Министерство энергетики Российской Федерации Управление по комплектованию и подготовке кадров

Иркутский энергетический колледж

Дипломный проект

Расчет районной электрической сети 110 кВ

Иркутск 2009

Содержание

Введение

1. Выбор трансформаторов и расчет приведенных мощностей

2. Расчет разомкнутой сети в режиме максимальных нагрузок

2.1 Распределение приведенных мощностей по линиям разомкнутой сети

2.2 Выбор проводов

2.3 Расчет параметров линии

2.4 Расчет потоков мощности по звеньям разомкнутой сети

3. Расчет замкнутой сети в режиме максимальных нагрузок

3.1 Распределение приведенных мощностей по линиям замкнутой сети

3.2 Выбор проводов

3.3 Определение параметров линии и расчетных нагрузок в узлах замкнутой сети

3.4 Распределение расчетных нагрузок по линии замкнутой сети

3.5 Расчет потоков мощности по звеньям замкнутой сети

4. Технико-экономическое сравнение вариантов схемы сети

4.1 Выбор схемы электрической сети

4.2 Расчетные затраты разомкнутой сети

4.3 Расчетные затраты замкнутой сети (вариант 2)

4.4 Сравнение вариантов по расчетным затратам и выборов оптимального

5. Расчет потоков и потерь мощности в оптимальной разомкнуто сети в режиме минимальных нагрузок

5.1 Потери мощности в трансформаторах

5.2 Расчет потоков и потерь мощности в линиях

6. Расчет потоков и потерь мощности в оптимальной разомкнутой сети в послеаварийном режиме

7. Расчет напряжений на типах ПС во всех режимов

7.1 Максимальный режим

7.2 Минимальный режим

7.3 Послеаварийный режим

8. Регулирование напряжения

8.1 Режим максимальных нагрузок

8.2 Режим минимальных нагрузок

8.3 Послеаварийный режим

Список литературы

Приложение

Введение

Дано задание рассчитать районную электрическую сеть номинальным напряжением 110 кв.

Цель расчета – выбрать оптимальную схему электрической сети для электроснабжения потребителей второй II категории.

К электроприемникам II категории относится такие, для которых отключение электроснабжения приводит к массовому недоотпуску продукции, то есть к ущербу и допускается на время включение резерва действиями дежурного персонала.

Для электроснабжения потребителей II категории можно использовать либо разомкнутую сеть с двумя линиями, либо замкнутую сеть с двухцветными линиями, либо замкнутую сеть из одноцветных линий.

В проекте для каждого варианта сети выбирают сечение проводов, силовые трансформаторы м схемы РУ на подстанциях; рассчитываются потери мощности и потери напряжения.

На основе технического сравнения выбирается оптимальный вариант, для которого для которого выполняется электрический расчет в режиме минимальных нагрузок и послеаварийный режим. Для всех режимов осуществляется регулирование напряжения.

1. Выбор трансформаторов и расчет приведенных мощностей

По условиям надежности установим на обеих подстанциях по два трансформатора. Номинальная мощность трансформатора S_ном выбирается таким образом, чтобы в режиме максимальных нагрузок при отключении одного трансформатора на подстанции второй трансформатор взял бы на себя всю нагрузку.

Допускается перегрузка трансформатора на 40% больше его номинальной мощности в течении пяти суток по шесть часов

Подстанция 1.

Дано: В режиме максимальных нагрузок:

Р₁= 42 МВт и cosℓ= 0.9

Из треугольника мощностей определим

S₁= = = 46, 667 МВА;

Q₁= = = 20,242 М_вар

S_ном1= = 33,334 МВА;

Принимаем два трансформатора типа ТР ДН-4000/110/10.

Подстанция 2.

Дано в режиме максимальных нагрузок :

Р₂=15 МВт соsℓ=0,9

S₂= ;

Q₂₌

110кв S_ном

Выбираем два трансформатора типа 10кв ТДН-16000/110/10

S₂= 15+j 7,265

Параметры трансформаторов.

Таблица1

Подстанция

Тип

S_ном

МВА

Пределы

регулир.

