Мощность в начале участка сd:
(8.45)
Мощность, вытекающая из узла c в участок cd:
(8.46)
Мощность в конце участка ca:
(8.47)
Где ∆Sab(ca) – потери участка ab, протекающие по участку ca;
(8.48)
(8.49)
Потери мощности на участке сa:
(8.50)
Мощность в начале участка ca
(8.51)
Мощность, вытекающая из узла c в участок сa:
(8.52)
Мощность в конце участка Aa
(8.53)
Где – потери мощности на участке аb с учетом генерируемой мощности линии;
(8.54)
Потери мощности на участке Aa
(8.55)
Мощность в начале участка Aa
(8.56)
Мощность, вытекающая из узла A в участок Aa
(8.57)
Мощность в конце участка Ac:
(8.58)
Потери мощности на участке Aс:
(8.59)
Мощность в начале участка Ac:
(8.60)
Мощность, вытекающая из узла A в участок Aс:
(8.61)
Мощность, поступающая в сеть:
(8.62)
Определим потери мощности в минимальном режиме
Принимаем величину минимальной нагрузки равной 40% от максимальной. Так как расчет минимального режима такой же, как и расчет максимального режима, то оформим его в виде таблицы.
Таблица 8.2. Расчёт потерь мощности в минимальном режиме
Участок
Aa
Ac
ca
ab
bd
cd
Мощность генерируемая линией
-j9.44
-j5.66
-j10.6
-j7.55
-j5.03
-j13.84
Мощность в конце участка
14.53-j15.36
15.88-j53.9
4.6-j16.75
5.23-j14.39
0.108-j5.67
6.39-j10.06
Потери мощности
0.17+j0.6
0.71+j2.55
0.13+j0.46
0.07+j0.25
0.0064+j0.023
0.08+j0.28
Мощность в начале участка
14.7-j14.76
16.59-j51.35
4.73-j16.29
5.3-j14.14
0.1144-j5.65
6.47-j9.78
Мощность, втекающая в участок S’, МВА
14.7-j24.2
16.59-j57.01
4.73-j26.89
5.3-j21.69
0.1144-j10.68
6.47-j23.62
Мощность, поступающая в сеть
(8.63)
Определение напряжений в максимальном режиме при Uном=220кВ
Принимаем согласно рекомендации [1] напряжение в точке питания А:
, (9.6)
Напряжение в узле с согласно [1]
(9.7)
Напряжение в узле d:
(9.8)
Напряжение в узле а согласно [1]
(9.9)
Напряжение в узле b:
(9.10)
(9.11)
Определение напряжений в минимальном режиме
, (9.12)
Находим напряжение в узле а согласно [1]
(9.13)
Так как напряжение в узле с не удовлетворяет условию: Ua.min= ± 5% Uном,устанавливаем в источнике питания реактор, мощностью 50 Мвар для компенсации реактиной мощности на участке Ас, и пересчитаем с учетом этого поток мощности в начале участка Ас и напряжение в узле с.
S'Ас=16,59 – j1,35 МВА;
SHAc= S'Ac – SCAc
SHAa=16,59 – j1.35 – (-j5.66)=16.59+j4.31 МВА
Напряжение в узле c:
(9.14)
Напряжение в узле d по формуле [1]
(9.15)
(9.16)
(9.17)
(9.18)
Напряжение в узле b
(9.19)
10. Определение сечения проводов сети, питающей ГПП
Расчётная мощность, потребляемая ГПП равна
Ток в линии, питающей ГПП
(10.1)
Сечение линии выбираем по экономической плотности тока
(10.2)
По условию коронирования минимальное сечение на 220 кВ будет 240 мм2.
Выбор оптимального сечения проводим по экономическим интервалам, исходя из приведённых затрат, учитывая что по условиям надежности электроснабжения ГПП должно питаться двумя параллельными линиями.
(10.3)
Для выбора линии рассмотрим два варианта: 2×АСО-240/32 и 2×АСО-300/39.
