Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Выбор экономичного класса номинального напряжения



При выборе экономичного класса номинального напряжения сети необходимо учесть несколько факторов:

- мощности нагрузок потребителей;

- удаленность потребителей от источника питания;

- район сооружения сети;

- класс номинального напряжения существующей сети.

Выбор напряжения определяется экономическими факторами, при увеличении номинального напряжения возрастают капиталовложения в сооружение сети, но за счет снижения потерь электроэнергии уменьшаются эксплуатационные издержки.

В практике проектирования для выбора рационального напряжения используются кривые [2, рис. 1.1], данные по пропускной способности и дальности линий электропередачи [2, табл. 1.1.1] или эмпирические формулы, в частности, формула Г.А. Илларионова, дающая удовлетворительные результаты для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ,

. (8.1)

В рассматриваемом примере проектирование ведется в районе Урала, поэтому класс экономически целесообразного номинального напряжения распределительной сети следует выбирать из ряда: 500, 220, 110 кВ. Далее следует учесть, что существующая линия 71-72 (см. рис. 8.2) работает на напряжении 110 кВ. Кроме того, анализ мощностей нагрузок потребителей (от 15 до 40 МВт) и расстояний между подстанциями (от 15 до 40 км) показывает, что они соответствуют экономически целесообразному классу напряжения 110 кВ. С учетом перечисленных обстоятельств, для всех рассматриваемых вариантов распределительной сети можно использовать класс номинального напряжения 110 кВ.

8.2.2. Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов

Выбор числа и мощности трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанции зависит от требований к надежности электроснабжения потребителей и является технико-экономической задачей.

В практике проектирования на подстанциях предусматривается, как правило, установка двух трансформаторов (автотрансформаторов). Установка одного трансформатора рекомендуется только в случае питания потребителей III категории при наличии в сетевом районе передвижной резервной подстанции, обеспечивающей замену трансформатора в течение суток.

Мощность трансформатора в нормальных режимах должна обеспечить питание электрической энергией всех потребителей, подключенных к данной подстанции. Кроме того, нужно учитывать необходимость обеспечения электроэнергией потребителей I и II категорий по надежности в случае аварийного отключения одного из трансформаторов. Поэтому, если нагрузка подстанции содержит потребителей I и II категорий по надежности, то на ней должно быть установлено не менее двух трансформаторов (как правило, два) такой мощности, чтобы при отключении одного трансформатора, второй с допустимой перегрузкой до 40 % полностью обеспечил питание потребителей I и II категорий по надежности. С учетом указанных требований, мощность каждого трансформатора может быть определена ориентировочно по выражению

(8.2)

где - наибольшая нагрузка подстанции, - коэффициент допустимой перегрузки, - число трансформаторов на подстанции.

При выборе трансформаторов в распределительной сети следует учитывать, что типы, мощности и число понижающих трансформаторов на подстанциях во всех вариантах одинаковы, так как не зависят от схемы сети. Исключение составляют трансформаторы, которые устанавливаются для питания потребителей III категории по надежности, число и мощности трансформаторов в таких узлах уточняются при технико-экономическом сопоставлении вариантов схем питания потребителей III категории. Поэтому предварительно в таких узлах выбираются два возможных варианта числа и мощности трансформаторов.

Выбор числа и мощности трансформаторов в распределительной сети показан в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Выбор числа и мощности трансформаторов

№ узла , МВт , МВ×А , МВ×А Трансформатор Параметры трансформаторов
, Ом , Ом , МВт , МВАр
  - - - - -        
  28,6 0,9 31,8 23.8 2ТРДН-25000/110 1,27   0,106 2,33
    0,92 20,7 15,5 2ТДН-16000/110 2,19   0,077 1,53
  38,2 0,8 47,8 35,7 2ТРДН-40000/110 0,7   0,132 3,27
  28,7 0,8 35,9 26,8 2ТРДН-25000/110 1,27   0,135 2,97
76а 14,5 0,8 18,1 13,4 2ТДН-16000/110 2,19   0,059 1,18
76б 14,5 0,8 18,1 - ТРДН-25000/110 2,54   0,069 1,51

Определение нагрузочных токов выполняется после расчета приведенных нагрузочных мощностей к стороне высшего номинального напряжения понижающих трансформаторов:

Теперь максимальные нагрузочные токи

. (8.3)

Определение нагрузочных токов приведено в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Максимальные нагрузочные токи

