3. Расчет основных режимов работы сети

Задачей выполнения данного раздела проекта является определение действительного потокораспределения и напряжений на шинах подстанций в основном нормальном режиме работы сети и при отключениях линий и трансформаторов.

Для четкого представления учитываемых параметров линий и трансформаторов и последовательности расчетов составляется схема замещения всей сети, на которой указываются значения параметров сети и режима. Параметры режима наносятся на схему замещения после расчета режима.

Схема замещения сети представлена на рисунке 6.

Расчеты потокораспределения в сети выполняются по комплексным сопротивлениям сети с учетом потерь мощности в сопротивлениях и проводимостях линий и трансформаторов и генерации реактивной мощности в линиях.

При нагрузках, заданных на шинах вторичного напряжения подстанций, и напряжении, известном на шинах источника питания сети, расчет производится итеративно: потери мощности и потокораспределение – по номинальному напряжению сети, а потери напряжения и уровни напряжения – по потокораспределению с учетом потерь мощности и по заданному для данного режима напряжению на шинах источника питания сети.

Выбор основных расчетных режимов сети определяется необходимостью выявить наибольшие возможные потоки мощности во всех элементах проектируемой сети и определить возможные высшие и низшие рабочие напряжения на приемных подстанциях. В сети с одним источником питания рассмотрим нормальный режим наибольших нагрузок, а также наиболее тяжелый режим при аварийном отключении линий или трансформаторов (в период наибольших нагрузок подстанций).

При высших уровнях рабочего напряжения возрастают потери активной мощности и энергии при коронировании проводов и линейной арматуры, а также значительно возрастает генерация мощности линиями, что в периоды малых нагрузок может привести к нежелательным последствиям.

Мощности каждой подстанции:

= (30+16.726i) МВА, S_н1= 34.348 МВА,

= (24+13.381i) МВА, S_н2= 27.478 МВА,

= (16+8.92i) МВА, S_н3= 18.319 МВА,

= (8+4.46i) МВА, S_н4= 9.159 МВА,

= (36+20.071i) МВА, S_н5= 41.217 МВА.

3.1 Режим максимальных нагрузок

Вариант 1.

Определим потери Р и Q в трансформаторах.

На подстанции 1 установлено два трансформатора ТРДН-40000/220.

S_ном=40 МВА, U_ВН=230 кВ, U_НН=6.3 кВ,

Р_хх=50 кВт, Р_к=170 кВт, u_к=11,5%, I_х=0,9%.

Потери мощности в стали трансформатора:

Р_ст1=100 кВт, Q_ст1=720 квар.

Потери активной мощности в меди трансформатора:

Р_м1= 63 кВт,

Потери реактивной мощности в трансформаторе:

Q_м1= = 1696 квар

=Р_ст1+Р_м1+Q_ст1+Q_м1=100+63+j720+j1696=163+2416iкВА

На подстанции 2 установлено два трансформатора .

S_ном=40 МВА, U_ВН=230 кВ, U_НН=6.3 кВ,

Р_хх=50 кВт, Р_к=170 кВт, u_к=11,5%, I_х=0,9%.

Потери мощности в стали трансформатора:

Р_ст2=100 кВт, Q_ст2=720 квар.

Р_м2= 40.1 кВт,

Q_м2= = 1085 квар.

=Р_ст2+Р_м2+Q_ст2+Q_м2=100+40.1+j720+j1085=(140.1+1805i) кВА.

На подстанции 3 установлено два трансформатора .

S_ном=40 МВА, U_ВН=230 кВ, U_НН=6.3 кВ,

Р_хх=50 кВт, Р_к=170 кВт, u_к=11,5%, I_х=0,9%.

Потери мощности в стали трансформатора:

Р_ст3=100 кВт, Q_ст3=720 квар.

Р_м3= 18 кВт,

Q_м3= = 482 квар.

=Р_ст3+Р_м3+Q_ст3+Q_м3=100+18+j720+ j482 =118+1202 кВА

На подстанции 4 установлено два трансформатора .

S_ном=40 МВА, U_ВН=230 кВ, U_НН=6.3 кВ,

Р_хх=50 кВт, Р_к=170 кВт, u_к=11,5%, I_х=0,9%.

Потери мощности в стали трансформатора:

Р_ст4=100 кВт, Q_ст4=720 квар.

Р_м4= 4 кВт,

Q_м4= = 121 квар.

=Р_ст4+Р_м4+Q_ст4+Q_м4=100+4+j720+ j121 = 104+841 кВА

На подстанции 5 установлено два трансформатора .

S_ном=40 МВА, U_ВН=230 кВ, U_НН=6.3 кВ,

Р_хх=50 кВт, Р_к=170 кВт, u_к=11,5%, I_х=0,9%.

Р_ст5=100 кВт, Q_ст5=720 квар.

Р_м5= 90 кВт,

Q_м5= = 2.442 квар.

