Разработка подстанции "Светлая" 110/10 кВ, которая необходима для питания печатной фабрики и коммунально-бытовой нагрузки
Проектирование электрической части подстанции "Светлая". Выбор основного и вспомогательного оборудования на проектируемой подстанции. Расчет релейной защиты силового трансформатора. Определение допустимых значений отклонений напряжения на шинах 10 кВ.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.02.2015 |
Размер файла | 709,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Электроэнергетическая система - это совокупность электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электрической энергии. Эффективность работы электроэнергетической системы определяется надежным и бесперебойным снабжением потребителей энергией надлежащего качества. Электроэнергетическая система должна иметь минимальный уровень издержек, обеспечение которого достигается рациональным выбором режима работы элементов сети с учетом потребности потребителей в электроэнергии.
Целью дипломного проекта является разработка подстанции «Светлая» 110/10 кВ, которая необходима для питания печатной фабрики и коммунально-бытовой нагрузки. Для проектируемой подстанции выбирается оптимальная схема электроснабжения, главная схема подстанции, силовое и измерительное оборудование. Для электросетевого района производится расчет режимов максимальной и минимальной нагрузки, а также наиболее опасных послеаварийных режимов, рассчитываются токи короткого замыкания. В дипломном проекте выполнены расчеты основных технико-экономических показателей, рассмотрена организация обслуживания и ремонта проектируемых электроустановок, мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности.
Для выбора оптимальной схемы питания проектируемой подстанции в дипломном проекте предлагается несколько вариантов ее присоединения к сети. Для всех предложенных вариантов проводятся расчеты нормальных и наиболее опасных послеаварийных режимов работы. Выбор наилучшего варианта производится с использованием критерия минумума дисконтированных издержек.
В дипломном проекте рассчитываются допустимые значения отклонений напряжения на шинах 10 кВ подстанции «Светлая» с целью обеспечения требований ГОСТ 13109-97 по уровню напряжений у всех потребителей, питающихся от проектируемой подстанции.
1. Постановка задачи и обоснование темы проекта
Задачей проекта является реконструкция электрической сети и разработка электрической части понизительной подстанции в связи со строительством новой подстанции «Светлая» для электроснабжения печатной фабрики и комунально-бытовой нагрузки включающих потребителей первой, второй и третьей категорий. График изменения мощности нагрузки в течение суток приведен на рисунке 1 в приложении к заданию. Мощность нагрузки составляет 8,3 МВт.
Подстанция «Светлая» имеет восемь отходящих фидеров, марка кабеля и процентное содержание потребителей I, II, III категорий приведены в таблице 5 приложения к заданию.
Источниками энергии данной сети являются подстанции: Высокая, Коркино и Пузыри, имеющие между собой связи по воздушным линиям 220 кВ. Характеристики источников питания, характеристики ЛЭП существующей сети приведены в таблице 2 и таблице 3 соответственно, в приложении к заданию.
Рассматриваемый электросетевой район имеет 16 подстанций с высшим напряжением 110 кВ, из которых три подстанции однотрансформаторные. Данные по подстанциям приведены в таблице 1 приложения к заданию, схема электрических соединений сети приведена на рисунке 3. Географическое расположение подстанций показано на рисунке 2.
При реконструкции сетевого района, вызванной строительством подстанции «Светлая» необходимо решить следующие задачи:
· рассмотреть возможные варианты реконструкции сетевого района в связи со строительством подстанции «Светлая» с учетом роста нагрузок на перспективу 5 лет и выбрать оптимальный вариант;
· исследовать работу сети в нормальном и послеаварийных режимах, провести проверку элементов сети;
· провести выбор основного и вспомогательного оборудования на проектируемой подстанции;
· рассчитать релейную защиту силового трансформатора;
· выбрать конструктивные элементы и рассчитать механические характеристики линий электропередачи;
· рассчитать основные технико-экономические показатели сетевого района после реконструкции.
2. Анализ основных режимов работы реконструируемой сети
В связи с ростом мощностей и протяженности электрических систем, с созданием объединенных и единых энергетических систем возросла сложность электрических расчетов. Поэтому возникает необходимость расчетов различных режимов посредством применения современной вычислительной техники. Расчет потокораспределения производится по программе «Энергия». Схема замещения сети с параметрами элементов приводится на рисунке 2.1. Целью расчета режимов работы сети являются:
определение уровней напряжений на шинах 220, 110 и 10 кВ подстанций при максимальной и минимальной нагрузке, а также в аварийных режимах;
определение суммарных потерь активной и реактивной мощности в сети;
определение активных и реактивных мощностей, протекающих по линиям в указанных режимах.
2.1 Расчёт режима максимальных и минимальных нагрузок
электрический подстанция трансформатор напряжение
В режиме максимальных нагрузок по сети передаются значительные мощности, а следовательно по линиям протекают достаточно большие токи, которые вызывают потери в сопротивлениях линий мощности и напряжений. Для снижения потерь мощности необходимо поддерживать на шинах источников питания повышенное напряжение. В проектируемой сети на шинах подстанции «Высокая» поддерживается напряжение 230 кВ.
