Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения

Исходные данные

Исходные данные представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Тип источника	КЭС, ТЭС					ГТЭС		ГАЭС,  ГЭС		ЛЭП
Р, МВт	800	300	200	100	15	100	150	50	200	1000
n, шт.	1	10	9	19	20	3	1	2	4	2

Таблица 2

β	Кс	РБ,МВт	γоп	L,км	К1	К2
0,18	0,3	2300	0,6	775	0,6	1,3

β – коэффициент аварийного снижения предела статической устойчивости электропередачи;

кс – коэффициент соотношения мощностей энергосистем;

РБ – балансовая мощность;

γоп -  коэффициент оперативного резерва;

L – длина ЛЭП

1 Определение оперативного резерва активной мощности  энергосистемы

Расчет  оперативного резерва производится с использованием зависимостей, предложенных институтом «Энергосетьпроект».

Нерегулярный максимум нагрузки, МВт,

,                                     (1)

где - максимум нагрузки энергосистемы, МВт.

Удельная единичная мощность агрегата  i-го типа,%,

 ,                                                               (2)

где - единичная мощность агрегата  i-го типа, МВт.

Полный аварийный резерв, МВт,

 ,                                                            (3) где -число агрегатов  i-го типа, %, .

Математическое ожидание суммарного значения мощности, находящейся в аварийном простое , МВт,

,                                                              (4)

где -показатель аварийности агрегата i-го типа , %.

Результаты расчета по формулам (2)-(4) представлены в таблице 3.

Таблица 3

, МВт	, шт	, МВт	, %	, %	, %	, МВт	, МВт
КЭС   и  ТЭС
800	1	800	7,5	7,125	20	160	60
300	10	3000	5,5	2,691	15	450	165
200	9	1800	4,5	1,794	12	216	81
100	19	1900	2	0,897	5	95	38
15	20	300	2	0,135	2,5	7,5	6
ГТЭС
100	3	300	2	0,897	5	15	6
150	1	150	2	1,345	5,5	8,25	3
ГАЭС,ГЭС
50	2	100	0,5	0,448	1,5	1,5	0,5
200	4	800	0,5	1,794	2,5	20	4
ЛЭП
1000	2	2000	3	8,967	9,5	190	60
Итого		11150				1163,25	423,5

Среднее квадратическое отклонение нагрузки, МВт,

,                                                       (5)

где k=5 ;

.

Оперативный резерв, МВт,

  ,                                      (6)

где           ,МВт,                                      (7)

;

 МВт.

2  Требования к пропускной способности межсистемных  связей

При выборе схем и параметров связей объединенных энергосистем  рассматриваются расчетные длительные перетоки мощности, которые имеют место при нахождении основного оборудования в послеаварийном ремонте.

По расчетным  длительным  перетокам определяется сечение проводов линии, потери мощности и энергии. По расчетным максимальным перетокам определяется пропускная способность  межсистемных связей.

Расчетные длительные (балансовые )  перетоки – перетоки, определяемые для часа годового максимума нагрузки энергосистемы. Балансовые перетоки между энергосистемами определяются на основе анализа баланса  мощности энергосистемы.

Балансовый переток, МВт,

,                                               (8)  где - максимум  нагрузки  энергосистемы, МВт;

- располагаемая мощность электростанций энергосистемы, МВт,

,                                                         (9)

где - установленная мощность электростанций, МВт;

- недоиспользованная мощность электростанций, МВт;

- суммарный резерв мощности на электростанциях энергосистемы, МВт,

,                                                       (10)

где - резерв для проведения текущего, капитального и среднего ремонтов, МВт;

- часть оперативного полного резерва, размещенная в данной                            

энергосистеме, МВт.

При определении расчетных длительных перетоков должна учитываться возможность непредвиденных отклонений баланса мощности энергосистемы.

Расчетные длительные перетоки, МВт,

,                                                 (11)

.

Расчетные максимальные перетоки мощности, МВт,

,                                        (12)

где - расчетный оперативный резерв энергосистемы, который был бы необходим в условиях изолированной работы узла для обеспечения индекса надежности 0,996 , МВт,

                                                            (13)

,                                                                  (14)

где -коэффициент оперативного резерва энергосистемы,

; 

.

Пропускная способность основных связей ОЭС и ЕЭС  должна удовлетворять следующим требованиям:

а) передача расчетных длительных перетоков должна обеспечиваться при нормативном уровне устойчивости и уровнях напряжений у потребителей, как при полной схеме сети, так и при отключении любого ее элемента;

б) при одновременном отключении любых двух элементов сети допускается ограничение передаваемой мощности;

в) передача расчетных максимальных перетоков должна обеспечиваться при полной схеме сети без снижения качества энергии и запаса  статической устойчивости против нормативного.

3  Определение пропускной способности  межсистемных  связей

Расчетный предел статической устойчивости электропередачи в исходном доаварийном режиме, МВт,

,                                                     (15)

где - коэффициент запаса статической устойчивости электропередачи в                                                                                                                                                       

исходном режиме,

,                                                          (16)               

- коэффициент запаса статической устойчивости электропередачи в   послеаварийном режиме, ,

- коэффициент аварийного снижения предела статической устойчивости электропередачи, =0,18,

- амплитуда нерегулярных колебаний мощности, МВт,

,                                                     (17)

=0,75 при автоматическом регулировании  мощности линии;

- суммарные мощности нагрузки с каждой из сторон  рассматриваемого сечения, МВт,

,                                                             (18)

,

,                                                                      (19)

- коэффициент соотношения мощностей энергосистем;

;

;

.

Предел статической устойчивости электропередачи, определяемый по величине максимальной мощности, МВт,

,                                                (20)

.

Из двух значений предела по (15) и (20)  в качестве расчетного принимается максимальное:

 ,                                                     (21)

 МВт.

Коэффициент запаса устойчивости в исходном режиме при загрузке электропередачи, равной длительной мощности , равен :

,                                                        (22)

.

При >0,4 ограничения могут возникнуть по факту превышения разности   допустимой величины, так как в этом случае  .

Предел передаваемой мощности одной линии, МВт,

,                                                                  (23)

.

Число линий электропередач,

,                                                                          (24)

.

Таким образом, необходимо 4 линии, но необходимо провести компенсацию параметров линии, чтобы уменьшить количество линий до двух .

4 Определение конструкции фаз и сечение провода

Выбор сечения провода производиться по значению длительной мощности

=2360 МВт. Используется метод по экономической плотности тока.

Экономическое сечение , кв. мм, определяется по формуле:

,                                                            (25)

где - ток в режиме максимальных нагрузок, А,

,                                                (26)

n – количество линий электропередач,

- экономическая плотность тока, А/кв.мм, =1,1 А/кв.мм,

.

Выбирается  провод марки 3хАСО-500. Допустимый длительный ток  для провода сечением  500 кв. мм - 945А, допустимая длительная мощность для этого же провода