Лабораторные работы / Расчет режима минимальных нагрузок в радиальной и замкнутой электрических сетях 110-220 кВ и выбор мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности

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 №3

по дисциплине

Электроэнергетические системы и сети

«Расчет режима минимальных нагрузок в радиальной и замкнутой электрических сетях 110-220 кВ и выбор мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности»

Разработал		Абдуллаев Б.С.
студент группы:	(подпись, дата)	(Ф.И.О)

Проверил		Бацев А.А
преподаватель	(подпись, дата)	(Ф.И.О)

Томск – 2018

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

2. Схемы замещения радиальной и кольцевой электрических сетей

Для составления схем замещения используем данные из таблиц 1, 2, 3 и 4.

Таблица 1 – Нагрузки подстанций

№ ПС	Pmax, МВт	сosφ	Q, Мвар	S, МВА	S, МВА
1	40	0,78	32,091	40+j32,091	51,282
2	14	0,75	12,347	14+j12,347	18,667
3	28	0,82	19,544	28+j19,544	34,146
4	10	0,80	7,5	10+j7,5	12,5

Таблица 2 – Параметры выбранных марок проводов

Конфигурация сети	Участок	L, км	nц	Uном, кВ	Марка провода	Rл,	Xл,	Bл,	Qc,
						Ом	Ом	мкСм/км	МВар
радиальная	0-3	98,649	2	220	АС 240/39	5,82	21,456	513,8	24,87
	3-1	118,19	2	110	АС 150/24	12,055	24,819	639,9	7,742
	3-2	100,94	1	110	АС 95/16	30,384	43,81	263,6	3,189
	3-4	62,391	1	110	АС 95/16	18,78	27,078	162,9	1,971
кольцевая	0-3	98,649	2	220	АС 240/39	5,82	21,456	513,8	24,87
	3-2	100,94	1	110	АС 240/39	11,911	40,882	283,5	3,43
	3-4	62,391	1	110	АС 240/39	7,362	25,268	175,2	2,12
	2-1	98,649	1	110	АС 240/39	11,641	39,953	277,0	3,352
	4-1	77,159	1	110	АС 240/39	9,105	31,249	216,7	2,622

Таблица 3 – Параметры выбранных трансформаторов и автотрансформатора

n	№ ПС	Тип Тр-ра		Пределырегулирования	Каталожные данные							Расчетные данные
2	1	ТД-40000/110	40		121	10,5	10,5	160	50	0,65	1.46		38.4	260
2	2	ТДН-6300/110	6.3		115	11	10,5	44	11.5	0.8	14.7		220.4	50.4
2	4	ТДН-2500/110	2.5		110	11	10,5	22	5.5	1.5	42.6		508.2	37.5

Таблица 4 – Параметры выбранных автотрансформаторов

№ ПС	n	Тип	Sном, МВА	Регулирование напряжения	Uном, кВ				Ix, %		Rт, Ом				Хт, Ом				ΔQxKВар		ΔPxKВт
					ВН	СН	НН			ВН		СН	НН	ВН		СН	НН
2	2	АТДЦТН–125000/220/110	125		230	121	11	0,52		0,52		0,52	3,2	49		0	131	625		65

2. Результаты расчёта режима минимальных нагрузок с выбором мероприятий по регулированию напряжения и снижению потерь мощности.

В расчете режима минимальных нагрузок значение мощности на подстанциях высчитываются согласно своему варианту, что в данном случае составляет 45% от максимальных значений, и значение подводимого напряжения в данном задании составляет 102% от номинального значения 220 кВ.

Для режима минимальных нагрузок . В таблице 4 приведены значения нагрузок в минимальном режиме

Таблица 5 – Нагрузки в минимальном режиме

№ ПС
1	18	14,44	18+j14,44	23,076
2	6,3	5,56	6,3+j5,56	8,403
3	12,6	8,79	12,6+j8,79	15.363
4	5	3,75	5+j3,75	6.25

Пример расчета для ПС 1:

1. Радиальная сеть

Выставляем схему в исходное состояние и проводим расчет:

Рисунок 1 – Предварительный расчет узлов режима минимальных нагрузок радиальной сети

Рисунок 2 – Предварительный расчет ветвей режима минимальных нагрузок радиальной сети

Напряжение на ПС1 составило – 9,82 кВ, ПС2– 10,3 кВ, ПС3 – 10,61 кВ, а на ПС4 – 10,47 кВ. Напряжения на всех ПС входят в допустимые пределы от 9,5-10,5 кВ. Таким образом, в регулировании напряжения нет необходимости

Выполним проверку коэффициента мощности:

Коэффициент мощности меньше заданного .

Кольцевая схема:

Выставляем схему в исходное состояние и проводим расчет (см. рисунок 3 и 4).

Рисунок 3 – Предварительный расчет узлов режима минимальных нагрузок кольцевой сети

Рисунок 4 – Предварительный расчет ветвей режима минимальных нагрузок кольцевой сети.

Напряжение на ПС1 составило – 9,26 кВ, ПС2– 10,10 кВ, ПС3 – 10,51 кВ, а на ПС4 – 10,13 кВ. Отрегулируем напряжение на ПС1. После подстановки отпайки №2 напряжение стало 9,7 кВ, что является допустимым.

Выполним проверку коэффициента мощности:

Коэффициент мощности практически равен заданному .

Вывод:

В режиме минимальных нагрузок нам пришлось использовать РПН трансформаторов для нормализации потоков мощностей. Все напряжения были отрегулированы в соответствии с требованиями с помощью метода, изложенного в лабораторной работе 2. Также необходима установка компенсирующих устройств из-за отрицательного значения

Список используемых источников.

1. Правила устройства электроустановок. –7-ое изд., – М.: Госэнергонадзор, 2002. – 928 с.

2. Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д. Л. Файбисовича – М.; Издательство НЦ ЭНАС, 2005. – 320 с. ил.