительным только в режиме максимальных нагрузок.Поэтому можно сделать следующий вывод.Компенсирующиеустановкиявляютсяэффективнымсредствомэнергосбережения и повышения качества электроэнергии.В проекте производится анализ влияния КУ на потери электроэнергии загод в трансформаторах подстанций и ЛЭП системы внешнего электроснабжения. Существует достаточно многометодик расчета потерьэлектроэнергии в системах электроснабжения [7]. В проекте используется такназываемый метод среднегодовых нагрузок [5,7].4.1Расчет действующих значений токов в обмотках трансформаторовподстанцийТак как нагрузка симметричная, то расчѐт ведѐтся по значениямдействующих значений фазных токов.Расчет токов определяют по ежемесячным расходам активной и реактивнойэнергии за год по подстанциям (Приложение А).
Величины токов приводятся кшинам высокого напряжения с учетом соединения обмоток трансформатора26подстанции. Все нижеследующие расчеты выполняются для двух вариантов:первый вариант - без КУ, второй вариант - с включением КУ на подстанции спараметрами, определенными в разделе 3. Находим значения активных иреактивных токов для каждой подстанции без КУ и с включением КУ поформулам:Iп / ст.аIп/ст.рWPгод8760 U номWQгод3;(4.1)Q КУ.полн Т КУ8760 U ном3,(4.2)где TКУ - время работы КУ ч/год; ТКУ = 7000-8000 ч/год при постоянномвключении КУ.При определении токов без КУ значение QКУ.пол принимается равным 0.4.2 Определение углов сдвига фазы между током и напряжением фазыПри выполнении дальнейших расчетов необходимо знать значения угловсдвига фазы между средним током и напряжением плеча питания, гр.
эл.:_arctgIрIa;(4.3)По результатам расчетов по формулам (4.1)-(4.3) составлена таблица 4.1значений всех токов и углов сдвига фазы для всех подстанций без КУ и свключением КУ.Пример расчета для подстанции Новый Ургал:27Iп/ст.аI'п/ст.рКУ77,62 А,(39112370 4500 7000)14,33 А,8760 35 3Iп/ст.рКУ412203418760 35 3391123708760 35 3arctgarctg73,65 А,14,3310,5 градусов,77,6273,6577,6243,5 градусов.Таблица 4.1- Результаты расчета токов фазы А.ПараметрАктивный ток, АРеактивный ток, АДействующий ток, Аугол сдвига фазы, град.Активный ток, АРеактивный ток, АСредний ток, Аугол сдвига фазы, град.АлонкаНовый УргалКУ отключено12,8477,6212,3753559573,651458212,84+j12,3877,6+j73,6543,9543,5КУ находится в работе12,8477,627,8614,3312,84+j7,8677,62+j14,3331,510,5Солони5,65,564717185,6+j5,5644,835,61,65,6+j1,616,04Так как расчѐт производился по фазе А, нужно найти значение для двухдругих фаз В и С.
Для фазы В комплексное значение тока. А, равно__0IBI A e j(-120 ) ;__(4.4)для фазы С:IC0I A e j(120 ) ;28(4.5)По результатам расчетов по формулам (4.4)-(4.5) составлена таблица 4.2комплексных токов в фазах обмотки ВН трансформатора подстанции.Пример расчета для подстанции Новый Ургал без КУ:_IBj12,38) e(12,84j12,38) e j120 =4,3_ICj120(12,84= -17,14j4,9 А,j17,3 А,Проверка (Σ I=0):___IA + IB + IC12,84j12,38 4,3j17,31 17,14–j4,93 =0 А.Таблица 4.2- Результаты расчета токов обмоток ВН подстанцииПараметр-фаза А-фаза B-фаза С-фаза А-фаза B-фаза САлонкаНовый УргалКУ отключеноТок фазы, A:12,84-j12,3877,62-j73,65-17,14-j4,9-102,6-j30,44,3+j17,324,97+j104,05КУ отключеноТок фазы, A:12,84-j7,8677,62-j14,33-13,2-j7,2-51,22-j60,060,38+j15,04-26,4+j74,39Солони5,6-j5,56-7,62-j2,12,1+j7,635,6-j1,61-4,19-j4,04-1,4+j5,654.3 Определение среднегодовых потерь мощности в трансформаторахподстанцийИзвестно, что потери мощности в трансформаторах складываются из потерьхолостого хода (постоянные потери) и нагрузочных потерь (переменныепотери).