Каталожные данные

Расчетные данные

U_ном

U_К

%

Р_к

_КВТ

Р_х

квт

Ix,

%

R_т

О_м

Х_т

О_м

Q_х

квар

ВН

НН

ПС-1

ТПДН- 40000/110/10

40

±9*1,78%

115

10,5

10,5

172

36

0,65

1,4

34,7

260

ПС-2

ТДН-16000/110/10

16

±9*1,78%

115

11

10,5

85

19

0,7

4,38

86,7

112

Приведенная мощность- это мощность на входе в трансформаторы подстанции, включающая заданную нагрузку и потери в трансформаторах.

Для расчета потерь и приведенной нагрузки используем Г-образную схему замещения двух обмоточных трансформаторов.

Подстанция 1.

S_прив1

S_н.зв.1

Rт1=0,7Ом

Хт1=17,35Ом

S1=42+j20,342(МВА)

Sст1=Рст1+jQст1

Подсчитаем параметры схемы замещения:

Активное сопротивление Rт1=

Реактивное сопротивление

Потери мощности в стальном сердечнике:

Активные Р_ст1=Qn*Px=2*36=72квт

Реактивные Q_ст1=nQх=2*260=520_квар

Определим потери в медных обмотках трансформаторов (в сопротивлениях

R_т1 и Х_т1 ),

Потери активной мощности на нагрев

Р_м1=

Потери реактивной мощности

Q_м1=

Поток мощности в начале звена

S_н.зв.1=S1+S_м1= (Р₁+jQ1)+ (P_м1+jQ_м1) = (42+j20,342) + (0,117+j2,858) = 42,117+j23,2(МВА).

Приведенная мощность в узле 1

S_прив1= Sн.зв.1. +Sст1=(42,117+j23,2)+(0,072+j0,52)=42,189+j23,72 (МВА)

Подстанция 2

S_прив2

S_н.зв.2

Rт2

Хт2

S2=15+j7,265

Sст2=Рст2+jQст2

R_т2=

Хт2=

Потери в стали:

Р_ст2=n*Р_х2= 2*19=38Вт;

Q_ст2= nQx2=2*112=224вар

Потери в меди:

Р_м2=

Q_м2=

Поток мощности в начале звена

S_н.зв.2= S₂+S_м2=(15+j7,265)+(0,046+j0,911)=15,046+j8,176 (МВА)

Приведенная мощность в узле 2

S_прив2=S_н.зв.2+S_ст2=(15,046+j8,176)+(0,038+j0,224)=15,084+j8,4 (МВА)

2. Расчет разомкнутой сети в режиме максимальных нагрузок

Из возможных трех вариантов разомкнутой сети возьмем вариант с наименьшей суммарной длиной линий.

Масштаб: 10км в 1см.

ИП

2.1 Распределение приведенных мощностей по линиям разомкнутой сети

S1-2=Sприв.2=15,084+j8,4 МВА

Sип-1=S1-2+Sприв.1=(15,084+j8,4)+(42,189+j23,72)=57,173+j32,12 МВА

2.2 Выбор проводов

Выбор проводов производится:

• По экономической плотности тока j_эк с проверкой.

• По потерям на корону.

• По току допустимому в послеаварийном режиме.

Экономическая плотность тока для Т=3600ч.

Принимается равной: j_эк=1,1.

Линия ИП-1

Iраб_ип-1=

Fэк_ип-1=

Принимаем провод марки АС-150

Проверка по потерям на корону: сечение провода не должно быть меньше допустимого по потерям на корону при Uком=110-70мм²

150мм²>70мм²- условия выполняется.

Проверки по допустимому току в послеаварийном режиме, когда одна цепь отключена и провод второй цепи должен выдержать двойной ток при максимальных нагрузках I_{послеав.}= I_{раб.ип-1}= 345 А.

Допустимый ток по нагреву для сечения 150мм² равен 450А

345 А<450А- условия выполняется.

Линия 1-2

I_раб1-2=

F_эк1-2=

Выбираем АС-70. I_доп(70)=270А

Оба условия выполняются:70мм²=70мм²

91А<270А

2.3 Расчет параметров линии

Для воздушных линий 110кв при расчетах применяется П-образная схема замещения. Составим схему замещения разомкнутой сети, состоящую из двух линий ИП-1 и 1-2.

