Расчет установившихся режимов районной сети 110/220кВ - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
В данной дипломном проекте представлены основные методы повышения... 2 619.18kb.
Кафедра «технология машиностроения» исследование режимов 1 105.23kb.
6 Расчет конфигурации сети Ethernet 1 127.46kb.
Некоммерческое партнерство «российское теплоснабжение» 2 344.67kb.
Дп 230106. 51 1003 25 пз экономика 1 120.38kb.
Расчет японии на дальнейший ход войны 1 190.51kb.
«Структурный анализ региональных политических режимов и электорального... 1 227.46kb.
Общая характеристика гидрографической сети. Реки. Речные бассейны. 1 244.52kb.
Техническое задание на выполнение работ по объекту «Реконструкция... 1 275.38kb.
Остров мертвых 7 глава 1 7 умереть в италбаре 110 глава 1 110 свет... 8 3782kb.
Анализ пакетов локальной сети Лабораторная работа №5 по курсу «Сети... 1 40.99kb.
«Парковочное пространство в Москве: структура, проблемы перспективы» 3 641.4kb.
- 4 1234.94kb.
Расчет установившихся режимов районной сети 110/220кВ - страница №1/1

Московский Энергетический Институт

(Технический университет)

Кафедра ЭЭС



Расчетное задание по дисциплине:

Передача и распределение электроэнергии”



Расчет установившихся режимов
районной сети 110/220кВ



Дата



















Подпись



















Оценка


















Выполнил:

Группа: Э-08-06

Вариант: 8

Проверил: Преподаватель

Москва 2009 г.


1Составление схемы замещения сети и определение её параметров


Схема замещения сети составляется с использованием схем замещения её отдельных элементов. В рассматриваемой сети такими элементами являются линии электропередачи 110 и 220 кВ, трансформаторы и автотрансформаторы понижающих подстанций. Рассмотрим каждую группу элементов отдельно.

1.1Расчет параметров схемы замещения линии электропередачи


Для линий электропередачи номинальным напряжением не более 220 кВ используем П-образную схему замещения, поперечные ветви которой представлены только неизменными значениями половины зарядной мощности (Qc/2). Потерями активной мощности на корону (∆Pкор), которые определяют значение активной проводимости линии (Gл), можно пренебречь.



Таблица Расчетные данные по ветвям схемы.

Линия

A-1

A-2

1-2

2-3

Длина линии L,км

75

75

50

25

Марка провода

АС 240/32

АС 240/32

АС 240/32

АС 120/19

Диаметр провода dпр, мм

21,6

21,6

21,6

15,2

R0 при 20 ⁰С, Ом/м

0,118

0,118

0,118

0,244

Uном , кВ

220

220

220

110

Dсг, м

8

8

8

5



1.1.1Расчет линии А-1

1.1.1.1Расчет удельных параметров схемы замещения


Для определения параметров схемы замещения линий электропередачи необходимо в начале вычислить их погонные реактивные параметры (x0 и b0) с использованием соответствующих значений среднегеометрического расстояния между фазами (Dсг) и диаметра провода (dпр). При этом можно пренебречь взаимным влиянием цепей двухцепной линии электропередачи.










1.1.1.2Расчет эквивалентных параметров схемы замещения


Параметры схемы замещения линий электропередачи определяются с учетом числа цепей линии. Результаты расчетов параметров схем замещения линий электропередачи приведены в табл. 2.

Определим активное сопротивление проводов линии (Учитывает потери активной мощности в проводах линии на нагрев):





Определим индуктивное сопротивление проводов линии (Отражает самоиндукцию провода и взаимоиндукцию проводов):



Определим емкостную проводимость линии (Отражает емкость провода относительно земли и соседних проводов):



Определим зарядную мощность (Отражает мощность, которую генерирует емкость провода относительно земли и соседних проводов):




1.1.2Расчет линии А-2

1.1.2.1Расчет удельных параметров схемы замещения











1.1.2.2Расчет эквивалентных параметров схемы замещения











1.1.3Расчет линии 1-2

1.1.3.1Расчет удельных параметров схемы замещения











1.1.3.2Расчет эквивалентных параметров схемы замещения











1.1.4Расчет линии 2-3

1.1.4.1Расчет удельных параметров схемы замещения











1.1.4.2Расчет эквивалентных параметров схемы замещения











Таблица Параметры схемы замещения линий электропередачи

ЛЭП (ветвь)

Uном,

кВ

nц

L,
км


Марка

провода

Погонные параметры

,
Ом/км


,
Ом/км


X0,
Ом/км


B0,
мкCм/км


Qc0,
квар/км


A-1

220

1

75

АС 240/32

0,118









A-2

220

1

75

АС 240/32

0,118









1-2

220

1

50

АС 240/32

0,118









2-3

110

2

25

АС 120/19

0,244












ЛЭП (ветвь)

Расчетные данные

,Ом



,Ом

Xл,

Ом

Qcл/2,

Мвар

A-1









A-2









1-2









2-3










1.2Расчет параметров схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов


Для понижающих трансформаторов 220-110 кВ используется схема замещения, в которой ветвь намагничивания вводится в схему постоянным отбором мощности, равным потерям холостого хода (Sх). Отбор мощности осуществляется от узла, к которому подключена обмотка высшего напряжения.

