Проектирование системообразующей электрической сети следует начинать с разработки совокупности рациональных вариантов ее развития. Развитие системообразующей электрической сети вызвано необходимостью присоединения нового района распределительной сети с центром питания в узле 7. Распределительная сеть связана с системообразующей двумя автотрансформаторами АТДЦТН – 200000/220/110 и питается с шин среднего напряжения.
8.3.1. Разработка балансов мощностей
Карта–схема системообразующей сети с указанием нагрузок узлов, приведенных к шинам 220 кВ подстанций, показана на рис. 8.15. В узле 7 указана эквивалентная мощность распределительной сети с учетом потерь мощности в сети 110 кВ, в понижающих трансформаторах и автотрансформаторах связи распределительной и системообразующей сетей.
Для облегчения разработки вариантов присоединения узла 7 необходимо составить балансы активной и реактивной мощностей совместно для системообразующей и распределительной сетей.
Назначением баланса мощности является выявление типа проектируемой энергосистемы. Перед составлением баланса мощности необходимо ориентировочно определить классы напряжения сетей, в рассматриваемой задаче класс напряжения системообразующей задан (220 кВ), класс напряжения распределительной сети уже определен (110 кВ).
Примерные уровни потерь мощностей в сетях с номинальными напряжениями 35 кВ и выше показаны в табл. 8.20.
Таблица 8.20
Примерные уровни потерь мощностей в сетях
Класс напряжения сети, кВ
Потери мощности в % от полной нагрузки
активные
реактивные
750-500
330-220
150-35
200+ j 96,86
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,43
150+ j 63,9
120+ j 58,12
150+ j 68,34
20 км
1:2000000
Рис. 8.15. Карта–схема системообразующей сети
U =230 кВ
146+j128
При составлении баланса по активной мощности учитывается расход на собственные нужды электростанций, для ГРЭС с конденсационными блоками 200 МВт на газе расход на собственные нужды составляет 4,6% от мощности блока [2, табл.1.2.1]. Потери активной мощности в блочных повышающих трансформаторах составляют ориентировочно 0,5 % передаваемой мощности.
При составлении баланса по реактивной мощности условно учитывается расход реактивной мощности на собственные нужды электростанций с номинальным коэффициентом мощности блоков ГРЭС, . Потери активной мощности в блочных повышающих трансформаторах составляют ориентировочно 20 % передаваемой реактивной мощности.
Балансы по активной и реактивной мощностям для режима максимальных нагрузок приведены в табл.8.21.
Как видно из табл. 8.21, рассматриваемый район сети является дефицитным по активной и реактивной мощностям. Дефицит активной мощности будет скомпенсирован передачей мощности из соседнего района электроэнергетической системы через базисный узел, поэтому необходимо проверить возможность передачи мощности по связям 3 – 2 и особенно 2 – 1 в режиме отключения одной из параллельных линий и в режиме отказа блока на ГРЭС.
Таблица 8.21
Балансы мощности режима максимальных нагрузок
Потребление системы
Потребление системы
4,50
154,5
68,34
8,20
76,54
4,50
154,5
63,90
7,67
71,57
3,60
123,6
58,12
6,97
65,09
3,00
103,0
48,43
5,81
53,24
6,00
206,0
96,86
11,63
108,49
4,38
150,4
15,36
143,36
Итого потребление
892,0
Итого потребление
518,3
Генерация системы
Генерация системы
P,
МВт
P сн, МВт
∆ P тр, МВт
P экв,
МВт
Q мах,
МВт
Q сн, МВт
∆ Q тр, МВт
Q экв,
МВт
3*200
3*9,2
3*1
569,4
3*124
3*5,7
3*24,8
280,5
Дефицит мощности
322,6
Дефицит мощности
237,8
Большой дефицит реактивной мощности, который, как видно из баланса, обусловлен дефицитом реактивной мощности в распределительной сети, . Поэтому желательно дефицит реактивной мощности компенсировать в рассматриваемой распределительной сети и, снизив перетоки реактивной мощности, повысить экономичность работы сети.
8.3.2. Разработка вариантов развития системообразующей сети
Схемы системообразующих сетей должны обеспечивать высокую надежность электроснабжения потребителей всех узлов сети, поскольку каждый из узлов представляет собой некоторую распределительную сеть, эквивалентированную к соответствующему узлу системообразующей сети, подобно тому, как эквивалентирована рассмотренная распределительная сеть к узлу 7.
Варианты развития системообразующей электрической сети приведены на рис. 8.16 – 8.19.
В варианте 1 (рис. 8.16) развития системообразующей сети предусмотрено присоединение района распределительной сети к узлу 5 для обеспечения передачи мощности от ГРЭС по линии 5 - 7 и, с учетом дефицитности рассматриваемой сети, к узлу 2 для передачи мощности в распределительную сеть из базисного узла по линии 2 - 7.