Перед проведением расчета режима минимальных нагрузок следует рассмотреть вопрос о числе трансформаторов, работающих в этом режиме на подстанциях с двумя трансформаторами. Для этого определяется экономически целесообразная мощность SЭ, МВА;
где Sном - номинальная мощность трансформатора, МВА;
ДРхх - мощность холостого хода трансформаторов, кВт;
ДРкз - мощность короткого замыкания трансформатора, кВт.
Мощность SЭ сравнивается с мощностью нагрузки и, если мощность нагрузки меньше эквивалентной мощности, то с целью уменьшения потерь мощности можно отключить один из параллельно работающих трансформаторов. Решение об отключении части трансформаторов зависит также от наличия потребителей I категории. Так как все двухтрансформаторные подстанции в данном сетевом районе имеют на низшей стороне линии, питающие потребителей I категории, то отключение трансформаторов при минимальных нагрузках не производится.
В режиме минимальных нагрузок необходимо поддерживать напряжение у потребителей не выше номинального. Регулирование напряжения на подстанциях осуществляется при помощи устройств РПН трансформаторов.
Рассматривается режим максимальных и минимальных нагрузок. Данные расчета приводятся в таблицах 2.1 - 2.2.
Таблица 2.1 - Расчет мощностей потребителей учетом роста нагрузок на перспективу пять лет
Наименование потребителей |
Количество и тип трансформаторов |
Мощность потребителей 2005г. |
Мощность потребителей 2010г. |
Рост нагрузки за год, % |
||||
Р, МВт |
Q, Мвар |
Р, МВт |
Q, Мвар |
|||||
Зима |
Зима |
Зима |
Зима |
|||||
Лето |
Лето |
Лето |
Лето |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
Луговая |
2?ТДН-10000/110 |
11,89 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Горная |
2?ТДН-10000/110 |
11,9 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Ерши |
2?ТМН-6300/110 |
7,5 |
4,65 |
7,88 |
4,89 |
1 |
||
5,25 |
3,25 |
5,52 |
3,42 |
|||||
Молот |
2?ТДН-10000/110 |
11,42 |
7,08 |
12,0 |
7,44 |
1 |
||
7,88 |
4,88 |
8,28 |
5,13 |
|||||
Курская |
2?ТДН-10000/110 |
11,9 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Базовая |
2?ТМН-2500/110 |
3,0 |
1,86 |
3,15 |
1,95 |
1 |
||
2,1 |
1,3 |
2,21 |
1,37 |
|||||
Костино |
2?ТДН-10000/110 |
11,9 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Захарово |
2?ТДН-10000/110 |
11,9 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Березино |
ТМН-2500/110 |
2,0 |
1,24 |
2,10 |
1,30 |
1 |
||
1,4 |
0,87 |
1,47 |
0,91 |
|||||
Лесная |
2?ТМН-6300/110 |
7,5 |
4,65 |
7,88 |
4,89 |
1 |
||
5,25 |
3,25 |
5,52 |
3,42 |
|||||
Пионерская |
ТМН-2500/110 |
2,0 |
1,24 |
2,10 |
1,30 |
1 |
||
1,4 |
0,87 |
1,47 |
0,91 |
|||||
Белая |
2?ТМН-6300/110 |
7,5 |
4,65 |
7,88 |
4,89 |
1 |
||
5,25 |
3,25 |
5,52 |
3,42 |
|||||
Ветлужская |
2?ТДН-10000/110 |
11,9 |
7,37 |
12,5 |
7,75 |
1 |
||
8,3 |
5,16 |
8,72 |
5,42 |
|||||
Марково |
ТДН-10000/110 |
7,8 |
4,83 |
8,20 |
5,08 |
1 |
||
5,5 |
3,41 |
5,78 |
3,58 |
|||||
Григорьево |
2?ТМН-2500/110 |
3,0 |
1,86 |
3,15 |
1,95 |
1 |
||
2,1 |
1,3 |
2,21 |
1,37 |
|||||
Шумово |
2?ТДТН-40000/110 |
CH |
36,5 |
22,62 |
38,36 |
23,77 |
1 |
|
25,6 |
15,86 |
26,91 |
16,67 |
|||||
HH |
9,14 |
5,66 |
9,61 |
5,95 |
||||
6,4 |
3,97 |
6,73 |
4,17 |
|||||
Старица |