ИП R_ип1 Х_ип-1 1 R_1-2 Х_1-2

-j -j

-j -j

Sприв.1=42,189=j23,72

Sприв.2=15,084+j8,4

Таблица 2 Параметры линии разомкнутой сети

Линия

Провод

ℓ,км

n

r_0,Ом/км

Rл,Ом

Х_о,Ом/км

Хл,Ом

в₀,

См/км

Вл,

См

Qв,

Мвар

ИП-1

АС-150

44

2

0,198

4,356

0,420

9,24

Х^10-6

2,7

Х^10-6

237,6

2,875

1-2

АС-70

58

2

0,428

12,412

0,444

12,826

2,55

295,8

3,579

Rл_ип1= r₀ l=Ом

Хл_ип-1=x₀ l=Ом

Вл_ип-1=nвl=2*2,7*10 ^-6*44=237,6*10 ^-6 См

Qв_ип-1=Вл_ип-1*U ²_ном=237,6*10 ⁶*110 ²=2,875 Мвар

Rл_ип-1=*0,428*58=12,412 Ом

Rл_1-2=*0,428*58=12,412 Ом

Хл_1-2*0,444*58=12,876 Ом

Вл_1-2=2*2,55*10 ^-6*58=2958,*10 ^-6 См

Qв_1-2=295,8*10 ^-6*110 ²=3,579 Мвар

2.4 Расчёт потоков мощности по звеньям разомкнутой сети

Вычисляем потоки мощности вконце и начале каждой линии, начиная с конца сети.

Sк.зв._1-2=Sприв₂-j=(15,084+j8,4)-jj6,605 (МВ А)

Sн.зв.1-2=Sк.зв.1-2+S1-2=Рк.зв.1-2+jQк.зв.1-

2+

Р_1-2=0,278 МВт;Q_1-2=0,289 Мвар

S_{к.зв.ип-1}=S_н.зв.1-2-j

Sн.зв.ип1=Sк.зв.ип1+Sип1=57,551+j27,387+

Мощность, выдаваемая в сеть от источника питания

S_ип=S_{н.зв.пп-1}-j

3. Расчет замкнутой сети в режиме максимальных нагрузок

ИП

44км

58км

66км

2

1

S_прив1=42,189+j23,72

S_прив.2=15,084+j8,4

Масштаб: 10км в 1см.

3.1 Распределение приведенных мощностей по линиям замкнутой сети.

Потоки мощности в линии кольцевой сети определить сложнее, чем в линиях разомкнутой сети.

Выполняется приближенное потокараспределение по длинам линии следующим образом. Рассекается кольцевая сеть по ИП и представляется линией с двухсторонним питанием:

Определяем потоки на головных линиях:

Проверка:

S_ип-2+S_ип-2=S_прив.1+S_прив.2

(37,065+j20,808)+(20,208+j11,312)=(42,189+j23,72)+(15,084+j8,4)

57,273+j32,12=57,273+j32,12 - ТОЖДЕСТВО

Определяем поток на средней линии 1-2

S_1-2=S_ип-2-S_прив.1

S_1-2=(20,208+j11,312)-(15,08+j8,4)=5,124+j2,912 (МВ А)

3.2 Выбор проводов

Линия ИП-1

Выбираем стандартный провод АС-185

Проверяем условия.

Условия по потерям на корону 185мм²>70мм²- выполняется.

Наибольший послеаварийный ток по линии ИП-1 возникает при отключении другой головной линии ИП-2

Sп.а._ип-1=S_прив.-1+S_прив-2=57,273+j32,12 МВ А

Допустимый ток по нагреву для АС-185 равен 510А

Условия 345<510 А выполняется

Линия ИП-2

Принимаем АС-120

• Условия по потерям на корону выполняется:

  • 120мм²>70мм²

• Условия In.а._ип-2<Iдon выполняется:

  • 345А<345A

Линия 1-2

С учетом минимально допустимого сечения по потерям принимаем АС-70.I_доп=270А

Наибольший Iп.а._1-2 будет при подключении линии ИП-1

• Условие Iп.а._1-2<Iдоп выполняется. 254<170A

3.3 Определение параметров линии и расчетных нагрузок в узлах замкнутой сети

Составим схему замещения замкнутой сети, представленной линией с двухсторонним питанием

ИП^/ R_ипн Х_ип-1 1 R_1-2 Х_1-2 R_ип-2 Х_ип-2 ИП^//

2

Sприв.1=12,08+j6,523

Sприв.2=36,156+j18,974

-j -j

Рассчитаем параметры линии и занесем их в таблицу 3

Таблица 3 Параметры линии замкнутой сети.