=Р_ст5+Р_м5+Q_ст5+Q_м5=100+90+j720+j2442 =190+3162 кВА.

Переходим к расчёту параметров установившегося режима

1 Этап заключается в определении потоков и потерь мощности в элементах сети последовательно по элементам ,сначала головные участки ,потом остальные

Пересчитываем мощности по ПС, для расчета головных участков:

ПС 1:

ПС 2:

ПС 3:

ПС 4:

ПС 5:

Этап 1 : Находим мощности головных участков :

Так как все линии имеют одно сечение, то расчет головных участков будем вести по следующим формулам :

.

Проверка правильности нахождения полной мощности на участке:

+

114.715+53.638=114.715+53.638i

Этап 2 : разрезаем схему по точке потокораздела и определяем потери мощности в линиях

Участок РЭС-5`

Мощность в конце участка цепи 4-5:

МВА.

Потери мощности в линии 4-5:

0.023+0.086i МВА

Мощность в начале участка цепи 4-5 :

+0.023+0.086i =16.918+9.987i МВА.

Мощность в конце участка цепи 1-4:

МВА.

Потери мощности в линии 1-4:

0.023+0.086i МВА

Мощность в начале участка цепи 1-4 :

+0.023+0.086i =16.918+9.987i МВА.

Мощность в конце участка цепи РЭС-1:

16.918+9.987i +30.163+14.101i=55.246+25.959i МВА.

Потери мощности в линии РЭС-1:

0.427+1.574i МВА

Мощность в начале участка цепи РЭС-1:

55.246+25.959i+0.427+1.574i-2.962i= 55.673+24.571i МВА.

Участок РЭС`-5``

Мощность в конце участка цепи 5``-3:

19.296+9.929i МВА.

Потери мощности в линии 3-5:

=0.033+0.123i МВА

Мощность в начале участка цепи 5-3:

19.296+9.929i+0.033+0.123i=19.329+10.052i МВА.

Мощность в конце участка цепи 3-2 :

=19.329+10.052i +16.118+6.909i=35.447+16.96iМВА.

Потери мощности в линии 3-2:

0.083+0.305i МВА.

Мощность в начале участка цепи 3-2:

35.447+16.96i+0.083+0.305i= 35.53+17.266i МВА.

Мощность в конце участка цепи РЭС-2:

35.53+17.266i+24.14+11.153i= 59.67+28.419i МВА

Потери мощности в линии РЭС-2:

0.447+1.649i MВА

Мощность в начале участка цепи РЭС-2:

59.67+28.419i+0.447+1.649i-2.647i= 60.117+27.421i MВА

Мощность генерации:

Сопротивления трансформаторов на подстанциях:

Для подстанции 1:

R_т1= = =2.81 Ом, Х_т1= = =76.044 Ом.

Для подстанции 2:

R_т2= = =2.81 Ом, Х_т2= = =76.044 Ом.

Для подстанции 3:

R_т3= = =2.81 Ом, Х_т3= = =76.044 Ом.

Для подстанции 4:

R_т4= = =2.81 Ом, Х_т4= = =76.044 Ом.

Для подстанции 5:

R_т5= = =2.81 Ом, Х_т5= = =76.044 Ом.

3 этап заключается в определении напряжений в узлах и падения напряжений последовательно по элементам от начала сети к концам сети

U_РЭС=1,05U_ном=1,05 220=231 кВ.

Определим продольную составляющую падения напряжения в линии РЭС-1:

U_{Л РЭС-1}= = = 3.511 кВ.

Определим поперечную составляющую падения напряжения в линии РЭС-2:

кВ

кВ (Напряжение на стороне ВН подстанции).

Определим продольную составляющую падения напряжения в трансформаторах:

Определим поперечную составляющую падения напряжения в трансформаторах:

Определим приведенное к ВН напряжение подстанции:

;

Коэффициент трансформации: .

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

U_{Л 1-4}= = = 1.177 кВ.

кВ

кВ (Напряжение на стороне ВН подстанции)

;

Коэффициент трансформации: .

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН).

кВ;

кВ

кВ;

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

кВ;

кВ

кВ;

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

кВ;

кВ

кВ;

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

кВ;

кВ

кВ;

кВ

Коэффициент трансформации:

кВ; (Действительное напряжение на стороне НН)

Так же расчёт проведём на ЭВМ с помощью программно-вычислительного комплекс «Project».

Результаты расчета представлены ниже:

Вносим параметры схемы замещения выбранного варианта сети в “Данные: узлы” и ”Данные: связи”

Выбираем нужную точность вычисления в окне “Установки”, нажимаем в окне “Установки” клавишу “Выполнить расчет” и получаем параметры режима, в данном случае Режима минимальных нагрузок электрической сети. Результаты расчета режима можно увидеть в окне “Результат: узлы” и ”Результат: связи”

Схема замещения параметров сети в режиме максимальных нагрузок