2?АТДТН-63000/220/110 |
87,0 |
53,92 |
91,44 |
56,67 |
1 |
||
60,0 |
37,18 |
63,06 |
39,08 |
Таблица 2.2 - Расчет токов в линиях
Наименование линии электропередачи |
Iдоп , А |
Величины токов в линиях в 2005 году, А |
||
зима |
лето |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
ЛЭП 110кВ |
||||
Высокая - от.Горная - Луговая |
265 |
83,5 - 45,0 |
55,6 - 31,7 |
|
Высокая - Базовая |
265 |
172 |
110 |
|
от. Горная-Горная |
265 |
37,2 |
25,1 |
|
Луговая-Ерши |
390 |
26,4 |
16,5 |
|
Ерши-Молот |
390 |
30,1 |
19,2 |
|
Молот-Курская |
265 |
93,7 |
60,9 |
|
Курская-Коркино |
390 |
163 |
107 |
|
Базовая - Костино |
265 |
154 |
99 |
|
Костино - Захарово |
265 |
78,6 |
50 |
|
Захарово - Березино |
390 |
12,8 |
8,1 |
|
Захарово - Лесная |
390 |
18,4 |
12,4 |
|
Лесная-от.Пионерская-Белая |
265 |
60,6 - 72,1 |
39,1 - 46 |
|
от. Пионерская - Пионерская |
265 |
13,4 |
8,8 |
|
от. Белая - Белая |
450 |
139(20,3) |
90,2(13,7) |
|
Пузыри - от. Белая |
450 |
18,8 |
13 |
|
от. Белая - Ветлужская |
450 |
117 |
73,5 |
|
Ветлужская - Высокая |
450 |
190 |
122 |
|
Шумово - от. Белая |
450 |
206 |
133 |
|
от. Белая - Высокая |
450 |
182 |
116 |
|
Шумово - Марково |
390 |
54 |
35 |
|
Шумово - Григорьево |
390 |
153 |
100 |
|
Григорьево - Пузыри |
390 |
170 |
111 |
|
ЛЭП 220кВ |
||||
Коркино - Высокая |
710 |
38,3 |
27 |
|
Высокая - Старица |
710 |
178 |
114 |
|
Старица - Пузыри |
710 |
92 |
58 |
Из таблицы 2.2 видно, что токи в линиях сети не превышают допустимых.
Потокораспределение мощности в сети в 2005 году в максимальном и минимальном режимах показано на рисунках 2.2 и 2.3 соответственно.
Суммарная нагрузка в 2005 году в максимальном режиме составляет 255,75 МВт, в минимальном - 177,93 МВт; суммарные потери: 10,130 + j63,979 МВА и 5,387 + j34,369 МВА соответственно.
Анализ результатов максимальных и минимальных режимов показывает, что ЛЭП не перегружаются, сечение проводов увеличивать не требуется. Напряжение на шинах низшего напряжения в максимальных и минимальных режимах находится в диапазоне регулирования устройств РПН трансформаторов.
Рассчитываются ступени РПН трансформаторов для поддержания необходимого напряжения на шинах НН в максимальном и минимальном режимах.
По правилам встречного регулирования напряжение в режиме максимальных нагрузок на шинах НН подстанций должно находиться в пределах не ниже 105% от номинального, режиме минимальных нагрузок - не выше 100% от номинального.
Расчетное напряжение регулировочного ответвления трансформатора на i - той подстанции, кВ;
,
где - напряжение на шинах НН приведенное к ВН, кВ;
- напряжение которое необходимого поддерживать на шинах НН, кВ.
Требуемое изменение напряжения , кВ;
.
Для одной ступени регулирования изменение напряжения определяется по формуле, кВ;
.
Номер ступени ответвления n определяется по формуле:
.
Стандартное напряжение ответвления , кВ;
.
По найденному определяется действительное напряжение на шинах НН , кВ;
.
Для примера рассматривается ТП «Ерши» в максимальном режиме:
кВ,
кВ,
кВ,
.
Номер ответвления округляется до «-1».
кВ,
кВ.
Положения РПН трансформаторов после выполнения встречного регулирования в максимальном и минимальном режимах указаны в таблицах 2.3, 2.4 соответственно.