Линия

Провод

ℓ,

км

n

r_0,

Ом/км

Rл,

Ом

Х_о,

Ом/км

Хл,

Ом

в₀,

См/км

Вл,

См

Qв,

Мвар

ИП-1

АС-185

44

1

0,162

7,128

0,413

18,172

Х^10-62,75

Х^10-6121

1,464

ИП-2

АС-120

66

1

0,249

16,434

0,427

28,182

2,66

175,56

2,124

1-2

АС-70

58

1

0,428

24,824

0,444

25,752

2,55

147,9

1,79

Рассчитаем в точках 1 и 2 расчетные нагрузки:

3.4 Распределение расчетных нагрузок по линии замкнутой сети

16,434+j28,182

S_{расч .1}=42,189+j22,093 S_расч.2=15,084+j6,443

^{ИП1 1 2 ИП2}

24824+j25,752

Рассчитаем приближенные потоки мощности в линиях без учета потерь мощности в этих линиях. Для этого определим активные и реактивные проводимости и сопротивления:

Р_ип-1=G_{ип`-ип``</sub>(P<sub>расч.1</sub>*R<sub>1-ип``</sub>+Q<sub>расч.1</sub>*Х<sub>1-ип``</sub>+Р<sub>расч2</sub>*R<sub>2-ип``+</sub>Q<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``</sub>)+ +B<sub>ип`-ип``</sub>(Р<sub>расч.1</sub>*Х<sub>1-ип``}-Q_расч.1*R_{1-ип``+</sub>Р<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``}-Q_расч.2*R_2-ип``)= =0,006416832*(42,189*41,258+22,093*53,934+13,084*16,434+6,443*28,182)+

+0,00956252(42,189*53,934-22,093*41,258+15,084*28,182-6,443*16,434)= =0,006416832*3361,664706+0,00956252*1683,121558=

=21,57123766+16,09488356=37,6661

Q_ип-1=B_{ип`-ип``</sub>(P<sub>расч.1</sub>*R<sub>1-ип``}+Q_расч.1*Х_{1-ип``</sub>+Р<sub>расч2</sub>*R<sub>2-ип``+}Q_расч.2*Х_2-ип``) –

-G_{ип`-ип``</sub>(Р<sub>расч.1</sub>*Х<sub>1-ип``}-Q_расч.1*R_{1-ип``+</sub>Р<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``}-Q_расч.2*R_2-ип``)= =0,00956252*3361,664706-0,006416832*1683,121558=

=32,145986-10,800308=21,3457 Мвар.

S_ип-1=37,666+j21,3457

Р_ип-2=G_{ип`-ип``</sub>(P<sub>расч.2</sub>*R2<sub>-ип``</sub>+Q<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``</sub>+Р<sub>расч1</sub>*R<sub>1-ип``+</sub>Q<sub>расч.1</sub>*Х<sub>1ип``</sub>)+ +B<sub>ип`-ип``</sub>(Р<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``}-Q_расч.2*R_{2-ип``+</sub>Р<sub>раёч1</sub>Х<sub>1-ип``}-Q_расч.1*R_1-ип``)=0,006416832(15,084*31,952+6,443*43,924+42,189*7,128+22,093*18,172)+0,00956252(15,084*43,924-6,443*31,952+42,189*18,172-22,093*7,128)= =0,008416832*1467,163488+0,00956252*1065,862484=9,41454+10,19233=19,6069

Q_ип-2=B_{ип`-ип``</sub>(P<sub>расч.2</sub>*R<sub>2-ип``}+Q_расч.2*Х_{2-ип``</sub>+Р<sub>расч1</sub>*R1<sub>-ип``+}Q_расч.1*Х_1-ип``) –

-G_{ип`-ип``</sub> (Р<sub>расч.2</sub>*Х<sub>2-ип``}-Q_расч.2*R_{2-ип``+</sub>Р<sub>расч.1</sub>*Х<sub>1-ип``}-Q_расч.1*R²_-ип``)=

=0,00956252*1467,163488-0,006416832*1065,862484=

=14,02978-6,83946 =7,1903Мвар

Sип-2=Рип-2+jQип-2=19+j7,1903Мвар

Проверка: Sип1+Sип-2=Sрасч1+Sрасч2

(37,666+j21,3457)+(19,607+j7,1903)=(42,189+j22,093)+(15,084+j6,443)

57,273+j28,536=57,273+j28,536 – Тождество

S_ип-1=37,666+j21,346 S_1-2=4,523+j0,747 S_ип-2=19,607+j7,19

^{ИП1 1 2 ИП2}

Поток мощности в линии 1-2 определили по первому

закону Кирхгофа для узла 1.

