однотрансформаторной подстанции 110кВ, подключенной по схеме блок линия трансформатор с выключателем, определить возможный годовой недоотпуск электроэнергии вследствие внезапных отключений.
Элемент |
ω,1/год |
Тв, час |
Μр,1/год |
Тр, час |
Трансформатор |
0,01 |
100 |
0,2 |
100 |
ЛЭП - 110 |
1,0 |
10 |
1,0 |
20 |
Выкл. 1 |
0,02 |
20 |
0,2 |
30 |
Выкл. 2 |
0,005 |
10 |
0,1 |
50 |
Рмак=12МВт; Тм=6000ч:
Возможный недоотпуск электроэнергии.
;=;
W=1*10+0.02*20+0.01*100+0,005*10)(1-0.007)=8220*11,45*0.993=93,5тыс.кВт*ч
Задача №2
Выбрать жесткие сборные шины (токоведущие части) для условий заданных в
таблице 2. Выполнить выбор по условиям длительных режимов и проверить на динамическую стойкость и если требуется то и на термическую стойкость.( М/УК-2657)
Варант |
Тип |
Uн.эл.уст |
Iмах.р. |
Iутяж.. павар |
Iпо |
Тмах. р |
Tокр., |
Lпр, |
амф |
tрз |
Тип РУ |
№ |
пр-ка |
кВ |
кА |
кА |
кА |
час |
C |
м |
м |
с |
|
1 |
Т.ч. |
220 |
0,9 |
1,4 |
3,8 |
4500 |
25 |
6,0 |
3,5 |
0,8 |
ОРУ |
2 |
Т.ч. |
220 |
0,6 |
1,2 |
3,0 |
5000 |
20 |
7,0 |
3,2 |
1,0 |
ОРУ |
3 |
Т.ч. |
110 |
0,7 |
1,2 |
4,2 |
4500 |
25 |
5,0 |
1,5 |
1,2 |
ОРУ |
4 |
Т.ч. |
110 |
1,0 |
1,5 |
3,6 |
5000 |
30 |
4,5 |
2,0 |
1,5 |
ОРУ |
5 |
Т.ч. |
35 |
1,2 |
1,8 |
5,2 |
5500 |
35 |
4,0 |
0,5 |
1,6 |
ОРУ |
6 |
Сб. шины |
35 |
0,7 |
1,2 |
4,8 |
6000 |
15 |
3,0 |
0,6 |
1,8 |
ОРУ |
7 |
Т.ч. |
10 |
0,8 |
1,4 |
17 |
5500 |
20 |
1,2 |
0,3 |
2,0 |
ЗРУ |
8 |
Сб. шины |
10 |
1,2 |
1,8 |
18 |
4000 |
25 |
1,0 |
0,4 |
0,6 |
ЗРУ |
9 |
Т.ч. |
6,3 |
1,2 |
1,8 |
17 |
4500 |
30 |
1,0 |
0,2 |
0,8 |
ЗРУ |
10 |
Сб. шины |
220 |
0,8 |
1,5 |
2,8 |
5000 |
35 |
6,5 |
2,4 |
1,0 |
ЗРУ |
11 |
Т.ч. |
220 |
0,7 |
1,2 |
3,2 |
5500 |
15 |
7,5 |
2,5 |
1,2 |
ЗРУ |
12 |
Сб. шины |
110 |
0,9 |
1,6 |
3,4 |
6000 |
20 |
5,5 |
1,5 |
1,5 |
ЗРУ |
13 |
Т.ч. |
110 |
0,6 |
1,1 |
2,5 |
3500 |
25 |
4,5 |
1,7 |
1,6 |
ЗРУ |
14 |
Сб. шины |
35 |
0,7 |
1,4 |
4,2 |
4000 |
30 |
3,5 |
0,8 |
1,8 |
ЗРУ |
15 |
Т.ч. |
35 |
0,6 |
1,2 |
3,6 |
4500 |
35 |
4,0 |
0,6 |
2,0 |
ЗРУ |
16 |
Сб. шины |
10 |
0,8 |
1,5 |
16 |
5000 |
15 |
1,5 |
0,5 |
0,6 |
ЗРУ |
17 |
Т.ч. |
10 |
0,9 |
1,3 |
14 |
5500 |
20 |
1,2 |
0,4 |
0,8 |
ЗРУ |
18 |
Сб. шины |
6,3 |
1,4 |
1,8 |
18 |
25 |
1,1 |
0,3 |
1,0 |
ЗРУ |
|
19 |
Т.ч. |
6,3 |
0,9 |
1,6 |
19 |
4800 |
30 |
1,5 |
0,3 |
1,2 |
ЗРУ |
20 |
Сб. шины |
110 |
0,7 |
1,4 |
3,2 |
35 |
2,5 |
2,7 |
1,5 |
ЗРУ |
|
21 |
Т.ч. |
220 |
0,5 |
1,2 |
2,8 |
5000 |
15 |
3,5 |
3,2 |
1,6 |
ЗРУ |
22 |
Сб. шины |
35 |
0,9 |
1,5 |
4,5 |
20 |
1,4 |
0,7 |
1,8 |
ЗРУ |
|
23 |
Т.ч. |
10 |
0,4 |
0,8 |
16 |
6000 |
25 |
1,0 |
0,4 |
2,0 |
ЗРУ |
24 |
Сб. шины |
220 |
1,8 |
2,2 |
4,8 |
- |
30 |