Параметры схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов определяются по каталожным данным с учетом установки двух трансформаторов (автотрансформаторов) на каждой подстанции.


1.2.1Расчет параметров схемы замещения трансформаторов


Таблица Параметры схемы замещения трансформаторов.

ПС

(узел)


Каталожные данные

Расчетные данные

,



,

кВ


,

кВ


,

%


,

кВт


,

кВт


,

%


,

Ом


,

Ом


,

МВт


,

Мвар


1

63

230

11-11

12,0

170

50

0,9









3

25

115

11

10,5

60

14

0,7








1.2.1.1Расчет схемы замещения понижающей двухтрансформаторной подстанции ПС1


Эквивалентное активное сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов:

Эквивалентное реактивное сопротивление двух параллельно работающих трансформаторов:



Эквивалентные потери активной мощности холостого хода в двух параллельно работающих трансформаторах:



Эквивалентные потери реактивной мощности холостого хода в двух параллельно работающих трансформаторах:




1.2.1.2Расчет схемы замещения понижающей двухтрансформаторной подстанции ПС3









1.2.2Расчет параметров схемы замещения автотрансформаторов




Таблица . Параметры схемы замещения автотрансформаторов

ПС

(узел)


Sном,



Каталожные данные

Uвн,

кВ


Uсн,

кВ


Uнн,

кВ


кВт


,

кВт


,%

,%

,%

,%

2

63

230

121

11

215

45

0,5

11

35,7

21,9



Расчетные данные

,

Ом


,

Ом


,

Ом


,

Ом


,

Ом


,

Ом


,

МВт


,

Мвар


0716







0








1.2.2.1Расчет схемы замещения понижающей двухтрансформаторной подстанции ПС2


Эквивалентное активное сопротивление лучей схемы замещения двух параллельно работающих трансформаторов:









Эквивалентное реактивное сопротивление лучей схемы замещения двух параллельно работающих трансформаторов:







Эквивалентные потери активной мощности в двух параллельно работающих трансформаторах:



Эквивалентные потери реактивной мощности в двух параллельно работающих трансформаторах:




1.2.3Определение приведенной и расчетной нагрузки

1.2.3.1Определение приведенной и расчетной нагрузки понижающей двухтрансформаторной подстанции ПС1




Рисунок . Приведенная схема



Рисунок . Расчетная схема

Расчет реактивной мощности:



Потери на участке:



Приведенная мощность:



Расчетная мощность:




1.2.3.2Определение приведенной и расчетной нагрузки понижающей двухтрансформаторной подстанции ПС3


Рисунок Приведенная схема



Рисунок Расчетная схема

Расчет реактивной мощности:



Потери на участке:



Приведенная мощность:



Расчетная мощность:




2Расчет потокораспределения и напряжений в узлах сети в нормальном режиме работы сети


Расчет параметров нормальных режимов сети производится методом простой итерации или «методом в два этапа».
    1. Первый этап.


На первом этапе определяется потери активной и реактивной мощности во всех элементах сети в предложении равенства напряжений в узлах сети соответствующему номинальному напряжению. Расчет начинается от наиболее удаленных узлов и определения в них приведенных и расчетных нагрузок.
      1. Расчет приведенных и расчетных нагрузок в узлах 110 и 220 кВ.


Значения нагрузок в узлах заданны (Pнб,cosφнб) на шинах 10кВ. Зная нагрузки на низшем напряжении трансформаторных подстанций, параметры схемы замещения трансформаторов (табл.2) и зарядные мощности линий (табл.1), определим приведенные и расчетные нагрузки в узлах 110 и 220 кВ сети, исключая узел 2, от которого питается сеть 110кВ.
        1. Расчет режима линии 2-3.



Рисунок Схема замещения линии 2-3.


Мощность в конце линии:

Потери мощности в линии:



Поток мощности в начале линии:






        1. Расчет режима автотрансформатора.


Рисунок Схема замещения автотрансформатора.