Таблица 2.3 - Положение РПН трансформаторов в максимальном режиме
Подстанция |
Номинальное напряжение, кВ |
Напряжение до регулирования, кВ |
Ступень РПН |
Напряжение после регулирования, кВ |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Высокая |
ВН |
220 |
230 |
0 |
230 |
|
СН |
110 |
116 |
116 |
|||
Коркино |
ВН |
220 |
229 |
+1 |
230 |
|
СН |
110 |
120 |
118 |
|||
Пузыри |
ВН |
220 |
219 |
-2 |
216 |
|
НН |
110 |
112 |
115 |
|||
Луговая |
ВН |
110 |
115 |
0 |
115 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10,5 |
|||
Горная |
ВН |
110 |
115 |
0 |
115 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10,5 |
|||
Ерши |
ВН |
110 |
115 |
-1 |
114 |
|
НН |
10 |
10,4 |
10,6 |
|||
Молот |
ВН |
110 |
115 |
-1 |
114 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10,6 |
|||
Курская |
ВН |
110 |
117 |
0 |
116 |
|
НН |
10 |
10,7 |
10,6 |
|||
Базовая |
ВН |
110 |
111 |
0 |
112 |
|
НН |
10 |
10,6 |
10,6 |
|||
Костино |
ВН |
110 |
110 |
-3 |
110 |
|
НН |
10 |
9,96 |
10,7 |
|||
Захарово |
ВН |
110 |
108 |
-3 |
109 |
|
НН |
10 |
9,75 |
10,5 |
|||
Березино |
ВН |
110 |
108 |
-3 |
108 |
|
НН |
10 |
10 |
10,7 |
|||
Лесная |
ВН |
110 |
108 |
-3 |
109 |
|
НН |
10 |
9,8 |
10,5 |
|||
Пионерская |
ВН |
110 |
109 |
-1 |
110 |
|
НН |
10 |
10,2 |
10,5 |
|||
Белая |
ВН |
110 |
111 |
-2 |
112 |
|
НН |
10 |
10 |
10,6 |
|||
Ветлужская |
ВН |
110 |
113 |
-1 |
114 |
|
НН |
10 |
10,3 |
10,6 |
|||
Марково |
ВН |
110 |
9,44 |
-4 |
109 |
|
НН |
10 |
107 |
10,5 |
|||
Григорьево |
ВН |
110 |
110 |
0 |
112 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10,7 |
|||
Шумово |
ВН |
110 |
107 |
-3 |
109 |
|
СН |
24 |
24,2 |
-1(ПБВ) |
25,6 |
||
НН |
10 |
9,64 |
10,5 |
Таблица 2.4 - Положение РПН трансформаторов в минимальном режиме
Подстанция |
Номинальное напряжение, кВ |
Напряжение до регулирования, кВ |
Ступень РПН |
Напряжение после регулирования, кВ |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Высокая |
ВН |
220 |
230 |
+2 |
230 |
|
СН |
110 |
118 |
113 |
|||
Коркино |
ВН |
220 |
230 |
+5 |
231 |
|
СН |
110 |
120 |
110 |
|||
Пузыри |
ВН |
220 |
224 |
0 |
221 |
|
НН |
110 |
116 |
113 |
|||
Луговая |
ВН |
110 |
117 |
+2 |
112 |
|
НН |
10 |
10,9 |
10 |
|||
Горная |
ВН |
110 |
118 |
+2 |
112 |
|
НН |
10 |
10,9 |
10 |
|||
Ерши |
ВН |
110 |
117 |
+2 |
111 |
|
НН |
10 |
10,9 |
9,88 |
|||
Молот |
ВН |
110 |
117 |
+1 |
109 |
|
НН |
10 |
10,9 |
9,94 |
|||
Курская |
ВН |
110 |
119 |
+1 |
110 |
|
НН |
10 |
11,1 |
9,93 |
|||
Базовая |
ВН |
110 |
115 |
+2 |
110 |
|
НН |
10 |
11,2 |
10 |
|||
Костино |
ВН |
110 |
114 |
+1 |
109 |
|
НН |
10 |
10,6 |
9,91 |
|||
Захарово |
ВН |
110 |
113 |
0 |
108 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10 |
|||
Березино |
ВН |
110 |
113 |
+2 |
108 |
|
НН |
10 |
10,8 |
9,98 |
|||
Лесная |
ВН |
110 |
113 |
0 |
109 |
|
НН |
10 |
10,5 |
10 |
|||
Пионерская |
ВН |
110 |
114 |
+3 |
110 |
|
НН |
10 |
10,9 |
9,98 |
|||
Белая |
ВН |
110 |
115 |
+1 |
111 |
|
НН |
10 |
10,6 |
10 |
|||
Ветлужская |
ВН |
110 |
116 |
+2 |
112 |
|
НН |
10 |
10,8 |
9,97 |
|||
Марково |
ВН |
110 |
112 |
0 |
109 |
|
НН |
10 |
10,3 |
9,9 |
|||
Григорьево |
ВН |
110 |
115 |
+5 |
112 |
|
НН |
10 |
11,1 |
10 |
|||
Шумово |
ВН |
110 |
113 |
0 |
109 |
|
СН |
24 |
26,1 |
-2(ПБВ) |
23,9 |
||
НН |
10 |
10,4 |
10 |
2.2 Расчёт послеаварийных режимов
В качестве послеаварийных режимов рассматриваются :
отключение линии 110 кВ Курская - Коркино;
отключение линии 110 кВ Высокая - Базовая;
отключение линии 110 кВ Пузыри - Григорьево.
