Дипломная (вкр): Энергетическая сеть района

Энергетическая сеть района

ВВЕДЕНИЕ

Развитие энергетики и электрификации в значительной мере определяет уровень развития всего государства.

В наше время нет ни одной отрасли народного хозяйства, в которой бы не использовалось в той или иной степени электрическая энергия. К важнейшим направлениям научно-технической революции относится замена физической энергии человека другими видами энергии и, главное, электрической. С этим и связано беспрерывное развитие электроэнергетики, а, значит, и систем электроснабжения. Наряду с общими тенденциями нельзя забывать об увеличении требований к энерго- и электросбережению вследствие сложившейся ситуации не только на Украине, но и во всем мире с топливно-энергетическими ресурсами, которых становится всё меньше.

При проектировании электроснабжения промышленного района необходимо учитывать требования к электрической сети, прежде всего по надежности электроснабжения и бесперебойности питания потребителей I категории. Важнейшую роль в этом играет релейная защита элементов сети. В проекте рассмотрена релейная защита трансформаторов проектируемой подстанции и даны рекомендации по ее исполнению.

При работе над дипломным проектом использованы директивные материалы и справочная литература по проектированию электрических систем и сетей, электрических станций и подстанций, а также учебная и научно-техническая литература по расчетам установившихся и переходных режимов электрических систем электроснабжения, расчетам параметров и выбору оборудования линий электропередачи и понижающих подстанций. Использованная литература указана в списке литературы.

Расчеты установившихся режимов сети выполнены на ПЭВМ по программе РРС-9, разработанной на кафедре электроснабжения городов ХНАГХ.

1. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА

трансформатор баланс реактивный мощность

1.1 Анализ электроснабжения промрайона. Постановка задачи

Промышленный район находится в Харьковской области и получает питание от Северной электрической системы через подстанцию 330/110 кВ ПС1. Мощность энергосистемы и автотрансформаторов ПС1 достаточны для покрытия потребностей района по активной мощности. Выдача реактивной мощности ограничена в режиме наибольших нагрузок на уровне Qсист ≤ 80 Мвар. В режиме наибольших нагрузок энергосистема поддерживает напряжение на шинах 110 кВ ПС1 U1нб = 117 кВ, в режиме наименьших нагрузок - U1нм = 118 кВ.

Промрайон характеризуется развитым сельскохозяйственным производством с большим количеством промышленных предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции (сахарные заводы, спиртзаводы, хлебоприемные пункты и др.). Имеются предприятия химической и нефтеперерабатывающей промышленности, машиностроения и металлообработки, предприятия радиотехнической и электротехнической промышленности. Надежность электроснабжения промрайона имеет большое значение для экономики района.

Питание потребителей промрайона осуществляется через 6 понижающих подстанций, имеющих резервированное подключение к сети 110 кВ (рисунок 1.1). На расчетный период предусматривается ввод новой подстанции ПС8. Электрическая схема соединений эксплуатируемой сети 110 кВ и типы понижающих трансформаторов приведены на схеме (рисунок 1.2). Нагрузки подстанций и категории потребителей по надежности электроснабжения на расчетный период даны в таблице 1.1. Усредненное значение числа часов наибольшей нагрузки составляет для промрайона Тнб = 4500 час, потребление в режиме наименьших нагрузок - 40 % от максимального. Коэффициент попадания нагрузки промрайона в максимум энергосистемы Км = 0,9.

Коэффициенты разновременности максимумов активной и реактивной нагрузок подстанций КрмP = 0,9, КрмQ = 0,95.

В работе следует рассмотреть вопросы развития и реконструкции питающей сети 110 кВ на пятилетнюю перспективу. Целью проекта является выработка рекомендаций по этим вопросам.

В дипломном проекте должен быть решен ряд задач.

1. Выбрать оптимальную схему развития электроснабжения с учетом существующей сети и перспектив развития промышленных районов.

2. Проверить соответствия линий электропередач изменившимся потокам мощности, определить объемы реконструкций и строительства новых линий.

3. Проверить соответствие мощности трансформаторов новым нагрузкам, провести замену трансформаторов на действующих подстанциях и выбрать трансформаторы на проектируемой подстанции.

4. Выполнить анализ, установившихся режимов проектируемой сети.