Постоянные потери определяются паспортной величиной потерьмощности холостого хода трансформатора29P0пост , значением напряжения навводах трансформатора U Т и числом включенных трансформаторов N Т .С небольшой долей погрешности в проекте для упрощения можно принятьUТUном . В этом случае суммарные постоянные потери мощности длягруппы трансформаторных подстанций равныPnпостi 1P0пасп N Тi ;(4.6)Так как в проекте используется метод среднегодовых нагрузок, а в качественагрузок используются токи в обмотках, то переменные потери в трансформаторах i подстанции, кВт, рассчитываются по выражениюPiперI AiPкN Тi22Iном.тi,(4.7)где Iном.Т - номинальный ток в обмотке ВН трансформатора i-й подстанции, А;I™A - модуль тока фазы А обмотки ВН трансформатора подстанции, А.Суммарные переменные потери в трансформаторах для группы подстанцийравныPперni 1Piпер ;(4.8)На основании расчетов по формулам (4.6)-(4.8) определяют потери активной электроэнергии в трансформаторах, кВт ч/год, по формулеТWгодPперPпост308760;(4.9)Определяютсятакжепотериактивнойэлектроэнергиизагодвкомпенсирующих установках, которые складываются из диэлектрическихпотерь в конденсаторах.Потери активной мощности в силовых конденсаторах, кВт равны [6]PCгде tg2b IКУ10 3 ,XC tg(4.10)- тангенс угла диэлектрических потерь: для конденсаторов tg=0,0012;IКУUш.XC(4.11)Потери электроэнергии в КУ группы подстанций за год, кВт ч/год равныКУWгодn8760PCii=1НаоснованииполученныхPтпостiрезультатовPтпер ;iпотерь(4.12)электроэнергиивтрансформаторах и КУ группы подстанций определяем количество сэкономленной электроэнергии в трансформаторах подстанций.Пример расчета для подстанции Новый Ургал с КУ:Pпост3,610,27,236 10,25,1 10,25,1 10,26,7 118,3 кВт,Iн.т1Sн.т1 1033 Uн16 103=251,3 А,3 36,75313,6 10,285P 1=2перP перТWгод1072=7,7 кВт,251,3249,5 кВт,(118,3+49,5) 8760= 1469539 кВт ч,10500=428,6 А,24,5IКУPC1 24,5 0,0012 1,001 428,62 10-3 = 5,51 кВт,Pрпост1Pрпер185218 2 =36 кВт,79251,32= 4,2 кВт.Результаты расчетов по формулам (4.6)-(4.12) сведены в таблицу 4.3Таблица 4.3 - Результаты определения потерь на подстанцияхПотериАктивной мощности в трансформаторах, кВт:-постоянные-переменные при отключенных КУ-переменные при включенных КУСуммарной активной мощности втрансформаторах без КУ, кВтСуммарной активной мощности втрансформаторах при КУ, кВтСуммарной энергии за год в трансформаторахбез КУ, кВт.ч/годСуммарной энергии за год в трансформаторахпри КУ, кВт.ч/годАктивной мощности в конденсаторах КУ, кВтСуммарные активной мощности в КУ, кВт32АлонкаНовыйУргалСолони10,22,71,9367,74,210,21,280,749,530,41469539,0581386552,4930,365,419,560,365 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД В ЛИНИЯХЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИПотери активной электроэнергии в ЛЭП в проекте также рассчитываютметодом среднегодовых нагрузок [7], используя в качестве исходных данныхзначения токов фаз обмотки ВН трансформаторов.5.1 Расчет значений фазных токов, протекающих по участкам линииэлектропередачиПри определении токов на участках ЛЭП емкостные (зарядные) токи неучитываются, так как класс напряжения 35 кВ.Для определения токов на участках ЛЭП (рисунок 5.1) используемграфоаналитический метод расчѐта [Приложение Г].ИП2ИП3l2ИП4l6ИП5ИП6l13l9ИП8l15l18l12ИП1l3 l4l1abl5cl7dl8el10fl11gl16l14hijl17ИП7klРисунок 5.1 - Схема для определения токов в ветвяхВыберемдлянаправленногографа(рисунке5.2)вкачествебалансирующего узел m, после чего составим матрицы инциденций M и N,матрицы сопротивлений в ветвях и диагональной матрицы сопротивлений.Матрица M содержит количество строк, равное количеству узлов безбалансирующего и количество столбцов, равное количеству ветвей.
Элементыматрицы M принимают три значения: если узел является началом вершиной33ветви, то элемент матрицы mij=+1, если конечной, то mij=-1, а если узел неявляется вершиной ветви, то mij=0. Матрица N содержит столбцов столько,сколько ветвей, а строчек – сколько независимых контуров. Ее элементы такжемогут принимать три значения: если ветвь входит в контур и их направлениясовпадает, то mij=+1, если ветвь входит в контур и их направления несовпадает, то mij=-1, если ветвь не входит в контур, то mij=0.ab3c4d57Ie68II21IIIf109mIV1217VI17l15kVg1311h16 j14 iРисунок 5.2 – Схема направленного графаДалее строим матрицу сопротивлений и диагональную матрицусопротивлений, сопротивление энергосистемы не учитывается в связи сбольшим количеством параллельных ветвей и относительно небольшимнапряжением энергосистемы, также при двухцепных линиях сопротивленияуменьшаются вдвое. Находим матрицу узловых проводимостей путѐмперемножения перемножения матрицы М, обратной матрицы сопротивленияветвей и транспонированной матрицы М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