6,5 |
3,0 |
0,6 |
ЗРУ |
25 |
Т.ч. |
110 |
0,9 |
1,4 |
5,2 |
4000 |
30 |
5,0 |
1,6 |
0,8 |
ЗРУ |
26 |
Сб. шины |
220 |
1,5 |
2,0 |
4,5 |
- |
30 |
6,0 |
2,8 |
1,0 |
ЗРУ |
Пример решения задачи 2
Выбрать жесткие токоведущие части прямоугольного сечения от выводов 6кВ трансформатора до стены ЗРУ при следующих расчетных параметрах : Iном=900А; Iутяж.=2Iном.; Tмах=5500ч; iу=45кА; аф=500мм;Lпр=7000мм.
Решение
Iутяж=1800А;Jэк=1,0;qэк=900мм2; q.=100х10 -1820А;
f0==0.93Гц; J=W=
f==Н/м;=2091,082МПа
Условие не выполняется. Возможно: Изменить расположение шин, длину пролета или материал шин. Располагаем шины плашмя: J= W=f0==10,2Гц; ; Условие не выполняется. (82 МПа); Если поставить на середине распорки (уменьшение длины пролета в два раза, то f0 станет 40,8 Гц, что недопустимо).
Применим медные шины расположенные плашмя. Длина пролета 3,5м.
f0==29,4Гц;
; Условие выполняется.
Пример решения задачи 2
Для РУ-220 кВ выбрать жесткие токоведущие части трубчатого сечения при следующих параметрах рабочих режимов и короткого замыкания:
Iм.р. =550А; I утяж=1,8 I ном; Tмах=4500ч;
iу=16кА; аф=1800мм;Lпр=9400мм.
Решение
I утяж =990А;jэк =1,1А/мм2 ; qэк=500мм2; q=45/50-1040A –Al; q==; Это не удовлетворяет условию экономической плотности тока.
Выбираем трубу большего диаметра: q=60/54-1340A –Al; q==;
J=W=
; f===Н/м;
=30,26£82МПа
Задача 3
Перегрузки трансформаторов
Определить допустимую длительность аварийной перегрузки трансформаторов для следующих условий (М/УК 2475)::
Варант |
Тип системы |
Кз1 |
Кпер |
Тохл |
№ |
охлаждения |
ое |
ое |
С |
1 |
М |
0,5 |
1,4 |
30 |
2 |
Д |
0,6 |
1,2 |
25 |
3 |
ДЦ |
0,7 |
1,1 |
20 |
4 |
Ц |
0,8 |
1,5 |
15 |
5 |
М |
0,4 |
1,6 |
10 |
6 |
Д |
0,55 |
1,7 |
30 |
7 |
ДЦ |
0,65 |
1,8 |
25 |
8 |
Ц |
0,75 |
1,9 |
20 |
9 |
М |
0,5 |
2,0 |
15 |
10 |
Д |
0,6 |
1,85 |
10 |
11 |
ДЦ |
0,7 |
1,75 |
30 |
12 |
Ц |
0,8 |
1,65 |
25 |
13 |
М |
0,4 |
1,4 |
20 |
14 |
Д |
0,55 |
1,2 |
15 |
15 |
ДЦ |
0,65 |
1,1 |
10 |
16 |
Ц |
0,75 |
1,5 |
30 |
17 |
М |
0,5 |
1,6 |
25 |
18 |
Д |
0,6 |
1,7 |
20 |
19 |
ДЦ |
0,7 |
1,8 |
15 |
20 |
Ц |
0,8 |
1,9 |
10 |
21 |
М |
0,4 |
2,0 |
30 |
22 |
Д |
0,55 |
1,85 |
25 |
23 |
ДЦ |
0,65 |
1,75 |
20 |
24 |
Ц |
0,75 |
1,65 |
15 |
25 |
М |
0,5 |
1,4 |
10 |
26 |
Д |
0,6 |
1,2 |
30 |
Задача 4
Определить допустимую длительность систематической перегрузки трансформатора для следующих условий (М/УК 2475)::
Варант |
Тип системы |
Кз1 |
Кпер |
Тохл |
№ |
охлаждения |
ое |
ое |
С |
1 |
ДЦ |
0,4 |
2,0 |
20 |
2 |
Ц |
0,55 |
1,9 |
25 |
3 |
М |
0,65 |
1,8 |
10 |
4 |
Д |
0,7 |
1,7 |
15 |
5 |
ДЦ |
0,5 |
1,6 |
30 |
6 |
Ц |
0,8 |
1,5 |
20 |
7 |
М |
0,9 |
1,4 |
25 |
8 |
Д |
0,4 |
1,3 |