Результаты проверки сечений проводов линий токами в послеаварийных режимах представлены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 - Проверка сечений по нагреву в послеаварийных режимах
Линия |
Iдоп, А |
Токи в послеаварийных режимах, А |
|||
отключение линии 110 кВ Курская - Коркино |
отключение линии 110 кВ Высокая - Базовая |
отключение линии 110 кВ Пузыри - Григорьево |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
ЛЭП 110кВ |
|||||
Высокая - от.Горная - Луговая |
265 |
176 - 140 |
93,4 - 57,9 |
90,5 - 54,8 |
|
Высокая - Базовая |
265 |
164 |
- |
180 |
|
от. Горная-Горная |
265 |
38 |
37,2 |
37,4 |
|
Луговая -Ерши |
390 |
204 |
46 |
42 |
|
Ерши - Молот |
390 |
158 |
26,6 |
31,4 |
|
Молот - Курская |
265 |
83 |
78,5 |
87 |
|
Курская - Коркино |
390 |
- |
148 |
156 |
|
Базовая - Костино |
265 |
146 |
25,3 |
162 |
|
Костино - Захарово |
265 |
71 |
124 |
86,5 |
|
Захарово - Березино |
390 |
12,7 |
15,9 |
12,9 |
|
Захарово - Лесная |
390 |
246 |
233 |
16,1 |
|
Лесная - от.Пионерская - Белая |
265 |
67,7 - 79,2 |
286 - 299 |
54,5 - 66,1 |
|
от. Пионерская - Пионерская |
265 |
13,3 |
14,5 |
13,7 |
|
от. Белая - Белая |
450 |
141(16) |
255(92,8) |
273(159) |
|
Пузыри - от. Белая |
450 |
51 |
68 |
149 |
|
от. Белая - Ветлужская |
450 |
90 |
189 |
120 |
|
Ветлужская - Высокая |
450 |
163 |
263 |
193 |
|
Шумово - от. Белая |
450 |
173 |
165 |
400 |
|
от. Белая - Высокая |
450 |
154 |
255 |
236 |
|
Шумово - Марково |
390 |
52,3 |
53,6 |
56,5 |
|
Шумово - Григорьево |
390 |
179 |
196 |
20,5 |
|
Григорьево - Пузыри |
390 |
196 |
214 |
- |
|
ЛЭП 220кВ |
|||||
Коркино - Высокая |
710 |
17,2 |
35,1 |
37,1 |
|
Высокая - Старица |
710 |
196 |
205 |
169 |
|
Старица - Пузыри |
710 |
126 |
144 |
74 |
Значения напряжений на шинах потребителей приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Значение напряжений на шинах НН подстанций в послеаварийных режимах
Подстанция |
Напряжения в послеаварийных режимах, кВ |
|||
отключение линии110 кВКурская - Коркино |
отключение линии110 кВВысокая - Базовая |
отключение линии110 кВПузыри - Григорьево |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Луговая |
10,3 |
10,5 |
10,4 |
|
Горная |
10,3 |
10,5 |
10,4 |
|
Ерши |
10,2 |
10,6 |
10,5 |
|
Молот |
9,7 |
10,6 |
10,6 |
|
Курская |
9,24 |
10,6 |
10,5 |
|
Базовая |
10,6 |
8,0 |
10,5 |
|
Костино |
10,6 |
8,16 |
10,5 |
|
Захарово |
10,4 |
8,54 |
10,2 |
|
Березино |
10,6 |
8,59 |
10,4 |
|
Лесная |
10,4 |
9,32 |
10,3 |
|
Пионерская |
10,4 |
9,63 |
10,2 |
|
Белая |
10,5 |
10,2 |
10,3 |
|
Ветлужская |
10,5 |
10,4 |
10,4 |
|
Марково |
10,4 |
10,2 |
9,65 |
|
Григорьево |
10,7 |
10,5 |
9,48 |
|
Шумово |
25,4/10,4 |
24,8/10,1 |
23,6/9,64 |
По данным таблицы 2.5 видно, что токи в линиях в послеаварийных режимах не превышают допустимых.
Напряжения в двух послеаварийных режимах (отключение линии 110 кВ Курская - Коркино и отключение линии 110 кВ Пузыри - Григорьево) приведенные в таблице 2.6 находятся в диапазоне регулирования РПН трансформаторов. В случае отключения линии 110 кВ Высокая - Базовая напряжение на подстанциях Базовая, Костино, Захарово и Березино недопустимо низкое. Для обеспечения требуемого напряжения на подстанциях необходимо отключить часть потребителей третей категории.
В случае отключения линии 110 кВ Высокая - Базовая отключаем 50% потребителей третей категории на подстанциях Базовая, Костино, Захарово и Березино.
Результаты расчетов представлены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 - Значение напряжений на шинах НН подстанций в послеаварийных режимах
Подстанция |
U до регулирования, кВ |
Ступень РПН |
U после регулирования и отключения потребителей III категории, кВ |
|
Отключение линии 110 кВ Высокая - Базовая |
||||
Базовая |
8,0 |
-8 |
10,6 |
|
Костино |
8,16 |
-9 |
10,7 |
|
Захарово |
8,54 |
-9 |
10,9 |
|
Березино |
8,59 |
-8 |
10,7 |
Наиболее тяжелым послеаварийным режимом является отключение линии 110 кВ Высокая - Базовая. Для обеспечения качества электроэнергии необходимо отключить 50 % потребителей третьей категории на подстанциях Базовая, Костино, Захарово и Березино. Необходимо в ближайшее время произвести реконструкцию сети для устранения последствий этого послеаварийного режима.
Постройка подстанции Светлая может улучшить послеаварийный режим работы сети при отключении линии Высокая - Базовая, это необходимо учитывать при проектировании подстанции.
