1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ РАЙОНУ
В проектуючому районі розміщені дві підстанції споживачів електроенергії, споживачі двох підстанцій відносяться до першої і частково другої категорії надійності, вони повинні забезпечуватись електроенергії не менше як від двох незалежних джерел живлення, або живлення їх повинно проходити не менше як по двох лініях електропередач. Перерва їх електропостачання може бути допущена тільки на час автоматичного вводу резервного живлення.
Геометричне розміщення споживачів дозволяє будувати схеми електропостачання як по радіальній, так і по кільцевій схемах. Обґрунтування вибору тієї чи іншої схеми проведене в даному курсовому проекті.
2 СПОЖИВАННЯ ТА ПОКРИТТЯ АКТИВНОЇ ТА РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТЕЙ В РАЙОННІЙ МЕРЕЖІ
2.1 Розрахунок споживання активної потужності
Сумарне споживання активної потужності в період максимальних навантажень складається із заданих потужностей навантажень споживачів району і втрат потужності в лініях, знижувальних трансформаторах і автотрансформаторах районної мережі. При проектуванні районної мережі припускаємо, що установлена потужність генераторів системи достатня для покриття сумарного споживання активної потужності.
Найбільша сумарна активна потужність, яка споживається мережею:
, (2.1)
де коефіцієнт, який враховує неспівпадання в часі максимальних навантажень споживачів;
найбільша активна потужність і-го споживача;
сумарні втрати активної потужності в лініях і трансформаторах мережі, які наближено приймають рівними 4-6 % від сумарного активного навантаження споживачів;
n кількість споживачів електроенергії.
МВт.
2.2 Баланс реактивної потужності
Наближену оцінку балансу реактивної потужності в мережі, що проектується, роблять ще до вибору схеми мережі, так як для забезпечення балансу може виникнути необхідність у встановленні додаткових джерел реактивної потужності для компенсації реактивних навантажень споживачів,
що в свою чергу буде впливати на вибір номінальної напруги мережі, потужність та параметри її елементів (номінальну потужність трансформаторів і поперечний переріз проводів ліній), а також на техніко-економічні показники роботи мережі втрати напруги, потужності й енергії в електричній мережі.
Сумарна реактивна потужність, що споживається в електричній мережі, складається з реактивної потужності навантаження споживачів і втрат реактивної потужності в лініях і трансформаторах. При цьому припускається, що періоди споживання найбільших активних і реактивних навантажень підстанцій співпадають в часі. Найбільші реактивні навантаження споживачів визначаються через найбільші активні навантаження й задані значення коефіцієнтів потужності на шинах вторинної напруги знижувальних підстанцій.
Найбільша реактивна потужність, що споживається в районній мережі:
, (2.2)
де найбільша реактивна потужність навантаження і-го споживача;
відповідно сумарні втрати реактивної потужності в лініях і трансформаторах мережі;
реактивна потужність, що генерується лініями мережі.
Для повітряних ліній напругою 110 кВ і значної частини ліній напругою 220 кВ у період найбільших навантажень втрати реактивної потужності в лініях у першому наближенні можна прийняти рівними реактивній потужності, генерованій лініями, тобто . Таким чином, при складанні балансу реактивної потужності для районної мережі ці
складові у рівнянні (2.2) можна не враховувати, так як вони взаємно компенсуються.
Втрати реактивної потужності в трансформаторах і автотрансформаторах підстанцій можна прийняти наближено рівними 10 % від повної потужності навантаження
, (2.3)
де К=1 кількість ступенів трансформації напруги в мережі, що проектується;
повна сумарна потужність навантаження споживачів.
Реактивну потужність, яка може бути передана від генераторів електричної системи, визначають за найбільшою сумарною активною потужністю і вказаному в завданні коефіцієнту потужності на шинах підстанції А:
, (2.4)
де відповідає заданому в завданні коефіцієнту потужності на шинах живильної підстанції А.
Так як QГ<QСП, то в мережі, що проектується, потрібно передбачити установку додаткових компенсуючих пристроїв, потужність яких визначається з рівняння балансу реактивної потужності:
, (2.5)
де сумарна потужність компенсуючих пристроїв.
2.3 Вибір потужності і розміщення компенсуючих пристроїв
На першому етапі виконання проекту необхідну потужність компенсуючих пристроїв (КП) орієнтовно визначають з рівняння балансу (2.5) для режиму найбільших навантажень:
. (2.6)
Якщо електрична віддаленість підстанцій від джерела живлення приблизно однакова, то розміщення КП можна здійснювати за умовою рівності коефіцієнтів потужності навантаження на шинах вторинної напруги підстанцій. Середній коефіцієнт реактивної потужності визначають з умови балансу потужностей за формулою:
. (2.7)
.
При виборі потужності КП слід орієнтуватись на комплектні конденсаторні установки.
Необхідна потужність КП на і-ій підстанції:
. (2.8)
;
;
.
Вибираємо комплектні конденсаторні установки марки
УК-10-900УЗ (таблиця 10.22 [1]).
Компенсацію реактивної потужності проводимо на шинах низької напруги підстанції. Кількість КП вибираємо парну для зручності встановлення на шинах підстанції.
Визначаємо їх кількість на і-му пункті:
. (2.9)
(2.10)
Визначаємо потужність навантаження підстанцій з врахуванням встановленої потужності КП:
, (2.11)
(2.12)
3 ВИБІР СХЕМИ РАЙОННОЇ МЕРЕЖІ
Вибір економічно доцільної схеми електричної мережі є однією з основних задач проекту. Ця задача вирішується на основі техніко-економічного порівняння ряду намічених варіантів. Розробка варіантів мережі передбачає комплексне вирішення ряду питань: вибір конфігурації мережі, номінальної напруги і схеми електричних з’єднань, вибір перерізу проводів і числа кіл повітряних ліній, вибір основного обладнання підстанцій. При виборі варіантів схем мережі слід керуватись такими основними принципами:
мережа повинна забезпечувати необхідну надійність електропостачання споживачів;
передача електроенергії до споживачів повинна здійснюватись по найкоротшому шляху;
конфігурація мережі і схеми електричних з’єднань підстанції повинні бути простими і наочними.
На основі заданого геометричного розташування пунктів споживання електроенергії і джерела живлення, а також даних про навантаження і категорійність споживачів намічаємо найбільш раціональні варіанти схем електричної мережі. При цьому необхідно врахувати, що споживачі І категорії надійності повинні забезпечуватись резервним живленням і перерва їх електропостачання допускається тільки на час автоматичного введення резерву. Живлення цих споживачів повинно здійснюватись по двоколовій або кільцевій схемі.
Намічаємо можливі варіанти схем районної мережі для заданого розміщення споживачів електроенергії і центра живлення.
1) 2)
3)
Рисунок З.1 – Можливі варіанти схем районної мережі.
Для намічених варіантів мережі проводимо попередній