Проектирования участка электрической сети

.

С целью снижения потерь мощности и энергии в сети произведен расчет работы сети с одним трансформатором. Полная нагрузка подстанции в этом режиме:

 

Активные потери мощности с учетом работы одного трансформатора:

 

Активные потери с учетом работы двух трансформаторов:

 

Из данных двух уравнений, приравнивая их правые части, найдена мощность нагрузки при которой потери одинаковы:

Так как мощность нагрузки в минимальном режиме меньше ( ), то используется в работе только один трансформатор ( другой отключен).

Схема замещения участка электрической  сети в режиме минимальных нагрузок имеет следующий вид:

В режиме минимальных нагрузок активная и реактивная мощности в конце сети с напряжением :

,

 

В режиме минимальных нагрузок активная и реактивная мощности в начале трансформатора с напряжением :

, ,

где и - активные и реактивные переменные потеримощности в трансформаторе.

Тогда:

,

Определим переток мощности:

,

.

Активная и реактивная мощности в конце линии равны:

,

.

 

Потери активной и реактивной мощности в линиях в режиме минимальной  нагрузки:

 

Тогда активная и реактивная мощности в начале линии равны:

,

Напряжение на шинах подстанции А в режиме минимальных нагрузок по заданию:

.

Потеря напряжения на линии:

;

 

Тогда напряжение равно:

 

Потеря напряжения в трансформаторе:

.

Тогда напряжение равно:

Напряжение на шинах подстанции ( ) равно:

;

При n=0 напряжение :

3. Послеаварийный режим.

 

Послеаварийный режим возникает  при отключении одной цепи воздушной  линии при максимальной нагрузке.

Схема замещения участка электрической  сети в послеаварийном режиме имеет  следующий вид (увеличились сопротивления линии в 2 раза):

Активная и реактивная мощности в конце линии равны:

,

.

 

Потери активной и реактивной мощности в линии в режиме максимальной нагрузки:

 

Тогда активная и реактивная мощности в начале линии равны:

,

Напряжение на шинах подстанции А в послеаварийном режиме по заданию:

.

Потеря напряжения в линии:

;

 

Тогда напряжение равно:

 

Потеря напряжения в трансформаторах:

.

Тогда напряжение равно:

Напряжение  равно:

;

При n=0 напряжение на шинах 10 кВ подстанции :

В результате расчетов установлено, что потери мощности в линиях и трансформаторах растут при увеличении нагрузки. Послеаварийный режим является «тяжелым» для работы системы в целом. В данном случае предполагается отключение одной цепи, в результате чего нагрузка на оставшуюся в работе линию возрастет в два раза. В этом случае увеличиваются и потери мощности в линии по сравнению с работой сети в режиме максимальных нагрузок.

Необходимо оценить уровни напряжения на шинах 10 кВ подстанции во всех режимах  работы и, если необходимо, то принять  меры по обеспечению качества напряжения потребителям, получающим электроэнергию от этой подстанции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Регулирование напряжения на подстанции изменением коэффициента трансформации силовых  трансформаторов

 

На шинах напряжением 6-20 кВ подстанций, к которым присоединены распределительные  сети (потребители), устройства регулирования должны обеспечивать подержание напряжения в пределах:

• в режиме максимальных нагрузок – не ниже 1,05 U_ном;
• в режиме минимальных нагрузок – на уровне U_ном.

В послеаварийных режимах целесообразно, если имеется техническая возможность, поддерживать напряжение на уровне1,05 U_ном, как в режимах максимальных нагрузок.

Анализ уровней напряжений показал :

1. Напряжение на шинах 10 кВ подстанции, работающей в режиме максимальной нагрузки, удовлетворяет требованиям, т.е.
2. Напряжение на шинах 10кВ подстанции, работающей в режиме минимальной нагрузки, не удовлетворяет требованиям, т.е.

В режиме минимальной нагрузки напряжение на шинах подстанции 10кВ должно быть равно:

Изменен коэффициент трансформации  при условии, что  :

.

Проверка:

 

 

3. Напряжение на шинах 10кВ подстанции, работающей в послеаварийном  режиме нагрузки, удовлетворяет требованиям, т.е.