В качестве допущения примем:



Расчет реактивной мощности:



Расчетная мощность в конце 2с:



Потери мощности в обмотке СН:



Мощность, втекающая в обмотку СН:



Перейдем к расчету мощностей на стороне НН:





Мощность, отходящая со стороны НН ПС2 на 10кВ:



Потери мощности в обмотке НН:



Мощность в начале обмотки НН:



Перейдем к расчету мощностей на стороне ВН:



Потери мощности в обмотке ВН:



Мощность в начале обмотки ВН:



Приведенная мощность точки 2:



Расчетная мощность точки 2:




      1. Расчет кольцевой сети


Рисунок 7 Схема кольцевой сети.


Рисунок 8 Схема кольцевой сети, разомкнутой по шинам ИП.

Так как все линии состоят из одной марки провода АС 240/32 у них одинаковое сечение и можно воспользоваться упрощенной формулой





Проверка:





Мощность на участке кольцевой сети 1-2:





Рисунок 9 Схема замещения кольцевой линии.

В качестве допущения примем:



Рассмотрим левую часть схемы



Потери мощности на участке 1-2:



Мощность в начале участка 1-2:



Перейдем к расчету мощностей на стороне ВН:



Потери мощности на участке А-1:



Мощность в начале участка А-1:



Рассмотрим правую часть схемы



Потери мощности на участке A'-2:



Мощность в начале участка A'-2:




    1. Второй этап.


На втором этапе определяем модули напряжений в узлах схемы замещения по найденным потокам мощности в ветвях сети на первом этапе.
      1. Расчет распределения напряжений в узлах кольцевой линии


Напряжение источника питания:



Определим напряжение в узле 1:

Продольная составляющая потери напряжения в линии А-1:



Для линии А-1 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 1:





Определим напряжение в узле 2 со стороны А:

Продольная составляющая потери напряжения в линии 1-2:



Для линии А-2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 2:





Определим напряжение в узле 2 со стороны А':

Продольная составляющая потери напряжения в линии А'-2:



Для линии А'-2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 2:



Принимаем:


      1. Расчет распределения напряжений в ветвях автотрансформатора.


Рисунок 10 Схема замещения автотрансформатора.

Напряжение на стороне ВН ПС 2:



Продольная составляющая потерь в точке 0 ПС2:



На стороне ВН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 0 на ПС2:



Продольная составляющая потерь на НН ПС2:



На стороне ВН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение обмотки НН ПС2:



Продольная составляющая потерь на СН ПС2:



На стороне СН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение обмотки СН ПС2:




      1. Расчет напряжения в узлах сети 110кВ.


Рисунок 11 Схема замещения сети 110 кВ.

Для перехода к расчёту напряжений в узлах сети 110кВ необходимо отрегулировать напряжения на стороне среднего напряжения в режиме наибольших нагрузок до значения .

Для АТДЦТН-63000/220/110 пределы регулирования РПН составляют:

В соответствии с законом встречного регулирования:





Принимаем:



Тогда напряжения в узлах сети 110 кВ:








      1. Расчет напряжения на ПС1.


Рисунок 12 Схема замещения ПС1.









3Расчет потокораспределения и напряжений в узлах сети в послеаварийном режиме работы сети.








Самая загруженная линия А-2. Рассмотрим режим сети при отключенной линии А-2.









    1. Первый этап.


Мощность в конце линии 1-2:

Потери мощности на участке 1-2:



Мощность в начале участка 1-2:



Мощность в конце линии А'-2:



Потери мощности на участке А'-2:



Мощность в начале участка А’-2:



Суммарная мощность, поступающая в сеть от ИП:




    1. Второй этап.

      1. Расчет распределения напряжений в узлах кольцевой линии.


Напряжение источника питания:

Продольная составляющая потери напряжения в линии А-2:



Для линии А-1 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 2:



Аналогично для узла 1.

Продольная составляющая потери напряжения в линии 1-2:

Для линии 1-2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 2:




      1. Расчет распределения напряжений в ветвях автотрансформатора.


Напряжение на стороне ВН ПС 2:

Продольная составляющая потерь в точке 0 ПС2:



На стороне ВН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение узла 0 на ПС2:



Продольная составляющая потерь на НН ПС2:



На стороне ВН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение обмотки НН ПС2:



Продольная составляющая потерь на СН ПС2:



На стороне СН ПС2 Uном=220 кВ учитываем и поперечную составляющую потери напряжения:



Напряжение обмотки СН ПС2:




      1. Расчет напряжения в узлах сети 110кВ.


Рисунок 13 Схема замещения сети 110 кВ.

