Выбор конфигурации и номинального напряжения сети

Электрические нагрузки узлов

Цель расчета: получение максимального и минимального режима работы системы, а также времени использования максимальной нагрузки и времени максимальных потерь.

Исходные данные:

Методика расчетов

Из справочника выбирают примерные суточные графики нагрузок для заданного потребителя для зимнего и летнего периода.

По примерным графикам нагрузок узлов получают график нагрузки ШБМ, из которого выбирают максимальное и минимальное значение. Нагрузки узлов при максимальной нагрузке сети считаются максимальным режимом, при минимальной нагрузке сети -- минимальным режимом.

По суточным графикам нагрузки ШБМ для зимнего (183 дня) и летнего (182 дня) периода определяют времени использования максимальной нагрузки

и времени максимальных потерь

,

где и -- значение мощности для -го интервала для летнего и зимнего периодов, -- максимальное значение мощности, ч – длительность интервала, -- количество интервалов.

Использование результатов расчета: максимальный и минимальный режимы используются при расчете режимов сети в п.2, 3 и 5, время использования максимальной нагрузки используется при оценке экономической плотности тока п.3, время максимальных потерь -- при расчете годовых потерь энергии п.4.

Графики нагрузок потребителей ([1] стр. 5)

Табл. 2

Ном узла

Рн, МВт

Вр. года

Рн (МВт) при двухчасовом интервале

зима

лето

зима

лето

зима

лето

зима

лето

зима

лето

ШБМ

зима

лето

Рис. 1 Суточный график мощности, потребляемой от ШБМ

Результаты расчета.

Нагрузка потребителей в часы максимума и минимума системы

Табл. 3

Мощность генератора при 100% загрузке 180 МВт, собственные нужды ТЭЦ 10% 18 МВт ([3] стр. 59-60), следовательно, выдаваемая мощность в узле 162 МВт.

Время использования максимальной нагрузки 7758 ч.

Время потерь суммарной нагрузки 6941 ч.

Выбор конфигурации и номинального напряжения сети

Цель расчета: получение оптимальной конфигурации сети и определение его оптимального напряжения.

Исходные данные: загрузка узлов в максимальном режиме и время использования максимальной нагрузки (п.1), координаты узлов (задание на курсовой проект).

Методика расчета

Для расчета выбирают 3 варианта сети. При формировании вариантов следует избегать перетоков мощности обратно к источнику.

Расчет сети выполняется в максимальном режиме без учета потерь только для активных мощностей узлов. Для расчета составляется система из q уравнений по первому закону Кирхгофа и n-(q-1) уравнений по второму закону Кирхгофа, где q – количество узлов, n -- количество линий. В результате решения системы получаются мощности, передаваемые по линиям.

Например, для варианта 1 (рис. 2) система уравнений по законам Кирхгофа имеет вид:

1 узел: -Р1+р1=0, 2узел: -Р2-Р1+р2=0, 3 узел: Р3-р3=0, 4 узел: Р4-р4=0,

5 узел: -Р5+р5-р2-р3-р4=0

где -- мощность -го узла, , -- мощность -ой линии, -- длина -ой линии. Здесь и далее индекс без скобок будет обозначать номер узла, индекс без скобок -- номер линии.

Проверку расчета выполняют, составляя баланс мощностей. Например, для варианта 3 (рис. 3) баланс мощностей имеет вид:

Р1+Р2+Р3+Р4+Р5=83

.

Расчет оптимального напряжения выполняется по формуле Стилла

,

где -- оптимальное напряжение линии в кВ, -- длина линии в км, -- мощность линии в МВт, -- число цепей в линии.

Полученные значения округляются до одной из величин 35 кВ, 110 кВ или 220 кВ. Напряжение должно быть одинаковым для всей сети, чтобы избежать лишних ступеней трансформации.

Сравнивая оптимальное напряжение линии и напряжение сети, определяют незагруженные участки сети.

Использование результатов расчета: из 5 вариантов сети оставляют 2 для технико-экономического сравнения (п.4).

Обоснование выбора вариантов СЭС

Основными узлами нагрузки являются узлы 1 (120 МВт) и 5 (60 МВт)

Узел 1: Мощность ТЭЦ 180-18 МВт больше мощности узла 120 МВт, следо-вательно, узел 1 может снабжаться энергией за счет собственной ТЭЦ. Избыточ-ной мощности ТЭЦ 42 МВт достаточно для снабжения двух близлежащих узлов 2 и 4 (20+25 МВт). Однако, при большом коэффициенте загрузки ТЭЦ в узле будет генерироваться большая реактивная мощность (см. табл. 6), которая будет загру-жать близлежащие линии. В расчетах принимаем мощность генерации в узле 1 в нормальном режиме 10 -15 МВт. Узел 1 предпочтительнее соединить только с од-ним из узлов 2 или 4. Линия может быть одноцепная, т.к. для узла 1 она является резервной на случай остановки одного из генераторов.

Схема№1

4

2

42Мвт

1 15Мвт 15Мвт

50Мвт

120Мвт 5

25Мвт 40Мвт

8Мвт

3

35Мвт 35Мвт 75Мвт

Схема№2

4

2

42Мвт 15Мвт 15Мвт

1

120Мвт 5

8Мвт 83Мвт

25Мвт

6

3

35Мвт

35Мвт 83Мвт

Схема№3

4

2

1 42Мвт 15Мвт 15Мвт

50Мвт

120Мвт 8Мвт 5

83Мвт

35Мвт 25Мвт 6

3

83Мвт

35Мвт

Рис. 2 Схемы электроснабжения.

Узел 5: Узел должен снабжаться энергией от ШБМ. Расположение узла 5 от-даленное, следовательно, предпочтительнее выбрать радиальную двухцепную схему электроснабжения. По формуле Стилла при 60 МВт и длине линии 55 км оптимальное напряжение – 100 кВ.

Узлы 3 и 2 (узлы 4 и 2; узлы 4 и 1) расположены приблизительно в одном направлении от ШБМ, поэтому их электроснабжение может осуществляться по магистральной схеме. Это учтено в 3-х рассматриваемых вариантах СЭС (рис. 2).

Расчетные параметры линий

(жирным выделены незагруженные линии)

Табл. 4

Результаты расчета

Для технико-экономического сравнения выбраны варианты 3 и 2 .

В этих вариантах 1) меньше незагруженных линий;

2) нет перетоков мощности по направлению к источнику (ШБМ и ТЭЦ).

12
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• Далее ⇒