Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
44
Добавлен:
17.11.2018
Размер:
660.15 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Энергетический институт

Направление 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника

Инженерная школа энергетики

Лабораторная работа №2

по дисциплине

Электроэнергетические системы и сети

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЙОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

220/110 КВ»

Разработал

Абдуллаев Б.С.

студент группы:

(подпись, дата)

(Ф.И.О)

Проверил

Бацев А.А

преподаватель

(подпись, дата)

(Ф.И.О)

  1. Расположение потребителей и источника питания на координатной плоскости, масштаб 20км/1 см

Характеристики потребителей электроэнергии и источника питания

ПС1

ПС2

ПС3

ПС4

Система

X, см

6

2,5

6,5

8

Х, см

11

У,см

1,5

4,5

7

4,5

У, см

8

Рmax, MВт

40

14

28

10

UРЭСmax, %

111

Tmax, час

3800

2400

6300

5300

UРЭСmin, %

102

0,78

0,75

0,82

0,80

0,89

Kк, %

100

30

75

20

Pmin, %

45

Масштаб – 20 км/см

Расчет радиальной сети в программной среде RASTRWIN:

Режим максимальных нагрузок

Рисунок 1 - Результаты по узлам. Максимальный режим.

Рисунок 2 - Результаты по ветвям. Максимальный режим.

Радиальная сеть:

Напряжение на ПС1 составило – 9,76 кВ, ПС2– 9,38 кВ, ПС3 – 11,07 кВ, а на ПС4 – 9,37 кВ.

Сначала отрегулируем напряжение на всех ПС с помощью РПН на средней стороне автотрансформатора узловой подстанции:

На ПС2 используется АТДЦТН–125000/220/110 РПН ±12%, ±6 ступеней, напряжение СН Составим таблицу 1, которая показывает соответствие отпайки к коэффициенту трансформации, который задается в программном комплексе RastrWin.

Пример расчета для 1-ой отпайки:

Таблица 1 – РПН на ПС2-среднее

Номер отпайки

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Коэффициент трансформации

0,147

0,21

0,274

0,337

0,4

0,463

0,526

0,589

0,652

0,715

0,779

0,842

0,905

Необходимо повысить напряжение, подставляем отпайки с положительными номерами. После подстановки отпайки №-1, напряжение на ПС1 составило – 11,29 кВ, ПС 2 -11,36 кВ, ПС 3 - 11,15 кВ, а на ПС 4 – 11,59 кВ.

Далее отрегулируем напряжение на всех ПС с помощью РПН на низкой стороне трансформатора каждой подстанции:

ПC1:

Таблица 2 – РПН на ПС1-низкое.

Номер отпайки

-2

0

Коэффициент трансформации

0,082

0,087

После подстановки отпайки № -2, напряжение на ПС1 составило 10,64 кВ.

ПC2:

Таблица 3 – РПН на ПС2-низкое.

Номер отпайки

-5

0

Коэффициент трансформации

0,087

0,096

После подстановки отпайки № -5, напряжение на ПС2 составило 10,45 кВ.

ПC3:

Таблица 4 – РПН на ПС3-низкое.

Номер отпайки

-1

0

Коэффициент трансформации

0,042

0,048

После подстановки отпайки № -1, напряжение на ПС3 составило 9,76 кВ.

ПC4:

Таблица 5 – РПН на ПС4-низкое.

Номер отпайки

-6

0

Коэффициент трансформации

0,091

0,1

После подстановки отпайки № -6, напряжение на ПС4 составило 10,51 кВ.

Расчет кольцевой сети в программной среде RASTRWIN:

Рисунок 7 - Результаты по узлам. Максимальный режим.

Рисунок 8 - Результаты по ветвям. Максимальный режим.

Кольцевая сеть:

Напряжение на ПС1 составило – 8,13 кВ, ПС 2 – 8,25, ПС3 – 10,68 кВ, а на ПС4 – 7,64 кВ.

Сначала отрегулируем напряжение на всех ПС с помощью РПН на средней стороне автотрансформатора узловой подстанции. Необходимо повысить напряжение, значит, подставляем отпайки с положительными номерами (таблица 1). После подстановки отпайки № 1, напряжение на ПС1 составило – 10,25 кВ, ПС2– 10,56 кВ, ПС 3– 10,83 кВ, а на ПС 4 – 10,38 кВ. Напряжения соответствуют допустимым пределам.

2. Результаты расчета режимов максимальных нагрузок и серии послеаварийных режимов.

Послеаварийный режим энергосистемы – режим, в котором энергосистемы находится после локализации аварии до установления нормального или вынужденного режима. Продолжительность нормализации послеаварийного режима ограничена 20 минутами. Послеаварийный режим рассчитывается при максимальной нагрузке. Таким режимом является отключение одного из головных участков и одного трансформатора, по которому протекает наибольшая мощность (для кольцевой сети), либо отключение одной цепи ВЛ и одного трансформатора (для радиальной сети).

Расчет серии послеаварийных режимов в радиальной и кольцевой электрических сетях будем выполнять для проверки сечения проводов по допустимому току. Для этого в радиальной сети поочередно отключаем одну из линий, а для проверки кольца в кольцевой схеме достаточно отключить один из головных участков. Затем сравниваем допустимый ток с послеаварийным. Результаты расчета радиальной сети занесены в таблицу 6.