Для перехода к расчёту напряжений в узлах сети 110кВ необходимо отрегулировать напряжения на стороне среднего напряжения в режиме наибольших нагрузок до значения .

Для АТДЦТН-63000/220/110 пределы регулирования РПН составляют:

В соответствии с законом встречного регулирования:





Принимаем:



Тогда напряжения в узлах сети 110 кВ:








      1. Расчет напряжения на ПС1.


Рисунок 14 Схема замещения ПС1.








4Оценка достаточности регулировочных диапазонов устройств РПН трансформаторов на всех подстанциях.

    1. Оценка достаточности диапазона устройств РПН автотрансформатора и ЛРТ и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС2.


Из расчета режимов сети ВН известны:




РПН СН

ЛРТ НН

В соответствии с законом встречного регулирования:



Условно зададимся (конкретное значение задается диспетчером):




      1. Расчет режима наибольших нагрузок.

        1. Сторона СН.


Принимаем:




        1. Сторона НН.




Принимаем:





Регулировочный диапазон устройства РПН достаточен для режима наибольших нагрузок.
      1. Расчет послеаварийного режима.

        1. Сторона СН.


Принимаем:




        1. Сторона НН.




Принимаем:





Регулировочный диапазон устройства РПН достаточен для послеаварийного режима.
    1. Оценка достаточности диапазона устройств РПН трансформатора и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС1.


Из расчета режимов сети ВН известны:




Для ТРДЦН 63000/220 пределы регулирования РПН:

В соответствии с законом встречного регулирования:




      1. Расчет режима наибольших нагрузок.

        1. Сторона НН.








Регулировочный диапазон устройства РПН достаточен для режима наибольших нагрузок.
      1. Расчет послеаварийного режима.

        1. Сторона НН.







Регулировочный диапазон устройства РПН не достаточен для послеаварийного режима.
    1. Оценка достаточности диапазона устройств РПН трансформатора и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС3.


Из расчета режимов сети ВН известны:




Для ТРДН 25000/110 пределы регулирования РПН:

В соответствии с законом встречного регулирования:




      1. Расчет режима наибольших нагрузок.

        1. Сторона НН.








Регулировочный диапазон устройства РПН достаточен для режима наибольших нагрузок.
      1. Расчет послеаварийного режима.

        1. Сторона НН.






Регулировочный диапазон устройства РПН достаточен для послеаварийного режима.
    1. Мероприятия по введению напряжения в допустимые границы.


  1. Регулирование напряжения на всех шагах трансформации или уменьшение потерь напряжения в сети.

  2. Реконструкция сети:

    1. увеличение числа цепей

    2. увеличение уровня напряжения на источнике питания за счет регулирования

    3. увеличение номинального напряжения

    4. установка компенсирующих устройств:

      1. батареи конденсаторов

      2. синхронных компенсаторов

      3. статических тиристорных компенсаторов.



5Расчет потерь активной мощности и годовых потерь электроэнергии в сети.

5.1Расчет потерь активной мощности и годовых потерь электроэнергии в сети в нормальном режиме работы.

5.1.1Нагрузочные потери активной мощности


Нагрузочные потери в линиях:

Нагрузочные потери в трансформаторах:



Суммарные нагрузочные потери:




5.1.2Потери активной мощности на корону


(Uном=220кВ F=300мм2 ΔРуд. корон=0,84 кВт/км; Uном=110кВ F=120мм2 ΔРуд. корон=0,08 кВт/км )
Потери на корону в линиях:








Суммарные потери на корону в линиях:

5.1.3Условно-постоянные потери активной мощности


МВт

5.1.4Суммарные потери активной мощности





5.1.5Суммарные потери активной мощности в линиях



5.1.6Суммарные потери активной мощности в трансформаторах



5.1.7Полезный отпуск электроэнергии в сеть



5.1.8Нагрузочные потери электроэнергии


τ - число часов наибольших потерь электроэнергии




5.1.9Условно-постоянные потери электроэнергии



5.1.10Суммарные потери электроэнергии





5.1.11Годовые потери электроэнергии в линиях



5.1.12Годовые потери электроэнергии в трансформаторах



5.2Расчет потерь активной мощности в сети в послеаварийном режиме работы.

5.2.1Нагрузочные потери активной мощности


Нагрузочные потери в линиях:

Нагрузочные потери в трансформаторах:



Суммарные нагрузочные потери:




5.2.2Потери активной мощности на корону


(Uном=220кВ F=300мм2 ΔРуд. корон=0,84 кВт/км; Uном=110кВ F=120мм2 ΔРуд. корон=0,08 кВт/км )





Суммарные потери на корону в линиях:




5.2.3Условно-постоянные потери активной мощности



5.2.4Суммарные потери активной мощности






5.2.5Суммарные потери активной мощности в линиях



5.2.6Суммарные потери активной мощности в трансформаторах


Расчет годовых потерь электроэнергии для послеаварийного режима не проводится, так как этот режим непродолжительный по отношению к году.