Для АСО-300 К=21,6 тыс. у. е./км [2],
Данные для построения сведем в таблицу 10.1
Таблица 10.1. Данные приведенных затрат на каждое сечение
АСО-240/32
I, А
5
10
15
20
pнKл
578.34
И
0.032
0.129
0.29
0.514
З
578.37
578.469
578.63
578.854
АСО-300/39
594.86
0.025
0.103
0.23
0.412
594.885
594.963
595.09
595.272
По данным расчётов строим зависимость приведённых затрат от тока З = f(I) для каждого сечения.
11. Определение напряжения на шинах ГПП в моменты максимальной и минимальной нагрузок
Для определения напряжения на шинах ГПП просчитаем мощность, протекающую по участку с учетом потерь и генерации, в максимальном и минимальном режимах.
Параметры линии, питающей ГПП: r=5.45 Ом, x=19.58 Ом, b=4,68·10-4См.
Для дальнейшего расчета необходимо выбрать трансформаторы ГПП. Условия выбора согласно [1]
(11.1)
По каталогу выбираем трансформатор типа ТРДН-32000/220. Катложные данные трансформатора сведем в таблицу11.1
Таблица 11.1. Параметры трансформатора ТРДН – 32000/220
Диапазон регулирования РПН
230
11
45
150
11,5
0,65
±12×1%
Определим сопротивления трансформатора согласно [1]
(11,2)
(11.3)
Потери мощности в трансформаторах
(11,4)
Максимальный режим.
Мощность в конце участка а-ГПП
(11.5)
Потери мощности на участке а-ГПП
(11.6)
Мощность в начале участка а-ГПП
(11.7)
Мощность, втекающая в этот участок а-ГПП
(11.8)
Потери напряжения в максимальном режиме на участке а-ГПП
(11.9)
Напряжение на шинах ВН ГПП
(11.10)
Потери напряжения в трансформаторе в максимальном режиме
(11.11)
Минимальный режим.
Sнагр.ГППmin=3.28+j2.5 MBA
Потери в трансформаторе в минимальном режиме
(11.12)
Потери мощности на участке
(11.13)
(11.14)
Мощность, втекающая в этот участок
(11.15)
Потери напряжения в минимальном режиме
(11.16)
(11.17)
Потери напряжения в трансформаторе в минимальном режиме
(11.18)
Ответвления на трансформаторе при максимальной нагрузке согласно:
(11.19)
Ответвления на трансформаторе при минимальной нагрузке согласно:
(11.20)
где напряжение холостого хода на стороне НН;
∆ потери напряжения в трансформаторе, приведённые к стороне НН;
напряжение на стороне ВН при максимальной / минимальной нагрузках;
напряжение на стороне НН при максимальной / минимальной нагрузках.
Потери напряжения в трансформаторе, приведенные к стороне НН
Находим при максимальной нагрузке.
Напряжение ответвления в минимальном режиме
Для РПН трансформатора ТРДНС – 32000/220 составляем табл. 11.1. регулируемых ответвлений.
Таблица 11.1. Ступени регулирования РПН трансформатора ТРДНС – 32000/220
№ ступени
Uст, кВ
-1
217,8
+1
222,2
-2
215,6
+2
224,4
-3
213,4
+3
226,6
-4
211,2
+4
228,8
-5
209
+5
231
-6
206,8
+6
233,2
-7
204,6
+7
235,4
-8
202,4
+8
237,6
-9
200,2
+9
239,8
-10
198
+10
242
-11
195,8
+11
244,2
-12
193,6
+12
246,4
В максимальном режиме трансформатор нужно переключить на ответвление +5, и минимальном – +5.
Пересчитаем напряжения на стороне НН при выбранных ответвлениях
12. Определение сечения проводов сети, питающей ТП
Выбор сечения проводов производится по экономической плотности тока:
, (12.1)
где сечение на участке
номинальный ток на участке
jэ – экономическая плотность тока, j = 1.1 А/мм2 при Тmax = 3500 ч.
Результаты расчета сведем в таблицу 13.1. Выбираем кабели марки ААБв
Таблица 13.1. Сечения и параметры кабелей, питающих ТП
участок
I, A
F, мм2
l, м
r, Ом
ГПП – ТП1
23
20,91
500
0,62
ГПП – ТП2
94,2
85,64
700
0,228
ТП1 – ТП3
21,99
19,99
1200
1,49
ТП3 – ТП4
10,39
9,45
400
1,24
13. Определение напряжения на стороне ВН всех ТП. Определить потери напряжения в сети до 1000В
Напряжение на стороне ВН ТП при максимальном режиме.