№ узла , МВА Трансформатор , МВт , МВАр , МВт , МВАр , МВт , МВАр , МВт , А
  - Базисный - - - - - - - -
  31,8 2ТРДН-25000/110 0,106 2,33 0,05 0,350 28,76 16,5 33,174  
  20,7 2ТДН-16000/110 0,077 1,53 0,04 0,224 19,12 9,85 21,502  
  47,8 2ТРДН-40000/110 0,132 3,27 0,07 0,520 38,4 32,4 50,271  
  35,9 2ТРДН-25000/110 0,135 2,97 0,05 0,350 28,89 24,8 38,105  
76 а 18,1 2ТДН-16000/110 0,059 1,18 0,04 0,224 14,60 12,3 19,073  
76 б 18,1 ТРДН-25000/110 0,069 1,51 0,03 0,175 14,60 12,6 19,254  

8.2.3. Определение расчетных токов

Выбор сечений проводов линий электропередачи необходимо выполнять по расчетной токовой на­грузке линии , которая определяется по выражению

(8.4)

где ток в линии в максимальном нормальном режиме работы сети с учетом перспективы развития нагрузок на пять лет; — коэф­фициент, учитывающий изменение нагрузки по годам экс­плуатации линии; — коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной мощности нагрузки линии и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы .

Для линий 110 — 220 кВ значение принимается рав­ным 1,05. Коэффициент - определяется в зависимости от и , усредненные значения коэффициента приведены в табл. 8.4.

По табл. 8.4 выбирается усредненное значение коэффициента в предположении, что максимум нагрузок линий распределительной сети совпадает с максимум энергосистемы, = 1 (по заданию = 4500 часов).

Для упрощения алгоритма определения расчетных токовых на­грузок линий можно воспользоваться расчетными токами узлов, которые определяются по выражению (8.4) с использованием максимальных токов узлов, найденных с учетом потерь в понижающих трансформаторах и приведенных в табл. 8.3. Значения расчетных токов узлов распределительной сети приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.4

Усредненные значения коэффициента

кВ
           
110 -330 1,0 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,3
0,8 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6
0,6 1,0 1,1 1,3 1,5 1,8 2,2

Таблица 8.5

Расчетные токи нагрузочных узлов

№ узла Максимальный ток, А Расчетный ток, А
     
     
     
     
76а    
76б    

8.2.4. Разработка вариантов развития распределительной сети

Схемы электрических сетей должны обеспечить необходимую надежность электроснабжения, требуемое качество энергии у потребителей, удобство и безопасность эксплуатации, возможность дальнейшего развития сети и подключения новых потребителей. В проектной практике для построения рациональной конфигурации сети принимают повариантный метод, при котором для заданного расположения потребителей намечаются несколько вариантов и из них на основе технико-экономического сравнения выбирается лучший. Этот вариант должен обладать необходимой надежностью, экономичностью и гибкостью. Намечаемые варианты не должны быть случайными. Каждый вариант должен иметь ведущую идею построения схемы: на каждом последующем участке поток электроэнергии должен быть направлен от источника. Необходимо руководствоваться следующими положениями при составлении вариантов схемы сети.

1. Передача электроэнергии от источника к потребителям должна производиться по самому короткому пути.

2. Разработку вариантов начинать с наиболее простых схем, требующих для создания сети наименьшего количества линий и электрооборудования подстанций. К числу таких вариантов относятся схемы линий магистрального и замкнутого типов.

3. Наряду с наиболее простыми вариантами следует рассмотреть и варианты схем с увеличенными капиталовложениями на сооружение линий и подстанций, за счет чего достигается большая эксплуатационная гибкость схемы или повышенная надежность электроснабжения. К числу таких относятся смешанные магистрально-радиальные схемы со сложнозамкнутыми контурами.

4. К использованию наиболее сложных и дорогих схем сетей следует переходить лишь в тех случаях, когда более простые схемы неудовлетворительны по техническим требованиям и критериям (например, при завышенных сечениях проводов, необходимых по допустимому нагреву; при неприемлемых потерях напряжения и т.п.).

5. В итоге из всех вариантов целесообразно выбрать схемы сети, построенные по двум различным принципам:

а) в виде схемы с односторонним питанием;

б) в виде схемы замкнутого (кольцевого) типа.

