Расчет районной электрической сети

4.  РАСЧЕТ РАЙОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ.

4.1.  Расчет режимов электрической сети.

Основной целью расчетов установившихся режимов является определение их параметров.Эти расчеты проводятся как при проектировании для предварительной оценки рассматриваемых вариантов выполнения сети, так и для оценки качества электроэнергии, получаемой потребителями, допустимости рассматриваемых режимов с точки зрения работы электрооборудования, а также выявления оптимальных условий электроснабжения потребителей.

Исходными данными при расчете режимов  сетей являются:

· известные мощности приемников электроэнергии или потребительских подстанций;

· значение номинальных напряжений линии электропередачи и напряжения на шинах источников питания (электрических станций или районных подстанций);

· параметры и схемы электрических соединений элементов сетей, на основе которых составляется расчетная схема замещения, при этом учитываются характерные особенности сети - конструктивное выполнение линий электропередачи,  их протяженность, номинальное напряжение и назначение расчетов, которые могут быть проектными или эксплуатационными.

Особенностью расчета режима кольцевой сети является необходимость предварительного выявления точек потокораздела активной и реактивной мощностей, в общем случае несовпадающих. Для кольцевой сети с n подстанциями, получающими питание от подстанции А, для нахождения точек потокораздела можно использовать допущение об отсутствии потерь мощности на участках, при котором потоки мощности на головных участках (А-1 и А’-n) определяются выражениями:

        

где Sk - нагрузка в точке k;   - сопряженные комплексы сопротивлений от точки k до соответствующего конца (A’ или A) развернутой в линию кольцевой сети при разрезании ее в точке А;   -  сопряженный комплекс суммарного сопротивления между точками А и А’, т.е. всех участков кольца.

В проектной практике на стадии, когда параметры участков сети еще не определены (не выбраны сечения проводов или кабелей), для определения потоков мощности на головных участках кольца, приходится пользоваться еще более приближенными выражениями, которые вытекают из (4.1) и (4.2) при допущении об «однородности» сети (то есть одинаковости отношений r_ij /x_ij  для всех участков):

где  Lk-A’, Lk-A  -  длины участков сети от точки k до точек A’ и A соответственно; LA-A’ - суммарная протяженность всех участков кольца.

Аналогичные формулы имеют место и при задании нагрузок токами (в низковольтных сетях).

После выявления точек потокораздела активной и реактивной мощности появляется возможность разделения кольцевой схемы на две магистральные, режим каждой из которых может быть рассчитан методом «в два этапа», если получаемая при этом точность результатов достаточна для решения задачи.

В качестве районной электрической сети задана замкнутая сеть 110 кВ, состоящая из четырех подстанций. Энергия в рассматриваемую сеть поступает с шин подстанции А, напряжение на которой поддерживается равным 118 кВ.

От шин подстанции Б питается заданное предприятие. Нагрузка подстанций и длины питающих линий указаны на рис. 4.1.

Рис 4.1. Схема электрической сети 110 кВ.

Поскольку в заданной электрической сети установлены двухтрансформаторные подстанции, то номинальную мощность трансформаторов выбираем по условию (2.1.)

  

где                         

В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потребителей III категории надежности электроснабжения.

Выберем трансформаторы на подстанции Б ( выбор трансформаторов произведен в пункте 2)

Выберем трансформаторы для установки на подстанции В.

 МВт

Q_э=Р_Вå ^. thj_э=13.3 ^. 0.3=3.99 Мвар

S_Вå= МВА

S_ном.т=13.9/2 ^. 0.7=9.9 МВА

Принимаем к установке трансформаторы ТДН с номинальной мощностью 10 МВА.  Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме по условию:

1.4^.S_ном.т³S_Вå

1.4 ^. 10> 13.9 МВА

14 МВА > 13.9 МВА

Условие выполняется, значит выбранный трансформатор подходит для установки на подстанции В.

Выберем трансформаторы на подстанции Г.

Р_Гå=S_Г ^. cos j =11.6 ^. 0.9=10.4 МВт

Q_э=Р_Гå ^. thj_э=10.4 ^. 0.3=3.12 Мвар

S_Гå= МВА

S_ном.т=10.9/2 ^. 0.7=7.8 МВА1.4 ^. 10> 13.9 МВА

Принимаем к установке трансформаторы ТДН с номинальной мощностью 10 МВА. . Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме по условию:

1.4^.S_ном.т³S_Гå

1.4 ^. 10> 10.9 МВА

14 МВА > 10.9 МВА

Условие выполняется, значит, выбранный трансформатор подходит для установки на подстанции Г. Представим параметры выбранных трансформаторов в виде таблицы 4.1

Параметры трансформаторов сети                                            Таблица 4.1

П/ст	Тип Тр-в	Sном, МВА	UК%	DРК, кВт	DРХ, кВт	IX,%	RT, Ом	XT, Ом
Б	ТМН	6.3	10.5	44	11.5	0.8	14.7	220.4
В	ТДН	10	10.5	60	14	0.7	7.95	139
Г	ТДН	10	10.5	60	14	0.7	7.95	139