Радиальная сеть. (ТП №1):
ТП №1: Мощность трансформатора
Выбираем трансформатор типа ТМ-400 с параметрами:
Сопротивления трансформатора
Потери в трансформаторе определим согласно [1]
, (14.1)
Мощность в конце участка ГПП-ТП1
(14.2)
где потери холостого хода трансформатора
, (14.3)
, (14.4)
где ток холостого тока трансформатора,
Потери мощности в линии ГПП-ТП1
Мощность в начале участка ГПП-ТП1
Напряжение на шинах ВН ТП №1:
Потери напряжения в трансформаторе Т1
(14.5)
Магистральная сеть.
ТП №2: Мощность трансформатора
Выбираем трансформатор типа ТМ-1600 с параметрами:
ТП №3: Мощность трансформатора
Выбираем трансформатор типа ТМ – 250 с параметрами:
Сопротивления трансформатора, приведённые к стороне ВН.
(14.6)
(14.7)
, (14.8)
Мощность в конце участка ТП2-ТП3
(14.9)
, (14.10)
, (14.11)
Потери мощности в линии ТП2-ТП3
Мощность в начале участка ТП2-ТП3
Потери в трансформаторе Т2
Мощность на шинах ВН Т2:
(14.12)
Полная мощность в конце линии ГПП-ТП2
Потери мощности в линии ГПП-ТП2
Мощность в начале участкаГПП-ТП2
Напряжение на шинах ВН ТП №2:
Потери напряжения в трансформаторе Т3
(14.13)
Потери напряжения в трансформаторе Т2
Радиальная сеть.
ТП №4: Мощность трансформатора
, (14.14)
Мощность в конце участка ГПП-ТП4
(14.15)
, (14.16)
, (14.17)
Потери мощности в линии ГПП-ТП4
Напряжение на шинах ВН ТП №4:
Потери напряжения в трансформаторе Т4
(14.18)
Напряжение на стороне ВН ТП при минимальном режиме рассчитываются аналогично. Результаты расчета сведем в таблицы 14.1.
Таблица 14.1. Мощности и напряжения на ТП
ТП1
ТП2
ТП3
ТП4
∆ST, кВА
0,352+j2,88
2,15+j10,5
0,31+j0,92
0,32+j2,6
SВНТП, кВА
129,43+j107,28
461,75+j317,5
47,11+j55,64
92,6+j132,6
UВНТП, кВ
10,11+j0,061
10,109+j0,0084
10,1+j0,0152
10,106+j0,0195
∆UТ, кВ
0,137+j0,129
0,14+j0,135
0,126+j0,053
0,151+j0,085
Мощности в линиях
ГПП-ТП1
ГПП-ТП2
ТП2-ТП3
ГПП-ТТП4
SK, кВА
508,86+j373,14
∆S, кВА
0,44
0,91
0,065
0,39
SH, кВА
129,87+j98,88
509,77+j373,14
47,175+j55,64
92,99+j132,6
Выбор ответвлений регулирования напряжения трансформаторов.
На всех ТП устанавливаются трансформаторы с ПБВ. Коэффициент трансформации может изменяться в пределах со ступенью регулирования по 2,5%.
Согласно [1]
(14.19)
где отклонение напряжения на стороне НН, %
отклонение напряжения на стороне ВН, %
потери напряжения в трансформаторе, %
Е – добавка напряжения, %
ТП №1:
В максимальном режиме:
В минимальном режиме:
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%
Так как к ТП1 подключена как двигательная так и осветительная нагрузка, то допустимое отклонение напряжения в большую сторону должно быть не больше 5%.
Условие выполняется.
ТП №2
В максимальном режиме
В минимальном режиме
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%.
У ТП №2 отклонение напряжения в допустимых пределах Uдоп = 5%. Условие выполняется.
ТП №3
У ТП №3 отклонение напряжения в допустимых пределах Uдоп = 5%. Условие выполняется.
ТП №4
У ТП №4 отклонение напряжения в допустимых пределах Uдоп = 5%. Условие выполняется.