10 |
9 |
ДЦ |
0,55 |
1,2 |
15 |
10 |
Ц |
0,65 |
1,1 |
30 |
11 |
М |
0,7 |
2,0 |
20 |
12 |
Д |
0,5 |
1,9 |
25 |
13 |
ДЦ |
0,8 |
1,8 |
10 |
14 |
Ц |
0,9 |
1,7 |
15 |
15 |
М |
0,4 |
1,6 |
30 |
16 |
Д |
0,55 |
1,5 |
20 |
17 |
ДЦ |
0,65 |
1,4 |
25 |
18 |
Ц |
0,7 |
1,3 |
10 |
19 |
М |
0,5 |
1,2 |
15 |
20 |
Д |
0,8 |
1,1 |
30 |
21 |
ДЦ |
0,9 |
2,0 |
20 |
22 |
Ц |
0,4 |
1,9 |
25 |
23 |
М |
0,55 |
1,8 |
10 |
24 |
Д |
0,65 |
1,7 |
15 |
25 |
ДЦ |
0,7 |
1,6 |
30 |
26 |
Ц |
0,5 |
1,5 |
20 |
Пример решения задачи
Определить допустимую длительность аварийной и систематической перегрузки для трансформатора с системой охлаждения Д. До момента перегрузки Т работал со следующими ступенями нагрузки: К1= 0,4 – 2 ч; К2 = 0,7 – 4 ч; К3 = 0,75 – 2 ч; Кпер = 1,5, nокр.ср. = 30оС.
Решение
Кз.экв=; По табл.П.2.6 tсист=1,5ч; . по табл.П.2.13 tавар.=3,0ч.
Задача №5
Выбрать кабель отходящей линии для условий приведенных в таблице. ( М/УК-2657)
Варант |
Uном |
Iмак.р. |
Тмах |
Iутяж |
окр.ср |
Iпо |
Nкаб. парал. |
l |
tрз |
Усл. прокл. |
№ |
кВ |
А |
час |
А |
°С |
кА |
шт |
мм |
сек |
|
1 |
6 |
220 |
2000 |
300 |
5,земля |
5,8 |
1 |
100 |
0,5 |
Пес-глин. вл. 14% |
2 |
6 |
180 |
1500 |
250 |
10,земля |
6,5 |
2 |
200 |
0,7 |
Пес. влаж.5% |
3 |
6 |
150 |
2500 |
220 |
15,земля |
7,0 |
3 |
300 |
0,8 |
Пес-глин. вл. 5% |
4 |
6 |
170 |
2800 |
280 |
20,земля |
7,5 |
4 |
100 |
0,9 |
Каменист. |
5 |
6 |
50 |
3000 |
80 |
25,земля |
8,0 |
1 |
200 |
1,0 |
Пес-глин. вл. 9% |
6 |
6 |
80 |
3200 |
150 |
5, земля |
8,5 |
2 |
300 |
1,1 |
Пес. влаж.10% |
7 |
6 |
100 |
3400 |
160 |
10, земля |
9,0 |
3 |
100 |
1,2 |
Пес-глин. вл. 14% |
8 |
6 |
120 |
3600 |
200 |
15, земля |
9,6 |
4 |
200 |
1,3 |
Пес. влаж.5% |
9 |
6 |
40 |
3800 |
80 |
20, земля |
10,0 |
1 |
300 |
1,4 |
Пес-глин. вл. 5% |
10 |
6 |
150 |
4000 |
250 |
25, земля |
11,2 |
2 |
100 |
1,5 |
Каменист. |
11 |
6 |
40 |
4200 |
80 |
5,земля |
12,5 |
3 |
200 |
0,5 |
Пес-глин. вл. 9% |
12 |
6 |
120 |
4500 |
200 |
10,земля |
13,0 |
4 |
300 |
0,7 |
Пес. влаж.10% |
13 |
6 |
130 |
4800 |
250 |
15,земля |
13,4 |
1 |
100 |
0,8 |
Пес-глин. вл. 14% |
14 |
10 |
200 |
5000 |
300 |
20,земля |
5,8 |
2 |
200 |
0,9 |
Пес. влаж.5% |
15 |
10 |
140 |
5200 |
260 |
25,земля |
6,5 |
3 |
300 |
1,0 |
Пес-глин. вл. 5% |
16 |
10 |
270 |
5500 |
350 |
5,воздух |
7,0 |
4 |
100 |
1,1 |
Пес. влаж.10% |
17 |
10 |
230 |
5800 |
310 |
10,воздух |
7,5 |
1 |
200 |
1,2 |
Пес-глин. вл. 14% |
18 |
10 |
60 |
6000 |
120 |
15,воздух |
8,0 |
2 |
300 |
1,3 |
Пес. влаж.5% |
19 |
10 |
70 |
2800 |
140 |
20,воздух |
8,5 |
3 |
100 |
1,4 |
Пес-глин. вл. 5% |
20 |
10 |
90 |
3500 |
140 |
25,воздух |
9,0 |
4 |
200 |
1,5 |
