Мой диплом (1230111), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Вданном проекте мы будем пользоваться последним, ввиду отсутствия полнойинформации по схемным и режимным параметрам СВЭ и ТП, а также испециальных программных средств. В то время как для расчетов поупрощенному методу для СВЭ достаточно иметь данные по входномусопротивлению каждой подстанции и параметры ТП.2.1 Расчет входного сопротивления подстанцийРасчет входного сопротивления каждой подстанции до шин 10 кВ ведетсяна основании схемы внешнего электроснабжения, параметров ЛЭП ипараметров подстанций.Из задания мы имеем схему СВЭ, приведенную на плакате (ДР 23.05.05022 001).Для определения входных сопротивлений трансформаторных подстанцийиспользуем метод преобразования электрических сетей. Поскольку сетьоднородна, т.е.
r / x const , можно записать z z 0 l , что позволяет оперироватьдлинамиучастковСВЭ.Крометого,мыпренебрегаемемкостнымипроводимостями на землю.Согласно заданию, мы имеем тип проводника ЛЭП АС-70 r0 =0,422 Ом/км,х0 =0,432 Ом/км.17ИП2ИП3l2=10ИП4l6=17ИП5ИП6l13=20l9=14ИП8l15=17l18=4l12=7ИП1l1=2355 63 38123534575506527l14=3689351011ИП71112Рисунок 2.1 - Схема для определения zвх1Lвх1 = 4,06 км,zвх1= Lвх1 (r0 +jx0)= 4,06 (0,422+j0,432) =1,71+j1,75 Ом.Аналогично определяем входное сопротивление других подстанцийLвх2=49,9 км,zвx2= Lвх2 (r0 +jx0)=21,05+j21,55 Ом.По результатам расчѐтов составлена таблица 2.1.Таблица 2.1- Результаты расчета входного сопротивления линииПодстанцияАлонкаНовый УргалСолониСулукГербиДжамкуАмгуньПостышевоЭворонГоринХурмулиТырмаz0Lвх4,0649,8982,787,7893,316,4249,826,8716,086,369,814,000,422+j0,43218zвх1,71+j1,7521,05+j21,5534,9+j35,83,3+j3,639,4+j40,32,7+j2,821+j21,52,9+j3,6,8+j6,92,7+j2,84,1+j4,21,69+j1,732.2 Определение сопротивлений трансформаторов трансформаторныхподстанцийПолное сопротивление трансформаторов i-й подстанции находится последующему выражению:ZТ2Uномuk;100 Sном.Т NТ(2.1)активное и индуктивное сопротивления равныRТPkSном.Т 103ZТ2XТ2U ном;Sном.Т NТ(2.2)R Т2 ,(2.3)где u k - напряжение короткого замыкания между обмоткой ВН и обмоткой ННтрансформатора трансформаторной подстанции, %; U ном - номинальное напряжение системы внешнего электроснабжения, кВ (35 кВ); Sном.Т-номинальная мощность трансформатора трансформаторной подстанции, МВА;N Т - количество работающих трансформаторов на подстанции;Pk - потеримощности короткого замыкания, кВт.Входное (узловое) сопротивление i-й трансформаторной подстанции до шин10 кВ определяется по упрощенной методике [4]:Zвх10.i(2 Zвх.i2 ZТ.i )3 10,5Uном2Пример расчета входного сопротивления для подстанции Новый Ургал:ZТ10 352100 16 2194,22 Ом,(2.4)RТXТZвх10 (НВ)2 (21,0516 10335216 20,22 Ом,4, 2220, 2224, 215 Ом,j4,21)3 10,53585j51,55) 2 (0,22210,42j12,62 Ом.Результаты расчетов по формулам (2.1) – (2.4) занесены в таблицу 2.2.Таблица 2.2- Результаты расчета входного сопротивления до шин 10 кВПодстанцияАлонкаНовый УргалСолониСулукГербиДжамкуАмгуньПостышевоЭворонГоринХурмулиТырмаМощность,МВА2,5161,61,61,61,61,611,6114КоличествоZ Т , Ом22212121212115,9254,22050781324,882812549,76562524,882812549,76562524,882812579,62524,882812579,62539,812514,1796875Zвх10 ,Ом2,5+j10,410,4+j12,624,4+j35,59,3+3j0,627+j38,29+j30,216,1+j2714,8+j47,17,7+j18,414,7+j46,978,99+j25,13,1+j15,22.3 Выбор мощности компенсирующих установокВнастоящеевремяКУвсистемеэлектроснабжения35/10кВустанавливаются только на шинах 10 кВ трансформаторных подстанций.Мощность КУ в кВАр на шинах 10 кВ i-й подстанции определяется всоответствии с [4]:20QКУiQiгод1nR вх10.ii 1nQiгодQ КУn,1(2.5)i 1 R вх10.iгде Qiгод - среднее значение за год реактивной мощности i-й подстанции, кВАр;R вх10.i - активное входное сопротивление до шин 10 кВ i-й подстанции, Ом.Пример расчѐта для подстанции Алонка:Q1годQ КУ175012,5368174108760750,2 кВАр,750,2 4464,9 337,3 411,8 203,8 537 14212,53110,42124,419,32158,9 514 468 278,4 1555,5 7513,41111114,79 7,7 14,66 8,99 3,14127,0218,98116,1158,9 кВАр,По результатам расчетов по формулам (2.5) составлена таблица 2.3.