М 1:300000

Таблица 1.1 - Электрические нагрузки сети

Примечания:

- нагрузки приведены на стороне 10 кВ;

нагрузки даны для режима зимнего максимума;

1.2 Предварительная оценка развития сети 110 кВ промышленного района

Задачами предварительной оценки являются:

·   приближенный расчет баланса активной и реактивной мощностей , оценка необходимости компенсации реактивной мощности по условию баланса;

·   оценка пропускной способности линий, выявление в потребности реконструкции сети;

·   рассмотрение вариантов присоединения проектируемой подстанции (ПС 8).

1.2.1 Балансы активной и реактивной мощности

Для приближенной оценки балансов активной мощности примем потери активной мощности примем потери активной мощности 6% от суммарной нагрузки. Потребление активной мощности из системы (на линиях 110 кВ ПС 1) составит:

Pсист = КрмP +0,06                                                      (1.1)

где Pсист - мощность потребления из системы; Рni - активная нагрузка i-й подстанции; Крмр - коэффициент равномерности максимумов активной нагрузки; n - количество понижающих подстанций

Рсист = (0,9+0,06) (11,3+18+23,8+7,8+12,1+42+20,1) = 0,96·135,1 = 129,7 МВт.

Согласно заданию центр питания (ПС 1) обеспечивает необходимую активную нагрузку.

В балансе реактивной мощности учитывают все источники и потребители реактивной мощности:

Qсист + Qсист+= КрмQ++                   (1.2)

где Qсист - реактивная мощность, отпускаемая системой; Qку - мощность компенсирующих устройств; Qcj - зарядная мощность j-й линии; Qni - реактивная нагрузка i-й ПС; ∆Qтi - реактивные потери в трансформаторах i-й ПС; ∆Qлj - реактивные потери j-й линии; m - количество линий; КрмQ - коэффициент разновременности максимумов реактивной нагрузки.

Для приближенной оценки баланса считают, что генерация и потери реактивной мощности в линиях равны (≈), реактивные потери принимают 8 - 10 % от полной мощности нагрузки [2]. При этих допущениях оценим мощность компенсирующих устройств из условия баланса:

ку ≈ КрмQ+- Qсист                                (1.3)

= 5,4+8,9+9+3,4+6+23+9,5 = 65,2 Мвар;

= 0,1 Мвар;

Согласно (1.3.) Qку = 0,95·65,2+14,5-80 = -3,5 Мвар

Ввод компенсирующих устройств по условию баланса реактивной мощности не требуется.

.2.2 Выбор и проверка трансформаторов

На новой ПС6 требуется установка двух трансформаторов. Выбор их мощности производится из условия допустимой перегрузки на 40 % при отключении одного из них.

т.ном ³ Sni/1,4                                                                               (1.4)

где Sni - мощность максимальной нагрузки подстанции.

На действующих реконструированных подстанциях выполнена проверка загрузки трансформаторов по коэффициентам загрузки:

где n - количество включенных трансформаторов на ПС.

Расчеты по выбору и проверке трансформаторов сведены в таблицу 1.2.

На ПС8 выбраны трансформаторы типа ТРДН-16000/110.

На действующих подстанциях замена трансформаторов и разгрузка потребителей не требуется. Коэффициент загрузки в нормальном режиме Кзн< 0,7, а в послеаварийном КзА< 1,4.

Таблица 1.2 - Выбор и проверка трансформаторов

1.2.3 Анализ вариантов развития сети

Промрайон имеет разветвленную питающую сеть 110 кВ. Рассмотрено три варианта подключения новой ПС 8 к сети, каждый из которых требует разную сумму капитальных вложений для его реализации и имеет разную стоимость эксплуатации. Выбор варианта - задача технико-экономическая. В данном подразделе требуется определить возможность технической реализации каждого из рассматриваемых вариантов.

Расчеты режимов выполнены по программе РРС-9. Кодировка сети для ввода в ЭВМ приведена в таблице 1.2.1, таблице 1.2.2, таблице 1.2.3. Нагрузки в узлах даны в таблице1.3. Конфигурация сети учитывает все рассматриваемые варианты. Расчет нормального или послеаварийного режимов по конкретному варианту производится при отключении ветвей, не используемых в данном расчете

I вариант - подключение ПС8 в рассечку в ВЛ 1-6 (рисунок 1.3). Требуется строительство двух ВЛ 110кВ суммарной длиной 11,4 км с проводами АС-240. Подстанция ПС8 вводится по проходной схеме (мостик).

Таблица 1.2.1 - Конфигурация сети

Таблица 1.3 - Нагрузки в узлаx