Каменист. |
21 |
10 |
160 |
3900 |
260 |
5,земля |
9,6 |
1 |
300 |
0,5 |
Пес-глин. вл. 5% |
22 |
10 |
180 |
5200 |
220 |
10,земля |
10,0 |
2 |
100 |
0,7 |
Каменист. |
23 |
10 |
200 |
4700 |
300 |
15,земля |
11,2 |
3 |
200 |
0,8 |
Пес-глин. вл. 9% |
24 |
10 |
210 |
5700 |
300 |
20,земля |
12,5 |
4 |
300 |
0,9 |
Пес. влаж.10% |
25 |
10 |
170 |
6200 |
250 |
25,земля |
13,2 |
1 |
100 |
1,0 |
Пес-глин. вл. 14% |
26 |
10 |
210 |
6500 |
330 |
5,воздух |
14 |
2 |
200 |
1,1 |
Пес-глин. вл. 5% |
Пример решения задачи
• Для кабельной линии подключенной к РУ-10кВ выбрать кабель. Расчетные условия следующие: I мах.р.=260А; Тмак=4000ч; Iутяж =320А; Iпо=16кА; tрз=2,4с. tсв=0,05с Кабель проложен в песчаной почве влажностью более 9%, окр.ср.=100С. Параллельно проложены 2 кабеля, L=200мм. Выполнить проверку на термическую стойкость.
Решение
Jэк=1.4А/мм кв; qэк=260/1,4=185,7 мм2 ;qкаб. пр=185 мм2 ; Iдоп1=310А;
Iдоп=К 1*К 2*К3 *Iдоп1=1,04*0,92*1,05*310=311,5А;
Условие проверки по длительному режиму не выполняется.
Увеличиваем на ступень сечение кабеля: qкаб=240мм2 ; Iдоп1=355А;
Iдоп=К 1К 2К3 Iдоп1=0,92*1,05*1,04*355=356,6А;
Условие проверки по длительному режиму
выполняется:
Из условия термической стойкости Вк=*с
qмин.т.с.=
Кабель удовлетворяет условию термической стойкости.:
Задача №6
Выбрать количество и мощность силовых трансформаторов на ГПП сравнением вариантов по технико-экономическим показателям. Исходные данные приведены в таблице:
Номер варианта |
Нагрузка Smaх , МВА |
Напряжение высокой стороны U1, кВ |
Напряжение средней стороны U2, кВ |
Напряжение низкой стороны U3, кВ |
Нагрузка 1и 2 категорий соответственно, % |
Число часов Тм, |
1 |
20 |
110 |
- |
10 |
30/20 |
5500 |
2 |
43 |
110 |
35 |
10 |
45/20 |
5000 |
3 |
33 |
220 |
35 |
10 |
50/10 |
6000 |
4 |
25 |
35 |
- |
10 |
20/30 |
6500 |
5 |
40 |
220 |
35 |
10 |
30/30 |
6300 |
6 |
120 |
220 |
110 |
35 |
40/10 |
6500 |
7 |
250 |
330 |
- |
10,5 |
30/20 |
6000 |
8 |
200 |
220 |
- |
10 |
20/20 |
5500 |
9 |
63 |
35 |
- |
10 |
40/10 |
5500 |
10 |
85 |
110 |
- |
10 |
50/10 |
6000 |
11 |
18 |
110 |
- |
10 |
20/30 |
5000 |
12 |
75 |
220 |
35 |
10 |
30/40 |
6000 |
13 |
170 |
220 |
110 |
35 |
50/10 |
6500 |
14 |
185 |
330 |
115 |
35 |
40/20 |
5600 |
15 |
65 |
110 |
- |
35 |
30/30 |
6000 |
16 |
155 |
110 |
- |
6,3 |
40/10 |
5000 |
17 |
22 |
35 |
- |
10,5 |
30/10 |
5000 |
18 |
92 |
35 |
- |
10,5 |
20/30 |
6000 |
19 |
54 |
110 |
- |
35 |
40/20 |
5500 |
20 |
110 |
110 |
- |
35 |
50/10 |
6000 |
21 |
70 |
220 |
- |
6,3 |
20/20 |
5500 |
22 |
240 |
220 |
110 |
10 |
50/10 |
6000 |
23 |
78 |
220 |
35 |
10 |
40/20 |
6500 |
24 |
260 |
330 |
110 |
35 |
50/20 |