Выводы: 1) В линиях электропередач потери больше, чем в трансформаторах.

2) Переменных потерь больше, чем условно-постоянных.

3) Суммарные потери активной мощности составляют %(для нормального режима) и % (для послеаварийного), следовательно, экономически целесообразно устранять послеаварийный режим как можно быстрее.

4) Для послеаварийного режима суммарные потери превышают допустимые значения (превышают 5%).

5)При передаче электроэнергии расходуется % отпускаемой электроэнергии.


Оглавление


1Составление схемы замещения сети и определение её параметров 3

1.1Расчет параметров схемы замещения линии электропередачи 3



1.1.1Расчет линии А-1 3

1.1.2Расчет линии А-2 4

1.1.3Расчет линии 1-2 5

1.1.4Расчет линии 2-3 6

1.2Расчет параметров схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов 7



1.2.1Расчет параметров схемы замещения трансформаторов 7

1.2.2Расчет параметров схемы замещения автотрансформаторов 8

1.2.3Определение приведенной и расчетной нагрузки 10

2Расчет потокораспределения и напряжений в узлах сети в нормальном режиме работы сети 14

1.1Первый этап. 14



1.1.1Расчет приведенных и расчетных нагрузок в узлах 110 и 220 кВ. 14

1.1.1Расчет кольцевой сети 17

1.2Второй этап. 19



1.2.1Расчет распределения напряжений в узлах кольцевой линии 19

1.2.2Расчет распределения напряжений в ветвях автотрансформатора. 20

1.2.3Расчет напряжения в узлах сети 110кВ. 21

1.1.1Расчет напряжения на ПС1. 23

3Расчет потокораспределения и напряжений в узлах сети в послеаварийном режиме работы сети. 24

1.3Первый этап. 24

1.4Второй этап. 25

1.4.1Расчет распределения напряжений в узлах кольцевой линии. 25

1.4.2Расчет распределения напряжений в ветвях автотрансформатора. 25

1.4.3Расчет напряжения в узлах сети 110кВ. 27

1.1.2Расчет напряжения на ПС1. 28

4Оценка достаточности регулировочных диапазонов устройств РПН трансформаторов на всех подстанциях. 29

1.1Оценка достаточности диапазона устройств РПН автотрансформатора и ЛРТ и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС2. 29



1.1.1Расчет режима наибольших нагрузок. 29

1.1.2Расчет послеаварийного режима. 30

1.2Оценка достаточности диапазона устройств РПН трансформатора и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС1. 31



1.2.1Расчет режима наибольших нагрузок. 31

1.2.2Расчет послеаварийного режима. 31

1.3Оценка достаточности диапазона устройств РПН трансформатора и приемлемость уровней напряжений на шинах подстанции ПС3. 31



1.3.1Расчет режима наибольших нагрузок. 32

1.3.2Расчет послеаварийного режима. 32

1.5Мероприятия по введению напряжения в допустимые границы. 32



5Расчет потерь активной мощности и годовых потерь электроэнергии в сети. 34

5.1Расчет потерь активной мощности и годовых потерь электроэнергии в сети в нормальном режиме работы. 34



5.1.1Нагрузочные потери активной мощности 34

5.1.2Потери активной мощности на корону 34

5.1.3Условно-постоянные потери активной мощности 34

5.1.4Суммарные потери активной мощности 34

5.1.5Суммарные потери активной мощности в линиях 34

5.1.6Суммарные потери активной мощности в трансформаторах 35

5.1.7Полезный отпуск электроэнергии в сеть 35

5.1.8Нагрузочные потери электроэнергии 35

5.1.9Условно-постоянные потери электроэнергии 35

5.1.10Суммарные потери электроэнергии 35

5.1.11Годовые потери электроэнергии в линиях 35

5.1.12Годовые потери электроэнергии в трансформаторах 35

5.2Расчет потерь активной мощности в сети в послеаварийном режиме работы. 35



5.2.1Нагрузочные потери активной мощности 35

5.2.2Потери активной мощности на корону 36

5.2.3Условно-постоянные потери активной мощности 36

5.2.4Суммарные потери активной мощности 36

5.2.5Суммарные потери активной мощности в линиях 36

5.2.6Суммарные потери активной мощности в трансформаторах 36