Баланс мощности в проектируемой сети, расчёт мощности компенсирующих устройств

Содержание

Введение

1. Баланс мощности в проектируемой сети, расчёт мощности компенсирующих устройств

2. Совместный выбор схемы, номинального напряжения, номинальных параметров линий и трансформаторов проектируемой сети

2.1 Расчёт длин трасс и линий электропередач

2.2 Выбор мощности трансформаторов приёмных подстанций

3. Приведенные затраты электрической сети

3.1 Расчёт для схемы №3

3.2 Расчёт для схемы №4

4. Расчёт основных режимов работы проектируемой электрической сети.

4.1 Расчёт нормального режима наибольших нагрузок

4.2 Расчёт нормального режима наименьших (летних) нагрузок

4.3 Расчёт послеаврийного режима работы проектируемой электрической сети

5. Регулирование напряжения

5.1 В нормальном режиме

5.2 Минимальный режим

5.3 Послеаварийный режим

6. Технико-экономические показатели сети

7. Источники собственных нужд электростанций

Заключение

Список использованной литературы2

Введение

 

Проект электрических сетей предусматривает выполнение связей между приемными пунктами и источниками электроэнергии. Оптимальный проект соответствует наименьшим затратам при строительстве и монтаже электрических сооружений и устройств, наибольшим удобствам и надежности при эксплуатации, обеспечивает питание потребителей электроэнергией надлежащего качества при приемлемых эксплуатационных издержках.

Целью данного проекта является проектирование районной электрической сети отвечающим современным требованиям и технологиям, а также получение навыков проведения проектных работ.

Задачей данного проекта является определение типа, числа и мощность силовых трансформаторов, сечений проводов, выбор рациональной схемы, расчёт приведенных затрат, выбор и расчёт компенсирующих устройств. Отрабатывать методы проектирования, рассматривать разные подходы к обоснованию основных проектных решений. Технические решения при проектировании принимались достаточно обосновано.

В конечном результате планируем получить районную электрическую сеть, выполняющая надёжно и эффективно поставленные перед ней задачи.

электрическая сеть районная электроснабжение

Баланс мощности в проектируемой сети, расчёт мощности компенсирующих устройств

 

Передача энергии по электрической сети осуществляется электромагнитными волнами практически мгновенно, чем и объясняется одновременность производства и потребления электроэнергии. Поэтому в установившемся режиме работы электросистемы в каждый момент времени электростанции должны выдавать мощность, равную мощности потребителей и потерям в элементах сети. Следовательно, должен иметь место баланс выдаваемой и потребляемой мощности. Баланс составляется раздельно для активной и для реактивной мощности.

Потребление активной мощности в проектируемой сети рассматриваем для периода наибольших нагрузок. Эту величину активной мощности складываем из нагрузок в заданных пунктах потребления электроэнергии и потерь мощности в линиях и трансформаторах сети. Установленная мощность генераторов питающей электросистемы обеспечивает потребности проектируемой районной сети в активной мощности во всех режимах работы.

Компенсация реактивной мощности оказывает влияние на величину полных нагрузок подстанций и выбор мощности трансформаторов, на сечении проводов линий, на потери напряжения, мощности и энергии в сети.

Все потребители электроэнергии, наряду с потреблением активной мощности Р потребляют и реактивную мощность Q. Коэффициент мощности cos φ является недостаточно показательным при оценке потребляемой реактивной мощности, так как при значениях cos φ, близких к единице, потребляемая реактивная мощность еще достаточно велика. Более показательным является коэффициент реактивной мощности tg φ = Q / P. При решении вопросов, связанных со снижением потерь в электрических сетях, пользуемся непосредственно значениями реактивной мощности.

Потребителями реактивной мощности являются приемники электроэнергии, которые по принципу своего действия используют переменное магнитное поле - асинхронные двигатели, дуговые и индукционные печи, сварочные установки, выпрямители и другие, а также такие устройства как: электропередачи - трансформаторы, линии электропередач, реакторы.

Источниками реактивной мощности являются: генераторы электростанций, протяженные воздушные и кабельные линии, синхронные компенсаторы, электродвигатели, батареи шунтовых (статических) конденсаторов, источники реактивной мощности.

Передача реактивной мощности от генераторов электростанции к потребителям сопряжена с дополнительными потерями активной мощности в устройствах электрической сети на участке генератор-потребитель. Снижение дополнительных потерь активной мощности достигается путем разгрузки электрической сети с помощью компенсирующих устройств, установленных у потребителя. Выбираем компенсирующие устройства и элементы питающих и распределительных сетей с учетом снижения токовых нагрузок от действия компенсации.