S_1-2=S_ип-2-S_расч.1=(19,607+j7,19)-(15,084+j6,443)=4,523+j0,747(МВА)

Узел 1 является точкой потокораздела

3.5 Расчет потоков мощности по звеньям замкнутой сети

Уточним потоки мощности в линиях за счет учета потерь мощности в сопротивлениях этих линий. Для этого размыкаем кольцевую сеть в точки потокораздела (в узле 1) и получаем разомкнутую цепь. Далее считаем потоки как для разомкнутой сети.

S_{расч .1}=42,189+j22,093

S_расч.2=15,084+j6,443

S_н.л. S_н.зв. S_к.зв. S_к.зв S_н.зв S_к.зв S_н.зв S_нл.

_{ип-1 ип-1} 1 _{1-2 1-2} 2 _{ип-2 ип-2 ип-2}

ИП

Sк.зв._1-2=S_1-2=4,523+j0,747 (МВА)

Sн.зв._1-2=Sк.зв._1-2+S_1-2= (Рк.зв._1-2+jQк.зв._1-2)+(Р_1-2+jQ_1-2)

Р_1-2+jQ_1-2=

Sн.зв._1-2=(4,523+j0,747)+(0,043+j0,045)=4,566+j0,792(МВА)

Sк.зв._1п-2=Sн.зв._1-2+Sрасч.1=(4,566+j0,792)+(15,084+j6,443)=19,65+j7,235(МВА)

Sн.зв._ип-2=Sк.зв._ип-1+S_ип-1

Sн.зв._ип-2=(19,65+j7,235)+(0,596+j1,021)=20,246+j8256 (МВА)

Sн.л._ип-2=Sн.зв._ип-2-j

Sк.зв._ип-1=S_ип-1=37,666+j21,346(МВА);

Sзв._ип-1=Sк.зв._ип-1+S_ип-1;

S_ип-1=

Sм.зв._ип-1=(37,666+j21,346)+(1,104+j2,815)=38,77+j24,161(МВА);

Sн.л_ип-1=Sн.зв._ип-1-j

S_ип=Sн.л._ип-1+Sн.л._ип-2 =(38,77+j23,429)+(20,246+j7,194)=59,016+j30,623(МВА)

4. Технико-экономическое сравнение вариантов схемы сети

4.1 Выбор схемы электрической сети

Выбор схем РУ подстанции 1 и 2 производиться только на стороне ВН, так как на стороне НН схемы одинаковы для обоих вариантов.

В соответствии с перечнем типовых схем РУ из [3] в замкнутой сети для проходных подстанций примем схему мостика с отделителями и выключателем в перемычки, в разомкнутой сети для узловой ПС-1. В варианте 1 возьмем секстонированную систему шин с обходной, для тупиковой подстанции ПС-2 возьмем схему два блока с отделителями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой между блоками.

а) разомкнутая сеть

110кв АС-150

36км

ИП

ПС-1

АС-

120

42км

ПС-2

б) замкнутая сеть

110кв АС-150

36км

ИП

ПС-2

ПС-1

АС-120

72 км АС-95

42 км

4.2 Расчетные затраты разомкнутой сети

З_расч.=Е_н*К+И,_у.е.

Коэффициент эффективности капиталовложений в энергетики Е_н=0,12Капиталовложения складываются из капиталовложений в линии и подстанции К=К_л+К_пс К_л=К_ип-1+К_1-2

Таблица 4 Капиталовложения в строительство линии

Линия

e, км

Маркапровода

Тип опор

Стоимость 1км линии, тыс. руб.

Стоимость линии, тыс. руб.

