Практическая работа №6 Расчет потоков активной и реактивной мощности в простой замкнутой цепи

Спроектировать сеть для электроснабжения группы потребителей. Взаимное расположение потребителей и источников питания показано на рисунке. Масштаб 1:2000000

Сведения о потребителях
№	Р,МВт		cosφ		Uн ном,кВ
1	25,5		0,71		10
2	27,2		0,89		10
3	5,9		0,74		6
4	28,1		0,82		10
Состав по категориям
№		I,%		II,%		III,%
1		0		20		80
2		0		0		100
3		30		15		55
4		0		0		100

 

Мощность приведена для режима наибольших нагрузок. Число часов использования максимума 6400. В режиме наименьших нагрузок потребление активной мощности снижается на 40%. При этом tg φ возрастает на 0,03.  Мощность ТЭЦ - 37 МВт. Коэффициент мощности ТЭЦ и энергосистемы - 0,95 и 0,92 соответственно.  На шинах РПП во всех режимах поддерживается напряжение 1,01 от номинального.  Выполнить следущие расчёты : 

1. Расчёт баланса мощности и расстановка компенсирующих устройств. 

2. Составление вариантов конфигурации сети с анализом каждого варианта. 

3. Предварительный приближённый расчёт трёх отобранных вариантов. 

4. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор из них лучшего. 

5. Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей. 

6. Уточнённый расчёт электрических режимов выбранного варианта. 

7. Проверка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов. 

8. Уточнение баланса мощности и определение себестоимости передачи эл.энергии.

  В графической части представить: 

1. Рассматриваемые варианты конфигурации сети. 

2. Схему замещения сети. 

3. Однолинейную схему сети.

2. Составление баланса мощностей Общее потребление активной мощности всеми потребителями в часы максимума или требуемая активная мощность : 

Р∑ = Ртреб = ∑ ( Рi + ∆Pi ) ;

где : Рi - активная мощность i - го потребителя - из задания ;  ∆Pi - прогнозируемые потери активной мощности в линиях и трансформаторах, приходящиеся на i - тый потребитель.  ∆Pi - принимаются в пределах 3....8 % от потребляемой активной мощности.  Потери активной мощности первого потребителя : 

∆P1 = 0,05∙Р1 = 0,05∙25,5 = 1,28 МВт

∆Р∑ = 4,34 МВт Ртреб = Р1 + Р2 + Р3 + Р4 - Рт + ∆Р∑ = 25,5+27,2+5,9+28,1-37+4,34 = 54,04 Вт

Реактивная мощность потребителей:

Qi = Pi tgφi = Si ∙ sinφi  Q1 = 25,5 ∙ 0,99 = 25,25 Мвар

Потери реактивной мощности в трансформаторах потребителей принимают равным 8...10% от его полной мощности : 

∆Qтрi = 0,1 ∙ Si

∆Qтр1 = 0,1 ∙ 25,5/0,7 = 3,6 Мвар

Требуемая реактивная мощность : 

Q∑ = Qтреб = ∑Qi + ∆Q∑  ;

где ∆Q∑  - общие потери реактивной мощности во всей сети. 

Qтреб = 70,56 Мвар

По заданному коэффициенту мощности энергосистемы определяется располагаемая реактивная мощность. Так как в сети имеется источник ограниченной мощности - местная ТЭЦ, то его реактивная мощность также учитывается:                            

Qрасп = Ртреб ∙ tgφc + QТЭЦ  Qрасп = 54,04 ∙ 0,426 + 37 ∙ 0,329 = 35,17 Мвар

Имеется дефицит реактивной мощности - необходима установка компенсирующих устройств.  Qкуi = Qi + ∆Qтрi - (Pi + ∆Pi)tgφc/

Среди источников имеется ТЭЦ, поэтому вместо tgφc в формулу подставляем:

                          tgφc/ = tgφc +  (tgφтэц - tgφc)

tgφc/ = 0,426+ (0,329 - 0,426) = 0,386

Qку1 = 25,25 + 2,53 - (25,5 + 1,28) 0,386 = 17,44 Мвар

Для  компенсации применяются батареи статических конденсаторов.

Принимаются к установке компенсирующие устройства типа  ККУ-10-900,ККУ-6-900 с единичной мощностью 0,9 Мвар. 

Количество компенсирующих установок :

nкуi =  , где  Qед -мощность одной установки. 

nку1= = 19,3 ≈ 19 шт. ККУ- 10 - 900 для ПС1 

С учётом компенсации реактивная мощность ПС1 составит : 

Qi/ = Qi - nкуi Qед

Q1/ = 25,25 - 19∙0,9 = 8,15 Мвар

Таблица 2 - Баланс активной и реактивной мощности

Потребитель	1	2	3	4	Итого
Рi, МВт	25,5	27,2	5,9	28,1	91,04
∆ Рi, МВт	1,28	1,36	0,3	1,4
Qi, Мвар	25,25	13,93	5,36	19,61	75,08
∆ Qmpi, Мвар	3,59	3,06	0,8	3,43
Qку, Мвар	16,68	3,98	3,34	9,6
nку, шт	18	4	3	9	35
Qi/, Мвар	9,09	10,33	2,66	10,61	32,7

Проверка расчёта баланса : 

Qтреб/ =  ∑Qi/ + ∆∑Qmpi

Qтреб/ =  29,85 + 6,42 = 36,27 ≈ 35,43 Мвар

Баланс практически сошёлся, поэтому все расчёты считаются правильными.