Расчет режимов электрической сети. Расчет режимов районной электрической сети

7.3 Стоимость потерь электроэнергии  рассчитывается как:  , , , где DP_нб–максимальные потери активной мощности в линиях и трансформаторах при наибольшей нагрузке на всех промышленных объектах(а=2040руб/кВт, в=0,396руб/кВт*ч, δ=1,1); ∆А – потери электроэнергии в линиях, МВт*ч

Таблица 8. Приведенные затраты двух вариантов

Статьи  затрат	Вариант 1 затраты, тыс. руб.	Вариант 2 затраты, тыс. руб.
Капитальные: в т.ч.
1.1 ВЛ
1.1.2 Участок  2-5	6760,68	-
1.1.3 Участок  2-6	-	7514,97
1.1.4 Участок  5-6	2650,03	1978,92
1.2 ОРУ  220 кВ
1.2.1 ПС  №5	5760	3936
Издержки
2.1 Амортизация
2.1.1 ВЛ	1568,45	1582,31
2.1.2 ОРУ  220 кВ	2112	1443,2
2.2 Эксплуатация
2.2.1 ВЛ	313,69	316,45
2.2.2 ОРУ  220 кВ	1440	984
Потери электроэнергии	4068,51	4648,27
Суммарные затраты	24673,36	22404,12

 

На основе технико-экономического сравнения делаем вывод, что более  приемлемым является вариант №2. Его мы принимаем в качестве основного и рассчитываем далее.

8. РАСЧЁТ НОРМАЛЬНЫХ (МАКСИМАЛЬНОГО,  МИНИМАЛЬНОГО) И ПОСЛЕАВАРИЙНОГО  РЕЖИМOB  ДЛЯ ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА СЕТИ

 

Задача расчета режима сети заключается в нахождении его  параметров с целью определения  условий, в которых работают электрооборудование  сети и ее потребители.

Исходными данными при  расчете режима являются мощности потребителей, источники питания с указанными напряжениями на шинах, элементы сети и связь между ними, которая отражается с помощью схемы замещения. Нагрузка потребителей при расчетах режимов сети до 220кВ в большинстве случаев представляется постоянными активной и реактивной мощностями [1, 8]. Обычно рассматриваются некоторые характерные рабочие режимы электрических сетей, при этом используются усредненные графики нагрузок системы, в которых нагрузки за 2 часа предполагаются неизменными. Все значения нагрузок находятся в пределах между наибольшими и наименьшими нагрузками. Поэтому режимы наибольших и наименьших нагрузок энергосистемы во многих случаях можно считать достаточно показательными.

Особо тяжелыми для сети являются послеаварийные режимы, возникающие  при наибольшей суммарной нагрузке в результате каких-либо отключений, вызванных  повреждениями оборудования. В качестве расчетного послеаварийного режима следует принять отключение наиболее нагруженного участка кольцевой части сети, отключение которой приводит к значительному перераспределению потоков мощности, или отключение одной цепи двухцепной линии, по которой получают питание все или большая часть подстанций. При этом расчетным в данном случае является режим сети, который соответствует частично восстановленной схеме сети при отключенном состоянии только поврежденного элемента, нагрузки потребителей берутся те же, что и в максимальном режиме. Совпадение аварийных отключений двух или более взаиморезервирующих линий не рассматривается как маловероятное. В аварийном режиме требуется мобилизация всех имеющихся возможностей, и в частности, включение в работу ТЭЦ со 100-процентной нагрузкой генераторов.

Таким образом, студенту необходимо рассчитать три режима сети – максимальный, минимальный и наиболее тяжелый  – послеаварийный.

Расчет режима начинается с составления полной схемы замещения сети. Далее определяются параметры сети: активные и реактивные сопротивления, емкостные проводимости.

Перед выполнением расчета  необходимо упростить заданную схему  замещения, т.е. привести ее к расчетному виду и определить расчетные нагрузки. Расчетная схема сети представляет собой набор последовательно и параллельно включенных элементов, содержащих активные и индуктивные сопротивления. Расчетные нагрузки включают заданную мощность подстанции в рассматриваемом режиме S_i, потери мощности в трансформаторах DS_т и зарядные мощности линий , присоединенных к данной подстанции

,

где n – количество линий, подключённых к шинам подстанции.

 Зарядные мощности линий  находятся приближённо, при условии  что на подстанциях напряжения  равны номинальным

.

Расчетная мощность первого  потребителя учитывает мощность, вырабатываемую генераторами, мощность, расходуемую на собственные нужды, мощность потребителя, расположенного в районе станции, потери в трансформаторах, зарядные мощности линий, к ней присоединенных

.

Расчеты режимов электрической  сети производятся при условии, что  задано напряжение на шинах наиболее удалённого потребителя – ”расчет  по данным конца”, и методом последовательных приближений, если задано напряжение на шинах источника – “расчет по данным начала”.

Обычно заданным является напряжение на ШБМ (в узле баланса).

Величину его выбирают в соответствии с нормальными  уровнями напряжения сети, желательно не больше:

в сети 35кВ ¾ 38,5кВ;

в сети 110кВ ¾ 121кВ;

в сети 220кВ ¾ 242кВ.

Возможны два варианта построения электрической сети ¾ разомкнутой и замкнутой (кольцевой):

1. Электрическая сеть не имеет замкнутых контуров и рассчитывается как разомкнутая. В первом приближении (на первом этапе) во всех узловых точках напряжения приравнивают номинальному напряжению сети и находят распределение мощности по участкам сети с учетом потерь.

В соответствии с принятыми  по схеме (рис. 5) обозначениями используются следующие расчетные формулы:

-потери мощности на  концевом участке сети:

- мощность в начале  этого участка:

мощность в конце (n -1)-гo участка:

Аналогично ведут расчет остальных участков: находят поток  S₁ и с учетом зарядной мощности j0,5·Q₁ - поток S_А. Во втором приближении (второй этап) определяют напряжения в узловых точках по известной величине U_a. Совмещая ось отсчета аргументов с направлением вектора U_a, вычисляют продольную и поперечную составляющие падения напряжения в сопротивлении Z (рис. 6):

Рис. 5. Расчетная схема  сети

 

Вектор напряжения в узле 1: U₁ = U_a-DU₁-jdU₁, его модуль: .Угол сдвига между напряжениями U_aи U₁  определяют по формуле   .

Рис. 6. Векторная диаграмма  для первого участка

 

Аналогично рассчитывают напряжения в точках присоединения  остальных потребителей. Влияние  поперечной составляющей падения напряжения следует учитывать только в сетях  напряжением выше 110кВ.

Расчет режима можно считать  законченным, если уровни напряжений во всех точках сети не превышают предельных значения напряжений.

Если напряжение превысило  допустимый уровень (например, в сети U=110кВ получилось больше 121кВ), то нужно попытаться понизить его путем изменения нагрузки ТЭЦ (начиная с реактивной мощности) или напряжения в узле баланса, а если этого недостаточно, изменить конфигурацию сети или установить средства, регулирующие напряжение. Для новых изменившихся условий следует просчитать еще раз режим сети.

2. Электрическая сеть содержит замкнутый контур. Схему такой сети можно рассчитывать как кольцевую. Все подстанции, получающие питание по ответвлениям от кольцевой схемы, должны быть заменены эквивалентной нагрузкой в соответствующем узле кольца, которая определяется суммированием собственной нагрузки узла с нагрузкой и потерями мо</s