Таблица 2.1 – Результаты расчетов мощности КУПодстанцияАлонкаНовый УргалСолониСулукГербиДжамкуАмгуньТырмаСреднее значение за год Мощность КУ в кВАр нареактивной мощности i-йшинах 10 кВ i-йгодподстанции QКУiподстанции Qi750,216158,93654464,8824321,5661337,343276,1008411,837251,5790203,842148,5717536,932370,5892141,99449,48531555,5091079,9039213 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПЕНСИРУЮЩИХУСТАНОВОККонденсаторные установки поперечной компенсации (КУ) имеют сравнительно низкую удельную стоимость, чем другие источники реактивной энергии,малые потери по сравнению с синхронными компенсаторами.Выбор параметров компенсирующих устройств осуществляется согласнометодике, изложенной в [6].Установки поперечной компенсации комплектуются из конденсаторов с номинальнымнапряжением10,5кВ,соединяемыхпоследовательноипараллельно.
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:13bk1k 322k,(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, 0м:QКУ.устXCqном M N;(3.5)M.N(3.6)xcЖелательно, чтобы установленная мощность QКУ.уст была несколько больше,чем требуемая мощность КУ QКУ .Результатырасчетовпараметров КУ в системеэлектроснабжения,определенные по формулам (3.1)-(3.6), сводим в таблицу 3.1.Пример расчета для подстанции Солони:b0,0962131,0010,024250,0114527230,00825290,00232110,001213,M1,03 10,5 1,0011 принимаем M 1,1,1 10,510,52 103300xcN276 367,5 10,86 принимаем N 1,10,52 103300·1·1=300 кВАр,QКУ.устXC367,5 Ом,367,51367,5 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 ,кВАр30045003001111367,5124,51367,53004500300Параметры установок на остальных подстанциях приведены в (ПриложениеВ).Кромеконденсаторовкоммутационнаяаппаратура,вустановкуизмерительныеАУКРМ-ВАРНЕТтрансформаторывходяттокаинапряжения, устройства релейной защиты и автоматики, ОПН для защиты отперенапряжения [6].244 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ГОД ВТРАНСФОРМАТОРАХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙУстановки параллельной (поперечной) емкостной компенсации (КУ)являютсянаиболеедешевымиэффективнымсредствомкомпенсацииреактивной мощности и энергии в системах электроснабжения.
В качестведополнительного источника реактивной мощности, служащего для обеспеченияпотребителя реактивной мощностью, сверх того количества, которое возможнои целесообразно получить от энергосистемы, и от синхронного двигателяимеющихся на предприятии устанавливаются конденсаторные батареи (КБ).Электроустановка, предназначенная для компенсации реактивной мощности.Конструктивно представляет собой конденсаторы, обычно соединенные посхеме «треугольник» и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью,и устройство управления ими. Устройство управления чаще всего способноавтоматически поддерживать заданный коэффициент мощности на нужномуровне переключением числа включенных в сеть ступеней. 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 много25методик 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 трансформатораподстанции.
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;Q КУ.полн Т КУ8760 U ном3(4.1),(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 углов26сдвига 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:Iп/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.27Таблица 4.1- Результаты расчета токов фазы А.ПараметрАлонкаНовый 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+j14,3331,510,5Активный ток, АРеактивный ток, АДействующий ток, Аугол сдвига фазы, град.Активный ток, АРеактивный ток, АСредний ток, Аугол сдвига фазы, град.Солони5,65,564717185,6+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__IB0I A e j(-120 ) ;(4.4)для фазы С:__IC0I A e j(120 ) ;(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:_IB(12,84_IC(12,84j12,38) ej120= -17,14j12,38) e j120 =4,3j4,9 А,j17,3 А,Проверка (Σ I=0):___IA + IB + IC12,84j12,38 4,328j17,31 17,14–j4,93 =0 АТаблица 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).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
