Оценочный расчет потокораспределения активной и реактивной мощности

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ПО ЭМПИРИЧЕСКИМ ВЫРАЖЕНИЯМ

Номинальное напряжение электропередачи можно предварительно оценить по известной передаваемой мощности P_i, МВт, и длине линии электропередач l_i ,км, по эмпирическим выражениям:

по формуле Стилла, при условии P_i£ 60 МВт, :

,

(3.1)

по формуле Залесского А.М., при условии , :

,

(3.2)

по формуле Илларионова Г.А. (без ограничений)

,

(3.3)

Найденные по расчетным выражениям приближенные значения напряжений округляются до ближайшего номинального. Условной границей между наиболее вероятными в данном курсовом проекте номинальными напряжениями участков сетей 110 и 220 кВ считать расчетное значение 140 кВ.

Расчет представлен в форме таблиц 3.1 и 3.2. В кольцевых схемах принимаем одинаковое напряжение во всех линиях.

Таблица 3.1 Выбор номинальных напряжений воздушных линий сетевого района (вариант 1 - радиальная схема)
Расчетные параметры	Ед. изм	Л А-9	Л 9-11	Л 9-12	Л0-10
Длина ЛЭП (таблица 1.1)	км	11,7	5,6	9,8	7,5
Активная мощность на одну цепь (таблица 2.1)	МВт	16,4
Расчетные значения напряжений электропередач по эмпирическим выражениям:
1.формуле Стилла при Pi< 60МВт и Li< 250км (формула 3.1)	кВ	71,9	58,1	27,7	27,6
2.формуле Залесского при Pi> 60МВт и Li< 1000км (формула 3.2)	кВ	71,8		27,09	27,2
3. формуле Илларионова (без ограничений) (формула 3.3)	кВ	-	-	-	-
Номинальное стандартное напряжение электропередачи по эмпирическим выражениям	кВ
Номинальное стандартное напряжение электропередачи окончательно	кВ
Предпочтительный диапазон сечений при выбранном напряжении	мм. кв.	70-240	70-240	30-70	70-240

Таблица 3.2 Выбор номинальных напряжений воздушных линий сетевого района (вариант 2- кольцевая схема)
Расчетные параметры	Ед. изм	Л А-9	Л 9-10	Л 9-11	Л 10-11	Л 10-12
Длина ЛЭП (таблица 1.2)	км	11,7	9,7	5,6	9,1	7,7
Активная мощность на одну цепь (таблица 2.4)	МВт	30,4
Расчетные значения напряжений электропередач по эмпирическим выражениям:
1. формуле Стилла при Pi< 60МВт и Li< 170км	кВ	90,09	27,7	58,1	61,7	27,5
2.формуле Залесского при Pi> 60МВт и Li< 1000км	кВ	96,8	28,02		61,5	27,3
3. формуле Илларионова (без ограничений) (формула 3.3)	кВ	-	-	-	-	-
Номинальное стандартное напряжение электропередачи по эмпирическим выражениям	кВ
Номинальное стандартное напряжение электропередачи окончательно	кВ
Предпочтительный диапазон сечений при выбранном напряжении	мм2	70-240	30-70	70-240	70-240	30-70

ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ И

Режим максимальных нагрузок

Определим напряжение в точке 2 расчетной схемы, приведенное к стороне ВН трансформатора с учётом продольной составляющей падения напряжения:

(9.1)

Желаемое напряжение в точке 2 для этого режима определим как

Номер необходимого ответвления найдем по выражению

(9.2)

,1

Округляем номер ответвления до ближайшего числа: n=5

Напряжение в точке 2 при выбранном номере ответвления РПН вычисляем по формуле

(9.3)

Требование ПУЭ выполняется:

10,2³4,8кВ

Режим минимальных нагрузок

Приведенное напряжение в точке 2

Желаемое напряжение для режима минимальных нагрузок

Номер необходимого ответвления

Округляем номер ответвления до ближайшего числа: n=11

Напряжение в точке 2 при выбранном номере ответвления РПН

Полученное значение предельно близко к кВ

Результаты показывают, что для обеспечения требуемого качества напряжения необходимы переключения рабочих ответвлений РПН. Если бы анализируемый трансформатор комплектовался устройством ПБВ вместо РПН, для всех расчетных режимов суток надлежало бы выбрать единое рабочее ответвление. При этом полностью выполнить требования ПУЭ по встречному регулированию напряжения было бы невозможно.

ОЦЕНОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Вычисление потокораспределения начинаем с составления расчетной схемы, на которую нанесены:

- источник питания сети – центр питания А;

- понижающие подстанции – узлы подключения нагрузок.

На расчетную схему наносим численные значения активной мощности ПС. На этапе предварительного расчета потокораспределения вычисления осуществляем с учетом полезных активных нагрузок ПС (потери и зарядные мощности линий не учитываем независимо от величины номинального напряжения сети). При этом активные мощности, подключенные на разных напряжениях одной из подстанций, складываем арифметически. На расчетную схему наносим также численные значения длин ВЛ в виде (l_ij/ k), где k – число параллельных цепей ВЛ.

