Проектирование районной электрической сети

Т.к. Ирк. обл относится к 1-му району по гололеду, то применяем сталеалюминевые провода марки АС – 240/32. В качестве несущих опор принимаем опоры из железобетона.

 

 

 

3.4 Сравнение вариантов схем по укрупненным показателям.

Таблица 3.5. Расчёт стоимости вариантов схем

№схемы	1	2	3	4	5	6
Стоимость 2-х цепной ЛЭП 110 кВ, АС-240 тыс. у.е.	864	288	-	-	1632	1344
Стоимость одно цепной ЛЭП 110 кВ, АС-240 тыс. у.е.	2856	3598	4228	3906	1302	2338
Стоимость выключателей на ПС 110 кВ тыс. у.е.	686	833	833	637	735	735
Итого	4406	4719	5061	4543	3669	4417

Для проектирования принимаем 2 варианта: кольцевую схему №-1 и радиальную схему №-5

Производим расчет схемы №-1

3.5 Выбор числа и мощности трансформаторов.

Правильный технический и экономически обоснованный выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций имеет существенное значение для рационального построения схемы электроснабжения промышленных предприятий.

Число трансформаторов определяется требованиям надёжности электроснабжения. Поэтому наилучшим является вариант с установкой двух трансформаторов, обеспечивающих практически бесперебойное электроснабжение потребителей, т.к. в отличии от варианта с установкой одного трансформатора, где  при повреждении в нём или его цепи наступает полный перерыв электропитания, в схеме с двумя трансформаторами оставшийся в работе трансформатор с перегрузкой обеспечивает питание всех потребителей. Здесь следует заметить, что по схеме с одним трансформатором питание со стороны низкого напряжения ПС по резервной линии от соседней ПС не может быть принято во внимание, т.к. такая схема аналогична схеме ПС с двумя трансформаторами, но с худшими показателями за счёт длинной линии между системами шин двух ПС, удалённых друг от друга.

Выбор мощности трансформаторов осуществляется исходя из допустимой перегрузки трансформатора в аварийном режиме на 30% номинальной мощности, тогда как в нормальном режиме трансформаторы должны быть загружены на 0,7 номинальной мощности трансформатора.

Где - мощность потребителей первой и второй категории i – ой ПС (с учетом компенсации реактивной мощности), МВА.

n – количество трансформаторов на ПС.

- количество потребителей первой  и второй категории i – ой ПС в %.

Где: S_{i MAXå} - суммарная максимальная нагрузка трансформаторов i – ой ПС с учетом компенсации реактивной мощности (смотри таблицу 3.4), МВА.

После определения S_т.ном , по аварийной перегрузки определяем коэффициент загрузки трансформатора К_З в максимальном режиме, при работе всех трансформаторов:

Подстанция Г.

Выбираем трансформатор типа: ТРДН – 40000/110

Трансформатор данного типа к установке на ПС Г подходит.

 

Подстанция ПСМ.

Выбираем трансформатор типа: ТДН  – 1600/110

Трансформатор данного типа к установке  на ПС ПСМ подходит.

 

Подстанция СС.

Выбираем трансформатор типа: ТРДН – 32000/220

Трансформатор данного типа к установке  на ПС ССподходит.

 

Данные по принятым трансформаторам  сведем в таблицу 3.6.

Таблица 3.6. Паспортные данные трансформаторов.

Тип	Sном, МВА	Предел регулирования	Uном, кВ		Uк, %	DРк, кВт	DРхх, кВт	Iхх, %	Rт, Ом	Хт, Ом	DQхх квар
			ВН	НН
ТРДН-40000/110	40	±9х1,78%	115	6.3/6.3; 6.3/10.5; 10.5/10.5	10.5	172	36	0,65	1.4	34.7	260
ТРДН-25000/110	25	±9х1,78%	115	6.3/6.3; 6.3/10.5; 10.5/10.5	10.5	120	27	0,7	2.54	55.9	175
ТДН-16000/110	16	±9х1,78%	115	6.6 ;11	10.5	85	19	0,7	4.38	86.7	112

3.5.1. Определение потерь энергии в двух параллельно работающих трансформаторах.