В варианте 2 (рис.8.17) развития системообразующей сети предусмотрено присоединение района распределительной сети к узлу 5. При этом снижается суммарная протяженность новых линий, так как длина линии 5 - 7 существенно короче, чем длина линии 2 - 7.
В варианте 3 (рис.8.18) развития системообразующей сети предусмотрено сооружение дополнительной линии 11 - 5 для обеспечения передачи мощности от ГРЭС и к узлам 5 и 7 по кратчайшему пути.
200+ j 96,864
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
146+ j 128
20 км
1:2000000
Рис. 8.16. Вариант 1 развития системообразующей сети
U =230 кВ
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.17. Вариант 2 развития системообразующей сети
U =230 кВ
146+ j 128
146+ j 128
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.18. Вариант 3 развития системообразующей сети
U =230 кВ
В варианте 4 (рис. 8.19) предусмотрено присоединение района распределительной сети к узлу 5 для обеспечения передачи мощности от ГРЭС с облегчением работы линии 2 - 3.
146+ j 128
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.19. Вариант 4 развития системообразующей сети
U =230 кВ
Как видно из баланса мощностей, в максимальном режиме (табл. 8.21) во всех вариантах потребуется усиление линии 1 - 2, так как при отключении одной из линий по второй линии поток активной мощности составит более 300 МВт, что превышает допустимый длительный поток для провода АС-400 [2, табл. 1.3.16].
Кроме того, может возникнуть необходимость усиления линии 2 - 3 в вариантах развития сети 2 и 3.
8.3.3.Выбор и проверка сечений линий электропередачи
системообразующей сети
Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи 220 кВ производится по экономической плотности тока, для зоны Урала ( = 4500 ч) с использованием железобетонных опор, согласно табл. 8.6, нормированное значение экономической плотности тока составляет .
Для получения расчетных токов проектируемых линий (8.4) выполняется определение максимальных токов, протекающих по существующим и проектируемым линиям на основе расчетного комплекса RASTR.
При использовании расчетного комплекса RASTR необходимо предварительно задать параметры схемы замещения всех линий, включая проектируемые, сечения которых неизвестны. Наиболее логично первоначально на всех новых линиях указать параметры максимального сечения на данном классе напряжения сети (для линий 220 кВ – сечения АС– 400). После определения токораспределения в максимальном (для дефицитной сети и в минимальном) режиме следует оценить число параллельных существующих линий на каждом участке по допустимому току из условий наиболее тяжелых послеаварийных режимов для каждой из линий и произвести необходимые усиления линий. Затем следует определить расчетные токи в проектируемых линиях, уточнить сечения новых проектируемых линий по экономической плотности тока и выполнить проверку сечений линий по допустимому току из условий наиболее тяжелых послеаварийных режимов.
После уточнения и проверки сечений линий электропередачи необходимо выполнить расчет нормальных максимальных режимов сети по каждому варианту для определения потерь мощности с сети.
Выбор и проверка сечений (вариант 1)
Выбор и проверка сечений системообразующей сети по варианту 1 приведены в табл. 8.22. В столбце токов для проектируемых линий указаны расчетные токи.
Таблица 8.22
Выбор и проверка сечений линий системообразующей сети (вариант 1)
№
Линия,
тип опор
L,
км
I,
А
n
,
А
,
Сечение
Вид
аварии
,
А
,
А
Решение
1- 2,
сущест.
-
АС- 400
Обрыв
1 цепи
Усилить
1а
1 - 2,
сущест.
-
АС- 400
Обрыв
1 цепи
3АС-400
2- 3,
сущест.
77.5
-
АС- 400
Обрыв
2 - 7
Режим не сошелся
Усилить 2 - 7
2а
2- 3,
сущест.
77.5
-
АС- 400
Обрыв
2 - 7
2АС-400
2- 7,
проект.
206,4
АС-400
Обрыв
1 цепи
Снизить сечение
3а
2- 7,
проект.
204,5
АС-240
Обрыв
1 цепи
2АС-240
3- 4,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
3 - 5,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
3 - 5
АС- 400
3 - 11,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС- 400
5 - 6,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
3 - 11
АС- 400
5 - 7,
проект.
67,3
АС-400
Обрыв
2 - 7
Снизить сечение
8а
5 - 7,
проект.
66,4
АС-240
Обрыв
2 - 7
АС-240
6- 11,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС- 400
Результирующая схема системообразующей сети по варианту 1 приведена на рис.8.20. Потери мощности в сети в режиме максимальных нагрузок составляют 22,198 МВт.