Для радиальных участков схемы замещения, в соответствии с первым законом Кирхгофа, потоки активной мощности в линиях определяются величинами нагрузок, подключенных на приемных концах.

Рисунок 2.1 – Расчётная схема к определению потоков мощности (вариант 1-радиальная схема)

Произведем расчет потокораспределения для радиальной схемы (рисунок 2.1).

Потоки , и равны нагрузке подстанций на приёмном конце соответствующих линий.

Определяем

,

(2.1)

где - мощность нагрузки подстанции № 5

Таблица 2.1

Итоги оценочного расчета потоков активной мощности в воздушных линиях электросетевого района (вариант 1 - радиальная схема)

Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-11	Л 9-12	Л 0-10
Нормальный режим, , МВт	16,4
Число цепей, k, шт.
Нормальный режим на одну цепь, , МВт	8,2

Аварийным режимом, для радиальной сети, будет являться режим, при отключении одной цепи двухцепной линии (т.е. поток в одной линии вырастет в 2 раза).

Расчет потоков реактивной мощности производим аналогично, предварительно определив реактивную мощность нагрузки подстанций, результаты сводим в таблицы 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2 Определение реактивной нагрузки подстанций
№ П/С	Активная нагрузка П/С, МВт		Реактивная нагрузка П/С, МВАр
	2,4	0,4	0,96
		0,38	0,76
		0,37	4,44
		0,39	0,78

Определяем

,

(2.2)

Таблица 2.3

Итоги оценочного расчета потоков реактивной мощности в воздушных линиях электросетевого района (вариант 1 - радиальная схема)

Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-11	Л 9-12	Л 0-10
Нормальный режим, , МВАр	6,94	0,96	0,76	4,44
Число цепей, k, шт.
Нормальный режим на одну цепь, , МВАр	3,47	0,48	0,38	2,22

Аварийным режимом, для радиальной сети, будет являться режим, при отключении одной цепи двухцепной линии (т.е. поток одной линии вырастет в 2 раза).

Произведем расчет потокораспределения для кольцевой схемы.

Рисунок 2.2 – Расчётная схема к определению потоков мощности (вариант 2-кольцевая схема)

Таблица 2.4

Итоги оценочного расчета потоков активной мощности в воздушных линиях электросетевого района (вариант 2 - кольцевая схема)

Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-10	Л 9-11	Л 10-11	Л 10-12
Нормальный режим , , МВт	30,4
Число цепей, k, шт.
Нормальный режим на одну цепь, , МВт	15,2

Расчет потоков активной мощности для аварийных режимов производим аналогично, изменяя значения длин «обрываемых» линий, результаты сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 Определения максимальных (послеаварийных) потоков активной мощности в воздушных линиях сетевого района (вариант 1 -радиальная схема)
Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-10	Л 9-11	Л 10-11	Л 10-12
Наименование отключаемой ВЛ	Значение потока послеаварийного режима на одну цепь, МВт
Отключение одной цепи линии Л А-9	30,4
Отключение одной цепи линии Л 9-10	15,2
Отключение одной цепи линии Л 9-11	15,2
Отключение одной цепи линии Л 10-11	15,2
Отключение одной цепи линии Л 10-12	15,2
Наибольшие значения передаваемой мощности на одну цепь, МВт	30,4

Таблица 2.6

Итоги оценочного расчета потоков реактивной мощности в воздушных линиях электросетевого района (вариант 2 - кольцевая схема)

Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-10	Л 9-11	Л 10-11	Л 10-12
Нормальный режим передачи, , МВАр	12,16	0,76	4,44	4,44	0,78
Число цепей, k, шт.
Нормальный режим на одну цепь, , МВАр	6,08	0,38	2,22	4,44	0,39

Таблица 2.7 Определения максимальных (послеаварийных) потоков реактивной мощности в воздушных линиях сетевого района (вариант 2 - кольцевая схема)
Наименование ВЛ	Л А-9	Л 9-10	Л 9-11	Л 10-11	Л 10-12
Наименование отключаемой ВЛ	Значение потока послеаварийного режима на одну цепь, МВАр
Отключение одной цепи линии Л А-5	12,16	0,38	2,22	4,44	0,39
Отключение одной цепи линии Л 5-7	6,08	0,76	2,22	4,44	0,39
Отключение одной цепи линии Л 5-8	6,08	0,38	4,44	4,44	0,39
Отключение одной цепи линии Л 5-6	6,08	0,38	2,22	4,44	0,39
Отключение одной цепи линии Л 6-7	6,08	0,38	2,22	4,44	0,78
Наибольшие значения передаваемой мощности на одну цепь, МВАр	6,08	0,76	4,44	4,44	0,78