Одним из недостатков данной сети может считаться тот факт, что точки потокораздела активной и реактивной мощностей в кольцевых схемах находятся в разных точках схемы, что негативно влияет на работу релейной защиты линий, но этот вопрос не рассматривается, так как в реальных сетях такие случаи не редки и, кроме того, даже такое потокораспределение может быть наилучшим в отношении потерь активной мощности. Устранение данного недостатка ведёт либо к увеличению потерь в сети (при отключении линий), либо к увеличению затрат на передачу электроэнергии (так как на всех подстанциях рассматриваемой сети нет установленных компенсирующих устройств, то для изменения потокораспределения в сети необходима установка дополнительного оборудования).
3. Регулирование напряжения и обоснование мероприятий по снижению потерь мощности и электроэнергии
Схема замещения исследуемого района представлена на рисунке 3.1. Расчет режимов работы сети проводится по программе «Энергия». Целью расчета является:
определение уровней напряжения на шинах 110 и 10 кВ подстанций при максимальных и минимальных режимах, а так же в послеаварийных режимах;
определение мощностей и токов в линиях в указанных режимах. Сравнение токов с допустимыми значениями;
определение суммарных потерь активной и реактивной мощностей, анализ потерь активной мощности по элементам сети (линии, трансформаторы), максимальные потери в отдельных элементах сети;
оценка допустимости существования различных режимов работы сети по уровням напряжения, по нагреву.
3.1 Выбор числа и расчет мощности компенсирующих устройств
Для снижения потерь напряжения, мощности и электроэнергии в сети производится компенсация реактивной мощности на проектируемой подстанции.
Необходимо определить экономическое значение нескомпенсированной реактивной мощности, передаваемой из сети энергосистемы к подстанции «Светлая».
Оптимальное значение реактивной мощности Qэ, Мвар;
Qэ = Рмакс tg э,
где Рмакс - максимальная активная мощность нагрузки подстанции "Светлая", МВт;
tg э - нормативное значение tg э, которое определяется по формуле:
где tg б - базовый коэффициент реактивной мощности, для сетей с высшим напряжением 110 кВ, принимается равным 0,5;
dмакс - отношение потребления активной энергии потребителем в квартале максимальной нагрузки системы к потреблению в квартале его максимальной нагрузки, можно принять равным 1;
k - коэффициент, учитывающий отличие стоимостей энергии в различных энергосистемах, принимается равным 1;
.
Для режима максимальных нагрузок, Мвар;
Qэ = 7,06 0,5 = 3,53.
Для режима минимальных нагрузок оптимальное значение реактивной мощности Qэ min, Мвар;
Qэ min = Рmin tg э.min,
где tg э.min - экономическое значение tg э для режима минимальных нагрузок
где tg - натуральный коэффициент реактивной мощности для режима максимальных нагрузок при отключенных конденсаторных установках;
k - отношение активной нагрузки в минимальном режиме к её значению в режиме максимального потребления.
Qэ min = 3.938 0,528 = 2.608.
Мощность компенсирующих устройств для режима максимальных нагрузок Qэ, Мвар;
Qк = Qмакс - Qэ,
где Qмакс - реактивная мощность в максимальном режиме подстанции «Светлая», Мвар;
Qк = 3.373 - 3,53 = 0,842.
Мощность компенсирующих устройств для режима минимальных нагрузок Qэ min, Мвар;
Qк.min = Qmin - Qэ,
где Qmin - реактивная мощность в минимальном режиме подстанции «Светлая», Мвар;
Qк min = 3,061 - 2,608 = 0,453.
В максимальном режиме выбираются две установки УК - 10,5 - 400У1 с суммарной мощностью 0,8 Мвар; в минимальном режиме одна установка отключается. Компенсирующие устройства устанавливаются на потребительских шинах 10 кВ.
Реактивная мощность подстанции «Светлая» в максимальном режиме с учетом компенсирующих установок: Qmax.КУ = 4,373 - 0,8 = 3,573 Мвар, в минимальном режиме с учетом компенсирующих установок: Qmin.КУ = 3,061- 0,4=2,661 Мвар. Дальнейшие расчеты выполняются с учетом компенсации реактивной мощности на подстанции «Светлая».
3.2 Расчет режима максимальных нагрузок
Электрический расчет производится для случая, когда на шинах источников питания: на подстанции «Высокая» - 117 кВ, на подстанции «Коркино» - 117 кВ, на подстанции «Пузыри» - 115 кВ.
В этом режиме суммарные потери активной мощности в сети составляют 11,505 МВт (что составляет 4,17 % от потребляемой), из них потери в линиях 8,962 МВт, в трансформаторах 2,541 МВт.
3.3 Расчет режима минимальных нагрузок
Целью расчета режима минимальных нагрузок является оценка допустимости существования режима по уровням напряжений. При этом снижается мощность всех нагрузок на 30 %, а напряжение источников питания поддерживается на уровне 113 кВ на подстанции «Высокая», 110 кВ на подстанции «Коркино», 113 кВ на подстанции «Пузыри».
В этом режиме суммарные потери активной мощности в сети составляют 6,111 МВт (что составляет 3,18 % от потребляемой), из них потери в линиях 4,369 МВт, в трансформаторах 1,741 МВт.