Эти схемы обладают различными качественными и технико-экономическими показателями, поэтому должны быть внимательно изучены. Лучшая из них определяется по приведенным затратам.

В соответствии с ПУЭ нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (допускается от двух секций шин районных подстанций). В большинстве случаев двухцепная ЛЭП не удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения потребителей I и II категорий, так как при повреждении опор возможен перерыв питания. Для таких потребителей следует предусматривать не менее двух одноцепных линий. Для электроприемников III категории допустимо питание по одной линии при технико-экономическом обосновании такого варианта, то есть при учете ущерба от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания.

На основании приведенных выше соображений в проекте решается вопрос о необходимом количестве ЛЭП для каждого потребителя. При этом замкнутая схема приравнивается по надежности к системе электроснабжения по двум одноцепным линиям.

Варианты развития распределительной сети приведены на рис. 8.3.

Вариант 1 представляет собой разомкнутую радиальную сеть, в которой потребители получают питание из узла 71 по кратчайшему пути.

При разработке этого варианта учтено наличие двух существующих линий 110 кВ сечением АС-240 между питающей подстанцией 71 и узлом 72 мощностью около 30 МВт. Это однозначно определяет питание нагрузки узла 73 через узел 72 по двум линиям, так как в узле 72 имеются потребители I категории по надежности. При этом суммарный поток мощности по существующей линии 71-72 составляет около 50 МВт, что соответствует нормальной загрузке двух линий 110 кВ(от 15 до 45 МВт на одну цепь при длине электропередачи от 25 до 80 км) [2, табл. 1.1.1].

Для электроснабжения потребителей наиболее крупного узла 74 на участке 71-74 предусматривается сооружение не менее двух линий с учетом наличия в узле 74 потребителей I категории по надежности.

В узле 76 имеются потребители электроэнергии только III категории по надежности, поэтому на участке 74-76 может рассматриваться сооружение одной или двух параллельных цепей. При строительстве одной цепи следует учесть ущерб от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания. Решение вопроса о числе линий на участке 74-76 можно принять независимо и распространить решение на вариант 2.

Для питания потребителей узла 75 на участке 71-75 предусматривается сооружение не менее двух линий с учетом наличия в узле 75 потребителей I категории по надежности.

а
г
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28,76+ j 16,5
38,4+ j 32,4  
28,89+ j 24,8
14, 6+ j 12,6
19,12+ j 9,85
2АС-240
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2АС-240
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2АС-240
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2АС-240
 
 
 
 
 
 
 
28,89+ j 24,8
38,4+ j 32,4  
14, 6+ j 12,6
28,76+ j 16,5
19,12+ j 9,85
б
в
28,89+ j 24,8
28,76+ j 16,5
19,12+ j 9,85
14, 6+ j 12,6
38,4+ j 32,4  
28,89+ j 24,8
28,76+ j 16,5
38,4+ j 32,4  
14, 6+ j 12,6
19,12+ j 9,85
Рис. 8.3. Варианты развития распределительной сети: а,б,в,г – соответственно варианты 1,2,3,4

Вариант 2 представляет собой замкнутую кольцевую сеть с ответвлением для питания потребителей III категории по надежности узла 76. В кольцевой сети первоначально намечается по одной линии на каждом участке, так как в замкнутой сети обеспечивается надежное электроснабжение потребителей всех узлов от двух соседних. Решение вопроса о числе линий на каждом участке может быть уточнено при выборе и проверке сечений линий электропередачи.

Вариант 3 представляет собой сочетание разомкнутой части схемы для электроснабжения узла 75 и замкнутой кольцевой сети с усилением загрузки существующей линии 71-72, которую вероятнее всего придется усилить. При развитии сети по этому варианту отсутствует ущерб от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания потребителя узла 76, так как предусматривается надежное питание потребителей от узлов 73 и 74.

Вариант 4, так же как и вариант 3, представляет собой сочетание разомкнутой и замкнутой сетей. По сравнению с вариантом 3 в варианте 4 разгружена существующая линия и улучшена схема питания потребителя узла 74. Однако в этом варианте высока вероятность нарушения качества электроэнергии в узле 74 при отключении линии 71-74.

Таким образом, к дальнейшему рассмотрению предложены все 4 варианта развития распределительной сети.

Выбор класса номинального напряжения выполнен ранее и не нуждается в уточнении, так как изменение классов номинальных напряжений в рассмотренных вариантах не требуется.





Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 948 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.012 с)...