Потери активной и реактивной энергии в двух параллельно работающих Т-ах определяются по формулам:

Где: S_нагр – полная мощность нагрузки потребителя;

S_ном – номинальная мощность трансформатора;

R_Т и X_Т – активное и реактивное сопротивление трансформатора соответственно;

 и  - каталожные данные трансформатора.

Для трансформаторов с расщепленной обмоткой НН принимается R_Т/2 и X_Т/2.

Схема замещения для двух параллельно  работающих трансформаторов с расщепленной обмоткой НН будет иметь вид:

Рисунок 3.7 Схема замещения двух параллельно работающих двухобмоточных Т-ов.

- равномерно распределенная мощность.

Подстанция Г.

Потери мощности в трансформаторах равны:

Подстанция ПСМ.

Потери мощности в трансформаторах  равны:

Подстанция СС.

Потери мощности в трансформаторах равны:

Таблица 3.7 Потери энергии в трансформаторах  сети.

Потери энергии.	Наименование подстанций.
	ПС Г	ПС ПСМ	ПС СС
, МВт	0,21	0,08	0,09
, МВар	4.11	0,75	1,97

Определяем приведенные мощности в узлах нагрузки с учетом потерь в трансформаторах по формуле:

Подстанция Г.

Подстанция ПСМ.

Подстанция СС.

3.6 Расчет параметров установившихся режимов работы для первой схемы сети.

3.6.1. Расчет параметров без учета потерь в линиях.

Потокораспределение мощности в нормальном режиме работы сети представленной на схеме №-1 находится по формулам:

Где: n – число участков схемы; L – протяженность участка, км.

Участок ТЭЦ-СС:

Участок ТЭЦ-ПСМ:

Найдем мощности на других участках:

3.6.2. Расчет параметров с учетом потерь в линиях.

Для определения потерь электроэнергии в линиях сети нам необходимо знать ее параметры, которые берутся из справочников. Параметры проводов линии запишем в таблице 3.8.

Таблица 3.8. Погонные параметры линии  110 кВ проводом АС-240/32.

Номинальное сечение, мм2	r0, Ом/км	х0, Ом/км	b0×10-4, см	q0, МВар/км
АС-240/32	0,12	0,405	2,81	0,0375

Параметры схемы замещения линии  будут определяться по формулам:

Результаты расчетов заносим в  таблицу 3.9

Таблица 3.9.Расчёт параметров линий схемы №-1

	ТЭЦ-ПСМ	ТЭЦ-СС	КЭС-СС	КЭС-Г	КЭС-ПСМ
Uн, кВ	115	115	115	115	115
Длина, км	12	62	40	56	90
R, Ом	1.44	7.44	4.8	6.72	10.8
X, Ом	4.86	25.11	16.2	22.68	36.4
Qс, Мвар	0.45	2.325	1.5	2.1	3.375

Потери мощности в линиях определяются по формулам:

Где: Р и Q – активная и реактивная мощности, передаваемые по линиям; R и Х – активное и реактивное сопротивление проводов ЛЭП.

Расчеты потерь энергии на участках линии сводим в таблицу 3.10.

 

 

Таблица 3.10.Результаты расчётов потерь мощности в линиях

Параметры	ТЭЦ-ПСМ	ТЭЦ-СС	КЭС-СС	КЭС-Г	КЭС-ПСМ
Р, МВт	20.44	15.79	9.3	70.41	2.38
Q, МВар	6.38	8.08	17.05	26.51	12.89
Uн, кВ	115	115	115	115	115
DP, МВт	0.05	0.19	0.14	3.14	0.15
DQ, Мвар	0.18	0.65	0.5	10.6	0.51

На основании всех полученных данных определяем распределение мощности в схеме №-1 с учетом потерь в линиях.

3.7 Потокораспределение мощности в аварийных режимах.

Проверим обеспечение питания  всех потребителей кольцевой сети в  аварийных режимах при обрыве проводов на головных участках. Так как провод характеризуется предельной активной пропускаемой мощностью, то проверку обеспечения питания всех потребителей в аварийных режимах можно вести по распределению только активной мощности.

3.7.1. Аварийный режим 1.

Режим 1: найдем распределение мощности в аварийном режиме при обрыве провода на участке СС-КЭС.