Потокораспределение в максимальном и минимальном режимах представлено на рисунке 3.2 и 3.3.
В качестве основных средств регулирования принимаются трансформаторы с регулированием рабочих ответвлений под нагрузкой (РПН). В соответствии с ПУЭ устройства РПН должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах подстанции в пределах не ниже 105% от номинального в период наибольших нагрузок, и не выше 100% от номинального в период наименьших нагрузок в сети.
Результаты регулировки напряжения в режиме максимальных и минимальных нагрузок на 2010 год приведены в таблице 3.1. Токи в линиях в максимальном и минимальном режимах указаны в таблице 3.2.
По таблицам 3.1 и 3.2 видно, что диапазона регулирования РПН хватает для обеспечения требуемого напряжения из условия встречного регулирования на всех подстанциях сетевого района, а токи проходящие по ЛЭП не превышают допустимых значений.
Таблица 3.1 - Результаты регулировки напряжения в режиме максимальных и минимальных нагрузок
Потребитель |
Максимальный режим |
Минимальный режим |
|||||
U, кВ до регулирования |
Ступень РПН |
U, кВ после регулирования |
U, кВ до регулирования |
Ступень РПН |
U, кВ после регулирования |
||
Луговая |
10,4 |
-1 |
10,6 |
10,3 |
+2 |
9,92 |
|
Горная |
10,4 |
-1 |
40,7 |
10,3 |
+2 |
9,96 |
|
Ерши |
10,3 |
-2 |
10,7 |
10,2 |
+1 |
10,0 |
|
Молот |
10,1 |
-2 |
10,6 |
10,0 |
0 |
10,0 |
|
Курская |
10,4 |
-1 |
10,6 |
10,1 |
+1 |
9,87 |
|
Базовая |
10,6 |
0 |
10,6 |
10,6 |
+4 |
9,96 |
|
Костино |
10,0 |
-3 |
10,6 |
10,0 |
0 |
10,0 |
|
Захарово |
9,84 |
-4 |
10,7 |
9,93 |
0 |
9,93 |
|
Березино |
10,1 |
-2 |
10,5 |
10,2 |
+2 |
9,91 |
|
Лесная |
9,86 |
-4 |
10,7 |
9,98 |
0 |
9,98 |
|
Пионерская |
10,2 |
-2 |
10,6 |
10,4 |
+3 |
9,9 |
|
Белая |
10,1 |
-3 |
10,7 |
10,2 |
+1 |
9,96 |
|
Ветлужская |
10,3 |
-1 |
10,5 |
10,3 |
+2 |
9,91 |
|
Марково |
9,49 |
-5 |
10,6 |
9,8 |
0 |
9,8 |
|
Григорьево |
10,6 |
0 |
10,6 |
10,7 |
+5 |
9,92 |
|
Шумово |
24,4/9,7 |
-4 |
26,5/10,6 |
9,94/24,9 |
-2(ПБВ) |
23,7/9,94 |
|
Светлая |
10,0 |
-3 |
10,7 |
10,0 |
0 |
10,0 |
Таблица 3.2 - Токи в линиях в максимальном и минимальном режимах
Линия |
Ток в линиях, А |
Iдоп, А |
||
Max режим |
Min режим |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
ЛЭП 110кВ |
||||
Высокая - от.Горная - Луговая |
119 - 81 |
96 - 69 |
265 |
|
Высокая - Базовая |
153 |
112 |
265 |
|
от. Горная-Горная |
39 |
28 |
265 |
|
Луговая-Ерши |
86 |
85 |
390 |
|
Ерши-Молот |
42 |
55 |
390 |
|
Молот-Курская |
118 |
61 |
265 |
|
Курская-Коркино |
191 |
104 |
390 |
|
Базовая - Костино |
134 |
99 |
265 |
|
Костино - Захарово |
56 |
44 |
265 |
|
Захарово - Березино |
13 |
9 |
390 |
|
Захарово - Лесная |
18 |
21 |
390 |
|
Лесная-от.Пионерская-Белая |
52 - 64 |
47 - 55 |
265 |
|
от. Пионерская - Пионерская |
14 |
10 |
265 |
|
от. Белая - Белая |
138 (26) |
101 (13) |
450 |
|
Пузыри - от. Белая |
43 |
43 |
450 |
|
от. Белая - Ветлужская |
98 |
62 |
450 |
|
Ветлужская - Высокая |
174 |
114 |
450 |
|
Шумово - от. Белая |
195 |
124 |
450 |
|
от. Белая - Высокая |
165 |
108 |
450 |
|
Шумово - Марково |
55 |
38 |
390 |
|
... |
Подобные документы
Распределение электроэнергии по суммарной мощности потребителей. Выбор числа трансформаторов на подстанции. Разработка принципиальной схемы соединений. Расчет токов короткого замыкания. Оценка основного и вспомогательного оборудования подстанции.
курсовая работа [503,8 K], добавлен 27.11.2013Построение графиков нагрузки для обмоток трансформаторов высокого, среднего, низкого напряжения по исходным данным. Выбор трансформаторов на подстанции, обоснование. Расчет токов короткого замыкания на проектируемой подстанции, выбор электрооборудования.