Действительное напряжение на стороне НН ТП [1]:
(14.20)
где
ТП №2:
ТП №3:
ТП №4:
14. Баланс реактивной мощности
Уравнение баланса реактивной мощности [1]:
, (15.1)
где генетитуемая реактивная мощность станции за вычетом собственных нужд.
реактивная мощность потребителей,
суммарные потери реактивной мощности,
Суммарное потребление реактивной мощности.
,
(15.2)
В этом случае необходимо установить конденсаторные батареи, которые будут обеспечивать компенсацию реактивной мощности.
В минимальном режиме реактивная мощность:
В данном случае наблюдается нарушение баланса реактивной мощности.
15. Выбор защитных аппаратов и сечения проводов сети до 1000 В
По заданным мощностям двигателей РНОМ по справочным данным [3] выбираем соответствующие мощности и КПД. Пусковые и номинальные токи двигателей определяем по формуле:
(16.1)
(16.2)
где коэффициент пуска.
Для двигателя М1 принимаем [3]:
;
Результаты расчётов для остальных двигателей сводим в табл. 16.1.
Таблица 16.1. Справочные и расчётные данные двигателей
Параметры
М1
М2
М3
М4
М5
Р, кВт
81,08
59,78
38,46
133,69
81,52
cosφ
0,9
η
0,93
0,925
IH, А
136,14
100,38
68,64
239,61
KП
7
6
IП, А
952,98
702,66
480,48
1437,66
Для защиты двигателей принимаем автоматические выключатели. Выбор автоматов для каждого двигателя произведем по условиям согласно [1]
(16.3)
(16.4)
где расчётный ток двигателя
пусковой ток двигателя.
Для двигателя М1:
Принимаем автомат АЕ – 2063М; ;
Выбираем проводник для питания двигателя М1 по условию согласно [1]
Iдоп≥Iу
Iдоп≥136,14 А
Принимаем кабель, АСБ (3×50+1×25), Iдоп=165 А.
Аналогично выполняем выбор для остальных двигателей. Результаты расчётов сводим в таблицу 16.2.
Таблица 16.2. Справочные и расчётные данные двигателей
№ п/п
Автоматический
выключатель
Проводник
тип
Iдоп, А
8108
925,98
АЕ-2063, Iу=160А, 12Iу
АСБ (3×50+1×25)
65
АЕ2063, Iу=125А, 12Iу
АСБ (3×35+1×25)
135
АЕ2053МП, Iу=80А, 12Iу
АСБ (3×16+1×10)
90
АВ4Н, Iу=250А, 12Iу
АСБ (3×120+1×70)
270
Выбор автомата для защиты группы электродвигателей М1, М3, М5:
(16.5)
; (16.6)
где Iр - расчетный ток, Iр=kcΣ·IH;
kc – коэффициент спроса, kc=1
Выбираем АВМ4Н, , 5Iу.
Проводник выбираем по условию:
Iдоп≥Iу (16.7)
Iдоп≥400 А
Выбираем кабель 2 АСБ (3×70+1×35), Iдоп=400А;
Для защиты сети освещения выбираем предохранители по условию:
, (16.8)
где номинальный ток плавкой вставки.
Номинальный ток одной распределительной сети освещения:
; (16.9)
Принимаем предохранитель ПРС-25, IВ=25А
Предохранитель для группы распределительных сетей освещения:
Iр=n∙;
n-число распределительных сетей освещения, n=9;
Iр=9∙22,727=204.543А;
Принимаем предохранитель ПП31–250, IВ=250А
Группа сетей освещения защищается автоматом. Его выбор произведем также по условию:
Принимаем автомат АВМ4Н,,
Вводной автомат всей сети, питающейся от ТП:
Принимаем автомат АВМ10Н,, 3Iу
Выбираем кабель 3×АСБ (3×120+1×70), Iдоп=810А
Список литературы
1. Идельчик В.И. «Электрические системы и сети»
2. Радченко В.Н.: «Методические указания и задания на курсовой проект по дисциплине < Электрические сети и системы >.
3. Неклепаев Б.Н.:» Электрическая часть электростанций и подстанций.
Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования»
Страницы: 1, 2, 3