6500 |
25 |
68 |
330 |
- |
10 |
40/10 |
6000 |
26 |
11 |
35 |
- |
10 |
20/50 |
5000 |
Число трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости от мощности и ответственности потребителей, а также наличия резервных источников питания в сетях среднего и низкого напряжений. Так как от подстанции питаются потребители I-ой и II-ой категорий, то по условию надежности требуется установка нескольких трансформаторов(обычно 2).
U1=220 кВ; U2=35 кВ; U2 =10кВ. Тм=5000ч; Загрузка: SmaхР=75МВА
Расчетная мощность трансформаторов определяется из выражения:
(1.1)
где - расчетная мощность трансформатора, МВА;
- суммарная мощность потребителей, МВА; =75МВА
- коэффициент аварийной перегрузки;
n - количество трансформаторов.
Напряжения 220/35/10 кВ
=
Рассмотрим два варианта:
1) 2х 63 МВА
2) 2х 40 МВА
При этом во втором варианте следует учесть ущерб от недоотпуска электроэнергии.
Допустимая перегрузка 40%, а Cosφ=0.8,
Часть нагрузки придется отключить:
ΔS = Sм.расч –Sт. доп=75-56=19МВА; ΔР= ΔS*0,8=19*0,8=15,2МВт
Недоотпуск электроэнергии: =15,2***2*0,02*100=41,6тыс. кВт*ч
Ущерб от недоотпуска::У= У0* =0,3*2150*41,6*103=26,86 млн. руб
Таблица 1.Каталожные данные трансформаторов
Тип трансформа-тора |
Sном, МВА |
Uном, кВ, обмоток |
Потери |
Uк, |
||||||
ВН |
СН |
НН |
ΔPхх, кВт |
ΔPкз, квт |
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
|||
ТДТН-63000/220 |
63 |
230 |
38.5 |
11 |
53 |
280 |
11 |
12,5 |
9,5 |
|
ТДТН-40000/35 |
40 |
230 |
38.5 |
11 |
48 |
220 |
12,7 |
11 |
40 |
Таблица 2.Капиталовложения в подстанции
Оборудование |
Стоимость единицы ,тыс.у.е. |
Варианты Первый К-во ед., шт. |
второй Общ. ст., тыс.уе |
К-во ед., шт. |
Общ. ст. , тыс. .уе |
Трехобмоточный трансформатор |
|||||
ТДТН-63000/220/35/10 |
130 |
- |
- |
2 |
260 |
ТДТН-40000-220/35/10 |
112 |
2 |
244 |
- |
- |
Годовые эксплуатационные издержки складываются из четырех составляющих:
(3.2)
где - амортизационные отчисления, млн. руб.,; (3.3)
где а - норма амортизационных отчислений, для силового оборудования равна 6.4%;
И0- издержки на обслуживание электроустановки,, (3.4)
где b - норма отчислений на обслуживание, равна 2%;
- издержки, обусловленные потерями энергии в проектируемой установке,
, (3.5)
где b - удельные затраты на возмещение потерь, принимаются равными 0.8 *10 -2 у.е./кВт×ч; - потери электроэнергии, кВт×ч/год,
Определим издержки для первого варианта:
=2*53*8760+2**280*3411=
928,6*103+676,5*103=1605,1тыс. кВт*ч,
где n - количество трансформаторов; Рхх - потери холостого хода, кВт;
Sн - мощность нагрузки, МВА; UНТ – номинальное напряжение стороны
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.