Таблица 6 – Результаты расчета послеаварийных режимов радиальной сети

Сеть

Отключенный участок

Ток

Допустимый ток

До отключения

После отключения

Радиальная

0-3

113

275

610

3-1

115

240

450

*Участки 3-2 и 3-4 являются одноцепными, расчет не проводится.

Записав результаты расчетов, мы можем заключить, что наши выбранные провода проходят проверку по допустимым токам в программной среде RASTRWIN.

Результаты расчета кольцевой сети занесены в таблицу 7.

Таблица 7 – Результаты расчета послеаварийных режимов кольцевой сети

Отключенный участок

Ток на участке (до/после)

Допустимый ток

0-3

3-2

2-1

1-4

4-3

0-3

159/334

182/192

97/101

168/177

228/241

610

3-2

159/151

182/-

97/191

168/216

228/298

610

3-4

159/180

182/422

97/312

168/36

228/-

610

Расчет серии послеаварийных режимов в радиальной и кольцевой электрических сетях будем выполнять для проверки напряжения сети по допустимому напряжению. Для этого с радиальной сети выключаем линию и трансформатор на подстанции с двумя наибольшими , а для проверки кольцевой схемы достаточно отключить один из головных участков, и трансформатор на нем. Затем сравниваем с допустимыми напряжениями и если потребуется, то изменяем напряжение на подстанциях путем установки компенсаторов реактивной мощности в виде промышленных шунтовых конденсаторных батареи 10кВ.

Радиальная сеть:

Отключаем линию 3-1 и один из трансформаторов на ПС1.

Рисунок 9 - Результаты по узлам. Аварийный режимлинии 3-1.

Рисунок 10 - Результаты по ветвям. Аварийный режим линии 3-1.

Напряжение на ПС1 составило – 10,03 кВ, ПС 2 – 10,08 кВ, ПС3 – 9,62 кВ, а на ПС4 – 10,31 кВ. Значения напряжений входят в допустимые пределы.

Отключаем линию 3-2 и один из трансформаторов на ПС2.

Рисунок 11 - Результаты по узлам. Аварийный режим линии 3-2.

Рисунок 11 - Результаты по ветвям. Аварийный режим линии 3-2.

Напряжение на ПС1 составило 10,58 кВ, ПС 2 – 10,46 кВ, ПС3 – 9,72 кВ, а на ПС4 – 10,47 кВ. Значения напряжений входят в допустимые пределы.

Кольцевая сеть: обрываем линию 3-2 и один из трансформаторов на ПС2.

Рисунок 11 - Результаты по узлам. Аварийный режим.

Рисунок 12 - Результаты по ветвям. Аварийный режим.

Режим в программной среде RastrWin3 не сошелся, увеличим коэффициент трансформации на всех подстанциях посредством РПН. Сначала отрегулируем напряжение на всех ПС с помощью РПН на средней стороне автотрансформатора узловой подстанции. Необходимо повысить напряжение, значит подставляем отпайки с положительными номерами(таблица 1):После подстановки отпайки №2, напряжение на ПС1 составило – 9,92 кВ, ПС2 – 5 кВ, ПС3 –11,03 кВ, а на ПС 4 – 10,42 кВ.

Для дальнейшего увеличения напряжения на подстанциях нужно использовать компенсирующие устройства. В нашем случае используем промышленные конденсаторные батареи 10кВ.

Пример расчета коэффициента мощности:

Для увеличения коэффициента мощности и напряжения используем конденсаторные батареи.

Требования к реактивной мощности:

где – рассчитанная в программе RastrWin активная мощность РЭС,

– заданный коэффициент мощности.

Компенсируемая реактивная мощность:

= МВА;

где – рассчитанная в программе RastrWin реактивная мощность РЭС.

Количество требуемых компенсирующих устройств:

где – мощность, выдаваемая батареей при напряжении 1,1Uном [2, табл. 5.42].

Скомпенсированная мощность:

Компенсирующие устройства целесообразно устанавливать на конечные подстанции, непосредственно перед потребителями, в узлы с напряжением, которое меньше допустимого. Полученная проводимость шунта для батарей с конденсаторами типа КС2-1,05-60 и типа КСКГ-1,05-125 [2, табл. 5.42]:

Компенсирующие устройства целесообразно устанавливать на конечные подстанции, непосредственно перед потребителями, в узлы с напряжением, которое меньше допустимого.

Вывод:

Таким образом, был проведен расчет режимов максимальных нагрузок и серии послеаварийных режимов в радиальной и кольцевой электрических сетях для проверки сечения проводов по допустимому току в программном комплексе RastrWin. Как видно из сравнения токов в таблице, все линии прошли проверку по допустимому току.

Так же была проведена регулировка напряжения в максимальном режиме до согласованного значения.Установлены компенсирующие устройства в аварийном режиме для кольцевой сети. Для создания аварийного режима мы отключили наиболее нагруженную подстанцию и трансформатор на ней.

Компенсирующие устройства в виде конденсаторов используются для повышения напряжения и cosφ системы. Компенсирующие устройства целесообразно устанавливать на конечные подстанции, непосредственно перед потребителями, в узлы с напряжением, которое меньше допустимого. Точность расчета в программе RastWinустановлена на 1, что дало нам достоверные расчеты для расчетов.