200+ j 96,864
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.20. Результирующая схема сети (вариант 1)
U =230 кВ
146+ j 128
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
Выбор и проверка сечений (вариант 2)
Выбор и проверка сечений системообразующей сети по варианту 2 приведены в табл. 8.23. Снижение сечения по проектируемой линии 5 – 7, по сравнению с заданным первоначально сечением АС-400, не выполнено в связи с большим током послеаварийного режима. При отключении одной из параллельных линий ток по оставшейся линии составляет 663 А, то есть превышает допустимый ток сечения АС-240 и близок к допустимому току сечения АС-300.
Результирующая схема сети по варианту 2 приведена на рис. 8.21. Потери мощности в сети в режиме максимальных нагрузок составляют 26,537 МВт.
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.21. Результирующая схема сети (вариант 2)
U =230 кВ
146+ j 128
Таблица 8.23
Выбор и проверка сечений линий системообразующей сети (вариант 2)
№
Линия,
тип опор
L,
км
I,
А
n
,
А
,
Сечение
Вид
аварии
,
А
,
А
Решение
1- 2,
сущест.
-
-
-
АС- 400
Режим не сошелся
Усилить
2 - 3
1а
1 - 2,
сущест.
-
АС- 400
Обрыв
1 цепи
Режим не сошелся
Усилить
3 - 5
1б
1 - 2,
сущест.
-
АС- 400
Обрыв
1 цепи
3АС-400
2- 3,
сущест.
77.5
-
АС- 400
Обрыв 1 цепи
2АС– 400
3- 4,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
3 - 5,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
3 - 5
АС- 400
3 - 11,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС- 400
5 - 6,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
3 - 11
АС- 400
5 - 7,
проект.
257,3
АС-400
Обрыв 1 цепи
2АС-400
6- 11,
сущест.
67,5
374,6
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС- 400
Выбор и проверка сечений (вариант 3)
Результирующая схема сети по варианту 3 приведена на рис. 8.22. Выбор и проверка сечений системообразующей сети приведены в табл. 8.24.
146+ j 128
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.22. Результирующая схема сети (вариант 3)
U =230 кВ
Таблица 8.24
Выбор и проверка сечений линий системообразующей сети (вариант 3)
№
Линия,
тип опор
L,
км
I,
А
n
,
А
,
Сечение
Вид
аварии
,
А
,
А
Решение
1 - 2,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
3АС-400
2- 3,
сущест.
77.5
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
3- 4,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
3 - 5,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
5 - 11
АС-400
3 - 11,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС- 400
5 - 6,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
5 - 11
2АС- 400
5 - 7,
проек.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
АС-400
5 - 11,
проек.
372,7
АС-400
Обрыв
3 - 5
Режим не сходится
Усилить 3-5
8а
5 - 11,
проек.
336,4
АС-400
Обрыв
5 - 6
АС-400
6- 11,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
Потери мощности в максимальном режиме по варианту равны 20,869 МВт.
Выбор и проверка сечений (вариант 4)
Результирующая схема сети по варианту 4 приведена на рис. 8.23.
146+ j 128
200+ j 96,864
3ТДЦ-250000/220
3ТВВ-200
100+ j 48,432
150+ j 63,9
120+ j 58,119
150+ j 68,342
20 км
1:2000000
Рис. 8.23. Результирующая схема сети (вариант 4)
U =230 кВ
Выбор и проверка сечений системообразующей сети по варианту 4 приведены в табл. 8.25. Потери мощности в сети в режиме максимальных нагрузок составляют 20,528 МВт.
Таблица 8.25
Выбор и проверка сечений линий системообразующей сети (вариант 4)
№
Линия,
тип опор
L,
км
I,
А
n
,
А
,
Сечение
Вид
аварии
,
А
,
А
Решение
1 - 2,
сущест.
-
АС-400
Откл.
блока
3АС-400
2- 3,
сущест.
77.5
-
АС-400
Откл.
блока
2АС-400
2- 5,
проек.
182,7
АС-400
Откл.
блока
АС-240
3- 4,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
3 - 5,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
2 - 5
АС-400
3 - 11,
сущест.
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
5 - 6,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
5 - 11
АС-400
5 - 7,
проек.
244,6
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
5 - 11,
проек.
326,4
АС-400
Обрыв
3 - 11
АС-400
6- 11,
сущест.
67,5
-
АС-400
Обрыв
1 цепи
2АС-400
8.3.4.Технико-экономическое сопоставление вариантов
системообразующей сети
При сопоставлении вариантов системообразующей сети предполагается, что капитальные вложения вкладываются единовременно, а ежегодные эксплуатационные расходы являются неизменными в течение всего рассматриваемого периода эксплуатации сети. Указанное допущение можно принять в связи с небольшим объемом сооружения дополнительных линий и практически одинаковым объемом сооружения и реконструкции подстанций 220 кВ. Экономическим критерием проектирования являются статические приведенные затраты [3].