дипломная работа [336,9 K], добавлен 10.03.2010Расчет суммарной расчетной мощности подстанции на шинах 10 кВ. Выбор числа и расчет мощности силовых трансформаторов. Определение токов короткого замыкания. Выбор электроаппаратов, токопроводов, заземляющих устройств по условиям рабочего режима.
дипломная работа [775,7 K], добавлен 23.09.2014Характеристика объектов, питающихся от проектируемой трансформаторной подстанции. Выбор места расположения подстанции аэропорта, количества трансформаторов. Разработка схем, выбор камер и элементов защиты. Техника эксплуатации оборудования подстанции.
курсовая работа [495,9 K], добавлен 24.03.2015Выбор схем электрических соединений согласно действующим нормативным документам. Расчет токов короткого замыкания, молниезащиты подстанции. Выбор коммутационного оборудования на проектируемой подстанции, измерительных трансформаторов тока и напряжения.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.02.2014Анализ графиков нагрузок. Выбор мощности трансформаторов, схем распределительных устройств высшего и низшего напряжения, релейной защиты и автоматики, оперативного тока, трансформатора собственных нужд. Расчет заземления подстанции и молниеотводов.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.11.2014Производственная мощность проектируемой электрической подстанции. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Максимальная токовая защита от перегрузки автотрансформаторов. Компоновка основного электрооборудования подстанции.
дипломная работа [661,4 K], добавлен 01.07.2015Разработка проекта электрической части подстанции с двумя трансформаторами. Расчет токов короткого замыкания на шинах. Рассмотрение вопросов устройства релейной защиты автотрансформатора. Технические мероприятия по эксплуатации дугогасительных реакторов.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 14.09.2012Расчет суммарных электронагрузок на шинах всех напряжений подстанции. Выбор числа и мощности главных понизительных трансформаторов. Составление схемы подстанции с распределением отходящих линий по секциям. Расчет основных параметров релейной защиты.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.12.2014Выбор структурной схемы (число, тип и мощность трансформаторов связи), расчет токов короткого замыкания. Общие сведения о релейной защите подстанции и принципы ее формирования. Разработка фильтра напряжения обратной последовательности, его схема.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 08.07.2012Расчет мощности и выбор главных понизительных трансформаторов тупиковой подстанции. Определение максимальных нагрузок (для каждой ступени напряжения), расчетной мощности подстанции. Выбор коммутационный аппаратуры, защитной аппаратуры и сборных шин.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 02.04.2016Особенности выбора силовых трансформаторов, трансформаторов тока. Расчет мощности, основное предназначение электрической части подстанции. Анализ схемы замещения сети и расчета значений короткого замыкания. Этапы проектирования городской подстанции.
дипломная работа [684,1 K], добавлен 22.05.2012Расчет мощности силового трансформатора, капитальных вложений и токов короткого замыкания. Выбор типа распределительного устройства и изоляции. Определение экономической целесообразности схемы. Схема электрических соединений проектируемой подстанции.
курсовая работа [411,6 K], добавлен 12.12.2013Выбор главной схемы электрических соединений. Выбор сечений проводников воздушных и кабельных линий и расчет режимов электрической сети проектируемой подстанции. Составление схемы замещения электрической сети. Выбор токоограничивающих реакторов.
курсовая работа [392,9 K], добавлен 07.01.2013Графики нагрузок на шинах подстанции. Технико-экономическое обоснование выбора схемы электрических соединений подстанции и трансформаторов. Обоснование и выбор схем коммутации распределительных устройств. Выбор и анализ режимов работы автотрансформаторов.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 11.03.2016Разработка электрической части подстанции 220/110/10 кВ. Выбор главной электрической схемы подстанции и основного электротехнического оборудования. Релейная защита автотрансформаторов на основе реле ДЗТ-21 и ее проверка по коэффициентам чувствительности.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 03.05.2016Структурная схема опорной тяговой подстанции, расчет ее мощности. Определение рабочих токов и токов короткого замыкания. Выбор токоведущих частей, изоляторов, высоковольтных выключателей, ограничителей перенапряжения. Выбор и расчет типов релейной защиты.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.06.2014Существующее состояние подстанции и факторы, определяющие необходимость расширения и реконструкции подстанции. Экономическое обоснование реконструкции подстанции 110/35/6 кВ путем замены трансформатора. Расчет регулирование напряжения на подстанции.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 25.09.2012Структурная схема тяговой подстанции. Выбор типа силового трансформатора. Разработка однолинейной схемы тяговой подстанции. Определение расчетных токов короткого замыкания. Выбор и проверка изоляторов, высоковольтных выключателей, аккумуляторной батареи.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 19.09.2012Нагрузка подстанции по продолжительности нагрузок. Выбор и проверка электрического оборудования подстанции. Расчетные условия для проверки аппаратов и проводников по расчетному режиму. Выбор и проверка электрических аппаратов низкого напряжения.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 21.12.2022