 

Поддержание рабочего напряжения в  сети на предельно допустимом высшем уровне рационально с точки зрения снижения потерь мощности и электроэнергии. Для этого необходимо располагать  достаточным арсеналом регулирующих устройств и обеспечить баланс реактивной мощности в основных узлах сети. С точки зрения обеспечения требований на вторичных шинах понижающих трансформаторов необходимо добиться напряжения 1,05÷1,1 от номинального значения для режимов максимальной нагрузки и номинального значения для режимов минимальной нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Определение потерь электроэнергии в линии и трансформаторах и анализ их структуры

 

Потери энергии в сети определены по времени наибольших потерь. Этот метод позволяет определить потери энергии с некоторой погрешностью и используется при отсутствии графиков нагрузки (при проектировании) /5/.

Из режима максимальной нагрузки:

• Потери активной мощности в трансформаторах:

;

• Потери активной мощности в линиях:

;

• Потери активной мощности в сети:

;

 

Потери в сети в процентном выражении:

.

Потери  электроэнергии в трансформаторах:

,

где  , - время максимальных потерь;

;

 

Тогда, время максимальных потерь равно:

 

Тогда потери энергии в трансформаторах за год:

.

Потери электроэнергии в линиях электропередачи равны:

;

Общие потери электроэнергии в сети равны:

.

 

 

 

Потери электроэнергии в трансформаторе в процентном соотношении равны:

 

Постоянные потери в трансформаторе в процентном соотношении:

 

Переменные потери в трансформаторе в процентном соотношении:

 

Потери электроэнергии в линии  электропередач в процентном соотношении  равны:

 

Общие потери электроэнергии в сети в процентном выражении:

 

Из расчетов видно, что потери энергии  в трансформаторе больше потерь энергии  в линиях. Также следует обратить внимание на то, что потери энергии  в линиях составляют 0,14% от общих  потерь, что считается приемлемым. Потери энергии в трансформаторах равны 0,76 %, что также не превышает норму.

 

 

 

 

 

 

                                      8.Выбор схемы подстанции

 

Схема РУ-110 подстанции принята типовой  по /2,рис.4.10,а/ «Два блока с выключателями  и неавтоматической перемычкой со стороны  линий». РУ-10 кВ выполнено по схеме «Одна секционированная система шин» по /2, рис.4.9 (1)/.

 

 

 

                           

 

 

 

 

 

 

                   

                      9.Технико-экономические показатели

 

Коэффициент полезного действия передачи электроэнергии (средневзвешенный):

.

Коэффициент полезного действия передачи электроэнергии (максимальный):

.

 

Себестоимость электроэнергии равна:

,

где - эксплуатационные расходы;

;

где - затраты на возмещение электроэнергии; - затраты на содержание электрической сети.

,

где а_НОРМ - отчисления на ремонт на сети в % ( а_НОРМ = 2,5%); К_сети – первичная стоимость оборудования подстанции и ЛЭП;

,

где К_ПС - стоимость оборудования подстанции /9/:

,

 

В стоимость распределительного устройства высшего напряжения входит стоимость двух блоков с выключателями со стороны трансформатора  и ремонтной перемычкой со стороны линии [2,табл.7.15] с учетом индексации цен

.

                          Крувн = 198 тыс.руб. х 45 =  8910 тыс.руб.

 

Стоимость распределительного устройства низшего напряжения:

Стоимость трансформатора /2,табл.7.17/:

Постоянная часть затрат по подстанциям  /9/:

,

К_ЛЭП – стоимость линии электропередач:

,

К_ЛО зависит от района ОЭС, сечения провода, напряжения и вида опор /2,табл.7.5/.

Откуда:

 

,

где - тариф на передачу электроэнергии, принимаем ; - общие потери электроэнергии в сети,

 

Себестоимость передачи электроэнергии равна:

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовой работе выполнен проект участка  электрической сети напряжением 110 кВ Волго-Вятского района РФ, в котором  на подстанции приняты к установке  два трансформатора ТДН-16000/110.

Связь проектируемой подстанции с  существующей подстанцией А осуществляется двухцепной воздушной ЛЭП, выполненной проводом АС-70/11.

Выполнены расчеты установившихся режимов сети: максимальных (наибольших) нагрузок, минимальных (наименьших) нагрузок и послеаварийного режима с целью  оценки режимных параметров.

Качество напряжения в сети обеспечивается с помощью РПН силовых трансформаторов  изменением коэффициентов трансформации. В режиме максимальных нагрузок напряжение на шинах 10 кВ подстанции поддерживается на уровне 10,67 кВ (n=0), в режиме минимальных нагрузок- 10 кВ (n= +1  ), в послеаварийном режиме- 10,62 кВ (n= 0).