Одной из составляющих приведенных затрат являются капитальные вложения в линии, их определение по вариантам развития системообразующей сети показано в табл. 8.26.
Таблица 8.26
Капитальные вложения в линии
№
Линия, тип ЛЭП,
тип опор
L,
км
n
Сечение
,
тыс.руб/км
Коэф. прив. к
совр. ценам
Кап.влож.
, млн.руб
Вариант 1
1 - 2, существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
62,73
2- 7, проект., ж/б
АС - 240
16,4
68,8
146,68
5 - 7, проект., ж/б
АС - 240
16,4
68,8
45,13
Капитальные вложения в линии по варианту 1
254,55
Вариант 2
1 - 2, существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
62,73
2- 3, существ., ж/б
77,5
АС - 400
19,4
68,8
103,44
3 - 5, существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
66,74
5 - 7, проект., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
106,78
Капитальные вложения в линии по варианту 2
339,69
Вариант 3
1 - 2, существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
62,73
2- 3, существ., ж/б
77,5
АС - 400
19,4
68,8
103,44
3 - 5,существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
66,74
5 - 7, проект., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
106,78
5 - 11, проект., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
106,78
Капитальные вложения в линии по варианту 3
446,46
Вариант 4
1 - 2, существ., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
62,73
2- 5, проект., ж/б
АС - 240
16,4
68,8
97,04
5 - 7, проект., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
106,78
5 - 11, проект., ж/б
АС - 400
19,4
68,8
106,78
Капитальные вложения в линии по варианту 4
373,33
При технико-экономическом сопоставлении вариантов развития системообразующей сети капитальные вложения в подстанции определяются без учета стоимости силовых трансформаторов, так как они одинаковы во всех вариантах. Для расчета капитальных вложений в подстанции необходимо выполнить анализ схем распределительных устройств высшего напряжения подстанций системообразующей сети и определить разницу в числе ячеек высоковольтных выключателей. Анализ схем распределительных устройств 220 кВ подстанций для варианта 1 развития системообразующей сети приведен в табл. 8.27. Анализ схем распределительных устройств 220 кВ других подстанций выполнен аналогично. Вычисление разницы в числе высоковольтных выключателей РУВН подстанций по вариантам схем развития системообразующей сети и полные капиталовложения в подстанции показано в табл. 8.28.
Таблица 8.27
Выбор схем РУВН подстанций (вариант 1)
Номер
Число присоединений
Схема РУВН
Число ячеек
узла
линий
трансформаторов
220 кВ
выключателей
220 кВ
-
Две системы шин с обходной системой шин
Две системы шин с обходной системой шин
Мостик с автоматической
перемычкой
Две системы шин с обходной системой шин
Две системы шин с обходной системой шин
Две системы шин с обходной системой шин
-
Итого по варианту 1
Таблица 8.28
Определение капитальных вложений в подстанции
Вариант сети
Число ячеек выключателей 220 кВ
Число ячеек для учета при экономическом сопоставлении вариантов сети
Стоимость ячейки выключателя, тыс.руб.
Коэффициент приведения к современным ценам
68,8
68,8
68,8
68,8
Капитальные вложения в подстанции, млн.руб.
7,91
0,00
15,82
0,00
Результаты технико-экономического сопоставления вариантов развития системообразующей сети приведены в табл. 8.29.
Таблица 8.29
Технико-экономическое сопоставление вариантов
развития системообразующей сети
№
варианта
ИΔЭ
З
З, отн.ед.
млн.руб.
254,55
7,91
262,46
76,88
137,25
1,000
339,69
0,00
339,69
91,91
169,36
1,234
446,46
15,82
462,28
72,28
178,72
1,302
373,33
0,00
373,33
71,10
156,22
1,138
Анализ результатов технико-экономического сопоставления вариантов развития системообразующей электрической сети показывает, что наиболее экономичным является 1-й вариант развития сети. Этот вариант рекомендуется для дальнейшего рассмотрения по критерию качества электроэнергии.
studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования(0.021 с)...
. Потери активной мощности в блочных повышающих трансформаторах составляют ориентировочно 20 % передаваемой реактивной мощности.
. Поэтому желательно дефицит реактивной мощности компенсировать в рассматриваемой распределительной сети и, снизив перетоки реактивной мощности, повысить экономичность работы сети.
= 4500 ч) с использованием железобетонных опор, согласно табл. 8.6, нормированное значение экономической плотности тока составляет 
.
,
А
,
,
А
,
А
,
тыс.руб/км
, млн.руб