ИП-1

44

АС-150

Стальныедвухцветные

24,6

1082,4

1-2

58

АС-70

Стальные двухцветные

21,6

1252,8

К_л=2335,2 тыс. руб.

Капиталовложение в подстанции складывается из капиталовложений в трансформаторы и капиталовложений в распределенные устройства К_пс=К_т=К_ру

Так как трансформаторы в обоих вариантах одинаковы, то их стоимость не следует включать в приведенные затраты. Для определение стоимости РУ на

ПС-1 расчетная стоимость одной ячейки с включателем умножается на количество ячеек. На ПС таких ячеек 7. В расчетную стоимость ячейки включены стоимость выключателя, разъединителей, трансформаторы тока и напряжений и прочего оборудования РУ.

Расчетная стоимость ячейки с масляным выключателем для U_ном=110кв равна 35 тыс. руб. [ 3]

К_{ру пс-1}=35*7=245 тыс.руб.

Схема РУ на ПС-2 представлена двумя блоками с перемычкой и отделителем в цепях трансформаторов. Расчетная стоимость этой схемы при U=110кв равна 30 тыс.руб.

К_{ру пс-2}= 30 тыс.руб.

Итак, стоимость РУ в разомкнутой сети

К_ру=К_рупс-1+К_рупс-2=245+30=275 тыс.руб.

Капиталовложения в разомкнутую сеть

К=К_л+К_ру=2335,2+275=2610,2

Издержки И состоят из издержек на амортизацию, издержек на обслуживание и издержек на потери электроэнергии И=И_а+И_обсл.+И_э,тыс.руб.

Издержки на амортизацию и обслуживание определяется по % от капиталовложений, которые приведены в [3] для линии и подстанции разного напряжения

И_ал+И_обсл==2335,2=65,39 тыс.руб.

И_ил+И_{обсл пс}=

Издержки на потери электроэнергии в линиях

И_э=Ђ*W_лин=0,006*3570,624=21,42тыс.руб

W_лин=Р_лин*Ј=1,74*2052=3570,624МВтч.

Р_лин=Р_ип-1+Р_1-2=1,462+0,278=1,74МВт

Время максимальных потерь Ј=£(Т_мак)

Ј=(0,124+

Издержки для варианта 1

И=(И_ал+И_обсл)+(И_апс+И_{обсл пс})+И_э=65,39+25,85+21,42=112,66 тыс.руб.

Расчетные затраты для варианта 1

З_расч1=0,12*2310,2+112,664=425,9 тыс.руб.

4.3 Расчетные затраты разомкнутой сети (вариант 2)

Таблица 5 Капиталовложения в строительство линий.

Линия

e, км

Марка провода

Тип опор

Стоимость1км линии,

тыс. руб.

Стоимость

линии,

тыс. руб.

ИП-1

44

АС-185

Стальные одноценные

17,4

765,6

1-2

58

АС-70

Стальные одноценные

14,5

841

ИП-2

66

АС-120

Стальные одноценные

15,6

1029,6

К_л=2636,2 тыс.руб К_ру=75*2=150тыс руб

К=2636,2+150=2786,2 тыс.руб.

И_ал

И_апс+И_{обсл пс}=

Р_лин=Р_ип-1Р_1-2+Р_ип-2=1,104+0,043+0,596=1,743МВт

W_лин=Р_лин*Ј=1,743*2052=3576,636МВт.ч

И_э= Ђ*W_лин=0,006*3576,636=21,5 тыс.руб

И=(И_ал+И_обсл.л)+(И_{а пс}+_{Иобсл пс})+И_э=13,8+14,1+21,5=109,4 тыс.руб

З_расч2=0,12*2786,2+109,4=443,8 тыс.руб.

4.4 Сравнение вариантов по расчетным затратам и выборов оптимального

З,%=

Вариант разомкнутой сети экономичнее варианта замкнутой сети на 4,2% и поэтому для строительства выбираем его.

