2.2. Анализ схемы электрической сети района

Анализ существующей сети энергорайона включает рассмотрение её работы с точки зрения загрузки основных элементов (линий, трансформаторов), усло­вий регулирования напряжения, экономичности. При этом необходимо прово­дить расчеты для всей сети энергосистемы, включая электростанции, транс­форматоры, сети всех напряжений и потребителей. Такая задача чрезмерно гро­моздка и её следует решать по частям, т.е. анализировать отдельно подстанции и сети различных назначений, выявляя элементы, подлежащие реконструкции. Для сетей, представленных на рис. 1 – 5 следует на первом этапе проверить ра­боту сети с номинальным напряжением 35 кВ и оценить нагрузку трансформа­торов на ЭС-1 и подстанции 4.

Необходимость реконструкции сети 110 кВ может быть обоснована только после выбора схем подключения ЭС-2 и новых потребителей (п/ст 6,7).

2.2.1. Анализ сети 35 кВ рассматриваемой энергосистемы

Сеть 35 кВ кольцевая (сеть местного значения), источником питания являются шины 35 кВ п/ст 4 (рис. 1– 5). Поэтому все расчеты проводятся упро­щенно. Реконструкция в указанной сети необходима, если наибольшие токи линий ( ) превысят допустимые для заданных сечений ( ) или наибольшая потеря напряжения ( ) превысит допустимую величину ( ). Допустимые потери напряжения до конечных пунктов сети определяют по нормиро­ванным ГОСТ-13109-97 отклонениям напряжения на электроприемниках [3, стр. 327].

Для проверки первого условия следует рассмотреть все возможные послеаварийные режимы работы сети, выбрать для каждого i-гo участка наибольший ток и сравнить с допустимым .

При проверке второго условия необходимо найти наибольшую потерю напряжения, используя следующую методику.

1. Разрезав сеть по п/ст 4 перейти к схеме (рис. 9).

2. Рассчитать потоки мощности на головных участках сети:

Рис. 9. Расчётная схема

; ;

Проверка:

.

По балансу мощности найти поток на участке и отметить точку потокораздела (см. рис. 9).

3. Определить как сумму потерь напряжения на участках между источником питания и точкой потокораздела:

при этом для любого участка

,

где , , , – соответственно потоки активной и реактивной мощности на участке сети и его сопротивления.

4. Проверить второе условие .

Если оба условия выполняются, то сеть реконструкции не подлежит. Иначе необходимо заменить сечения участков на экономически целесообразные (см. п. 3.7) и для новых сечений найти распределение потоков мощности в схеме (рис. 9).

Для проведения в дальнейшем ТЭР (технико-экономических расчетов) сле­дует рассчитать потери мощности для всех n участков сети:

;

и определить нагрузку на шины 35 кВ п/ст 4 в максимальном режиме рабо­ты системы:

.

Здесь же, используя коэффициенты пропорциональности, удобно найти мощность, поступающую в сеть 35 кВ в минимальном режиме.

2.2.2. Анализ работы трансформаторов, установленных в системе

Необходимость в реконструкции подстанций возникает при перспективном росте трансформируемых мощностей, когда коэффициенты нагрузки и аварий­ной перегрузки трансформаторов превысят допустимые значения, установлен­ные по ГОСТ 14209-85.

Так как в рассматриваемом сетевом районе потребители в основном II-й категории надежности, то следует обеспечить их электроснабжение во всех возможных послеаварийных ситуациях на подстанциях. Для понижающих подстанций (п/ст 4) это условие выполняется, если

,

Здесь , – количество и единичная мощность трансформаторов, установленных на подстанции; – количество отключенных трансформаторов.

определяется по наибольшей нагрузке с учётом возможного резервирования по сети низкого напряжения .

Наибольшая нагрузка в нормальном режиме , где - коэффициент совмещения максимума. При проектировании можно принять .

На электростанциях, имеющих шины генераторного напряжения (ЭС-1), трансформаторы связи должны обеспечить выдачу избыточной мощности в энергосистему в нормальном режиме, когда работают все генераторы, и резервировать электроснабжение нагрузок на напряжении 6-10 кВ при плановом или аварийном отключении одного из генераторов. Это можно проверить следующим образом:

1. Рассчитать мощность, передаваемую через трансформатор, в трех режи­мах:

– в режиме минимальных нагрузок потребителей на шинах генераторного напряжения

,

где , – активная и реактивная мощности генераторов, работаю­щих на сборные шины; , – активная и реактивная нагрузка в минимальном режиме; , – активная и реактивная мощность собственных нужд;

– в режиме максимальных нагрузок

где , – активная и реактивная мощности в режиме макси­мальных нагрузок;

– в послеаварийном режиме при отключении одного из генераторов и максимальной нагрузке потребителей

где , – составляющие мощности наиболее мощного отключившегося генератора.

2. Выбрать из мощностей , , наибольшую и проверить выполнение условия

.

Если на электростанции (ЭС-1) используется схема блока генератор-трансформатор, то последний должен пропустить всю выработанную генератором энергию, что возможно при .

Сведения по проверке трансформаторов на подстанции целесообразно све­сти в таблицу, пример которой представлен в табл.6.

Таблица 6

№ под-стан-ции

Мощность подстанции в рабочем режиме, МВА

Мощность подстанции в послеаварий-ном режиме, МВА

Число транс-форма-торов на подстан-ции

Номиналь-ная мощность трансфор-матора, МВА

Нагрузка трансфор-матора в нормаль-ном режиме, %

Нагрузка трансфор-матора в аварийном режиме, %

Примечание (указать, подлежит ли реконструк-ции)

Реконструкция, как правило, осуществляется для однотрансформаторных подстанций путём установки второго трансформатора, для двухтрансформаторных – заменой существующих трансформаторов более мощными.