В настоящем проекте при выборе мощности компенсирующих устройств используем упрощенный подход.

При выборе компенсирующих устройств, устанавливаемых в распределительных сетях приемных подстанций, исходными являются следующие данные:

Рассчитываем активные и реактивные нагрузки потребителей напряжением 10 кВ (в нашем случае) в часы наибольшей (Р_макс, Q _макс) и наименьшей (Р_мин, Q _мин) нагрузки энергосистемы:

Q _макс = Р_макс · tg φ _i ;

Q _мин = Р_мин · tg φ _{i ,}

где tg φ _i определяется по cos φ _i, величина которого указана в задании; Р_мин и Q _мин принимаются в доле от Р_макс и Q _макс согласно заданной нагрузке, в 0,7 о. е.

При расчёте реактивных нагрузок для подстанции в точке "б”:

Q _макс = Р_макс · tg φ = 12 · 0,54= 6,5 МВАр;

Q _мин = Q _макс · 0,7 = 6,5 ·0,7 = 4,53 МВАр.

 

Энергосистемой задаются входные величины реактивной мощности Q _змакс и Q _змин , которые будут переданы из сети энергосистемы в режимах наибольшей и наименьшей активной нагрузки в сеть проектируемого приемного пункта. tg φ _э принимаем равным 0,3

Величины Q _змакс и Q _змин определяем по максимальной Р_макси минимальной Р_мин активным нагрузкам и заданному значению tg φ _э.

Q _эмакс = Р_макс · tg φ _э =12 · 0,3 = 3,6 МВАр;

Q _эмин = Р_мин · tg φ _э = 8,4 · 0,3 = 2,52 МВАр.

 

Необходимая мощность компенсирующих устройств приемной подстанции "а" с учетом резерва, в послеаварийном режиме - увеличение на 10%:

Q _кумакс =1,1 · Q _макс - Q _эмакс = 3,52 МВАр.

 

Мощность нерегулируемой части (постоянно включенной) компенсирующей установки определяем по формуле:

Q _кумин = Q _мин - Q _эмин = 2,01 МВАр

Аналогичным образом ведём расчёт для каждой приёмной подстанции схемы и результаты заносим в таблицу 1.

 

Таблица 1 - Результаты расчетов для каждой приемной подстанции

Показатель	Приёмная подстанция
	а	в	г	д	е
Рмакс	12	20	35	27	30
cos φi	0,88	0,8	0,86	0,79	0,81
tg φi	0,54	0,75	0,59	0,77	0,72
Рмин	8,4	14	24,5	18,9	21
Qмакс	6,5	15	20,77	20,95	21,72
Qмин	4,53	10,5	14,54	14,66	15,2
Qзмакс	3,6	6	10,5	8,1	9
Qзмин	2,52	4,2	7,35	5,67	6,3
Qкумакс	3,52	10,5	12,34	14,95	14,89
Qкумин	2,01	6,3	7,18	8,99	8,9
Si	12+6,5i	20+15i	35+20,77i	27+20,95i	30+21,72 i

 

По величине Q _кумакс для каждой подстанции выбираем тип конденсаторной батареи, общую мощность, расчетную стоимость.

Для "б”:

Конденсаторная батарея КСА-0,66-20, мощность  МВАр, общая мощность 10,6 МВАр, стоимостью 96 тыс. руб.

Для "в”:

Конденсаторная батарея КСА-0,66-40, мощность  МВАр, общая мощность 6,8 МВАр, стоимостью 100 тыс. руб.

Для "г”:

Конденсаторная батарея КСА-0,66-40, мощность  МВАр, общая мощность 6,8 МВАр, стоимостью 100 тыс. руб.

Для "д”:

Конденсаторная батарея КСА-0,66-40, мощность  МВАр, общая мощность 21,2 МВАр, стоимостью 157тыс. руб.

Для "е”:

Конденсаторная батарея КСА-0,66-40, мощность  МВАр, общая мощность 21,2 МВАр, стоимостью 157тыс. руб.

Тогда распечатанная полная мощность приемного пункта "б" с учетом установленных компенсирующих устройств:

 

 МВА,

где  - величина реактивной мощности компенсирующего устройства реально установленного на приемной подстанции.

Аналогично считаем для остальных подстанций и вносим полученные полные мощности в таблицу 2.

 

Таблица 2 - Расчет приемных пунктов с учетом КУ

Показатель	Пункт, приёмная подстанция
	б	в	г	д	е
12+3i20+8,2i35+13,97i27+6,1i30+6,83i