5. Расчет потоков и потерь мощности в оптимальной разомкнутой сети в режиме минимальных нагрузок

Р_мин=24МВт; cos=0,9 S_{1 min}=

5.1 Потери мощности в трансформаторах

ПС-1

1

Параметры установленных

трансформаторов даны в таблицы 1

S1=24+j11,62

Rт1=0,7

Хт1=17,35

S_прив.1=

=24,11+j13,073

Sст1=0,072+j0,52

Sн.зв.1=24,0,38+j12,553

Потери в стали:

Р_ст1=пР_х=2*0,036=0,072

Q_ст1=пР_х=2*0,26=0,52Мвар

Потери в меди:

S_н.зв.1=S₁+S_мн1=(24+j11,62)+(0,038+j0,933)=24,038+j12,553

S_т=(0,072+0,52)+j(0,038+0,933)=0,11+j1,453 (МВА)

S_пив.1=(24+j11,62)+(0,11+j1,453)=24,11+j13,073 (МВА)

ПС-2 2

Rт2=2,19

Хт2=43,35

S₂=8+j3,87

S_прив2=8,051+j4,3 Sст2

S_н.зв.2=8,013+j4,129

Потери в стали:

Р_ст2 =2*19*10^-3=0,038МВт

Q_ст2 =2*112*10^-3=0,224Мвар

Потери в меди:

S_н.зв.2=S₂+S_мн2=(8+j3,87)+(0,013+j0,259)=8,013+j4,129

S_т2=(0,038+0224)+j(0,013+0,259)=0,051+j0,483 (МВА)

S_пив.2=S₂₊S_т2=(8+j3,87)+(0,051+j0,483)=8,051+j4,353 (МВА)

5.2 Расчет потоков и потерь мощности в линиях .

Схему замещение сети берем из п.3.4

S_ИП S_{н.зв.ип-1} S_{к.зв.ип-1} 1 S_н.зв.1-2 S_к.зв.1-2 2

-j

- -j -j

S_прив.1=24,11+j13,073

S_прив.₂=8,051+j4,353

6. Расчет потоков и потерь мощности в оптимальной разомкнутой сети в послеаварийном режиме

Рассматриваем послеаварийный режим сети при максимальных нагрузках и отключенной одной цепи линии ИП-1.

Схема замещения.

S_ИП S_{н.зв.ип-1} S_{к.зв.ип-1} 1 S_н.зв.1-2 S_к.зв.1-2 2

-

42,189+j23,72

15,084+j8,4

8,712 18,48

12,412 12,876

В линии ИП-1 при отключении одной цепи сопротивления возросли в два года, а зарядная мощность уменьшилась в два раза.

Потоки мощности в линии 1-2 те же, что и в режиме максимальных нагрузок (см. п. 3.4).

S_к.зв.1-2=15,084+j6,605 (МВА)

S_н.зв.1-2=15,362+j6,894 (МВА)

Вычисляем потоки мощности в линии ИП-1

7. Расчет напряжений на типах ПС во всех режимов

7.1 Максимальный режим

Заданное напряжение в узле МП U_ип=117кв. Схему замещения и потоки мощности берем в п. 3.4.

Напряжение в узле 1 будем определять без учета поперечной составляющей падения напряжения.

U₁=U_ип-U_ип1=117-4,605=112,395

Продольная составляющая падения напряжения в линии ИП-1

Напряжение в узле 2.

Напряжение на стороне НН ПС-1

Rт1=0,7

Хт1=17,35

К_т1=10,952

S1=42+j20,342

Sст1

Возьмем схему замещения ПС-1 из п.2.

Вначале определим напряжение, приведенное к стороне ВН

U_1н=U₁-U_т1=112,395-3,844=108,551кв

Действительное напряжение на стороне НН

Средний коэффициент трансформации при нулевом ответвлении

Напряжение на стороне НН ПС-2

Схема замещения из п.2.

Sн.зв.2=15,046+j8,176

RТ2=2,19 ОМ

ХТ2=43,35ОМ

U2н=106.384

К_Т2=10,455

U2н=10.175

S₂=15+j7,256

SСТ2

U_2н=U₂-ΔU_Т2=109,909-3,525=106,384кв

7.2 Минимальный режим

Заданное напряжение на шинах ИП U_ип=113кв

U₁=U_ип-U_ип-1=113-2,355=110,645кв

Потоки мощности и схему замещения берем из п.6.

U_ип-1=

U₂=U₁-U_1-2=110,645-1,219=109,426кв

U_1-2=

U₁=107.781кв

Sн.зв.1=24,038+j12,553

RТ1=0,7

ХТ1=17,35

U_1н=108,525

К_Т1=10,952

U_1н=9,909

S₁=24+j11,62

SСТ2

7.3 Послеаварийный режим

Заданное напряжение на шинах ИП U_ип=120кв. Потоки мощности и схему замещения берём из п.7.

U₁=U_ип-U_ип-1=120-9,686=110,314 кв

U_ип-1=

U₂=U₁-U_1-2=110,314-2,533=107,781кв

U_1-2=

U₁=110,314кв

1

Sн.зв.1=42,117+j23,2

RТ1=0,7

ХТ1=17,35

U_1н=106,398

К_Т1=10,952

U_1н=9,715

S₁=42+j20,342

SСТ1

U₂=107,781кв

Sн.зв.2=15,,046+j8,167

RТ2=2.19 Ом

ХТ2=43.35

U_2н=104,19

К_Т2=10,455

U_2н=9,966

S₂=15+j7,265

SСТ2

2

8. Регулирование напряжения

8.1 Режим максимальных нагрузок

Желаемое напряжение на стороне НН подстанций

U_нн.жкл=1,05 U_ном=1,05*10кв=10,5кв

ПС-1

В п.8.1 было получено U_1н=9,912кв при среднем коэффициенте трансформации К_т1=10,952, то есть при нулевом ответвлении п=0

Для того, чтобы получить желаемое напряжение на стороне НН подберем нужное ответвление п(из п=+-9). Для этого найдем желаемое напряжение ответвления

Имеем ступень регулирование (при диапазоне регулирование +-9*1,78%)

е=0,0178*115=2,0,47кв

Определим нужное ответвление

Найдем действительное напряжение ответвление

Действительное напряжение на стороне НН с учетом выбранного ответвление

п=-3 (то есть в результате встречного регулирования)

ПС-2

При п=0 и К_Т2=10,455 на стороне НН подстанции ПС-2 полученоU_2п=10,175(СМ.п.8.1) Проведем встречное регулирование как ПС-1

8.2 Режим минимальных нагрузок

Желаемое напряжение на стороне НН подстанции в режиме минимальных нагрузок U_нн.жел=1,0*U_ном=1,0*10=10кв

Проводим встречное регулирование на подстанциях ПС-1 ПС-2

ПС-1

При п=0 и К_т1=10,952 получено U_1п=9,909кв (см. п. 8.2).

ПС-2

При п=0 и К_т2=10,455 получено U_2п=10,295 (см. п. 8.2).

8.3. Послеаварийный режим

Данный режим рассматривается при максимальных нагрузках для которых U_нн.жел=1,05*U_ном=10,5кв

Проводим встречное регулирование на подстанции ПС-1 и ПС-2

ПС-1

При п=0 и К_т1=10,952 получено U_1п=9,715кв (см. п. 8.3).

ПС-2

При п=0 и К_т2=10,455 получено U_2п=9,966 кв (см. п. 8.3).

Результаты регулирование напряжение занесем в таблицу

Под-

стан-ция

U_н,

кв

ДО регулирования

Результат регулирования

(выбор ответвления п)

п

Режим максимальных нагрузок (U_{н/п жел.}=10,5кв)

ПС-1

108,551

10,952

9,912

-3

108,859

10,368

10,47

ПС-2

106,384

10,455

10,175

-2

110,906

10,082

10,55

Режим минимальных нагрузок (U_ннжел=10кв)

ПС-1

108,525

10,952

9,909

-1

112,953

10,757

10,09

ПС-2

107,63

10,455

10,295

2

119,094

10,826

9,94

Послеаварийный режим (U_ннжел=105кв)

ПС-1

106,39

10,952

9,715

-4

106,812

10,173

10,46

ПС-2

104,19

10,455

9,966

-3

108,859

9,896

10,53

Список использованной литературы

1. Нормы технического проектирования подстанции переменного тока с высшим напряжением 35-750 кв.- М.: Энергосетьпроект, 1991.

2. Правила устройство электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Справочник по проектированию электроэнергетических систем. / Под редакцией С.С. Рокотяна, И.М. Шапиро.-М.: Энергоатомиздат, 1985.

4. Типовые схемы принципиальных электрических распределительных устройств напряжением 6-750 кв ПС и указание по их применению.-М.: Минтопэнерго Р.Ф., 1993.