Расчет основного режима максимальных нагрузок методом последовательных приближений в два этапа двух параллельно соединенных трансформаторов на ПС 4

 

Трансформатор ТРДН 40000/220 (4-9):

ΔS_x = 0,1 + j0,72МВА;

S₉ = 49,2+ j34,34 МВА;

U₄ = 236,7 кВ;

R = 2,810 Ом; Х = 79,350 Ом.

 

S₄ U₄ R jX U₉ S₉

S’₄₉ S``₄₉

ΔS_x

 

Рисунок 2.3. – Расчетная схема ветви 1-7

 

Совмещаем с осью действительных чисел заданное напряжение на вводах НН трансформатора.

Первый этап - расчет мощностей в ветвях при номинальном напряжении сети.

1.Мощность подходящая к шинам НН будет равна:

2.Нагрузочные потери мощности в ветви будут равны:

3.Мощность поступающая в обмотки ВН трансформатора

Мощность будет равна:

Потери мощности в трансформаторе определяются:

 

Второй этап: расчет напряжения в узле 4 по мощностям первого этапа.

Падение напряжения в обмотках трансформатора будут равны:

 

Напряжение в узле 9 будет равно:

Абсолютные потери напряжения в обмотках трансформатора:

кВ

Относительные потери напряжения:

 

Определим значения токов:

Ток намагничивания стали магнитопровода:

В соответствии с первым законом Кирхгофа для узла 4 ток в обмотке ВН трансформатора:

Ток в обмотке НН трансформатора:

А

 

Векторная диаграмма токов и напряжений представлена в графической части проекта.

 

3. регулирование напряжения в электрической сети

В основном режиме работы сети необходимо обеспечить поддержание напряжения на шинах низшего напряжения трансформаторных подстанций в пределах Это достигается выбором ответвлений трансформаторов. Требуемое желаемое напряжение ответвление обмотки высшего напряжения трансформатора находится по формуле

где – напряжение на низшей стороне трансформатора, приведённое к высшей; – напряжение на шинах низшего напряжения трансформаторной подстанции, которое необходимо поддержать при данном режиме.

По желаемому напряжению ответвления выбирается ближайший номер стандартного ответвления трансформатора и рассчитывается действительное напряжение на шинах низшего напряжения подстанции:

где – стандартное напряжение регулировочного ответвления обмотки высшего напряжения трансформатора; – напряжение ступени регулирования в процентах от номинального напряжения обмотки ВН.

Основной максимальный режим:

Для пункта 1:

Для остальных подстанций желаемое напряжение, ближайший номер стандартного ответвления и действительное напряжение на шинах низшего напряжения трансформатора рассчитывается аналогично. Для основного режима минимальных нагрузок желаемые напряжения рассчитываются аналогично. Результаты записаны в таблицах 2.13 и 2.14.

Таблица 3.1. ­– Напряжения основного режима максимальных нагрузок

Пункт
	10,500	10,500	119,444	119,444	-1	117,975	10,630
	6,300	6,300	112,207	112,207	-1	112,953	6,258
	10,500	11,000	225,190	235,914		236,900	10,456
	6,300	6,600	223,274	233,906		233,450	6,312

Таблица 3.2. ­– Напряжения основного режима минимальных нагрузок

Пункт
	10,500	10,500	116,517	116,517	-1	117,975	10,370
	6,300	6,300	107,425	107,425	-4	106,812	6,336
	10,500	11,000	209,509	219,486	-3	219,650	10,492
	6,300	6,600	208,324	218,244	-3	219,650	6,259

 

4. основные технико-экономические показатели спроектированной сети

5.

6.

Коэффициенты полезного действия электропередачи в основном режиме максимальных нагрузок и среднегодовой

КПД в основном режиме максимальных нагрузок

где МВт; – суммарные потери мощности в элементах сети.

Суммарные потери мощности в элементах сети вычисляются по формуле

где – суммарные переменные (нагрузочные) потери активной мощности в воздушных линиях электропередачи и силовых трансформаторах общего назначения; – суммарные условно-постоянные потери активной мощности (потери холостого хода) в трансформаторах; – потери активной мощности на погодные условия.

Для спроектированной сети КПД в основном режиме максимальных нагрузок:

Среднегодовой КПД определяется по отношению переданной энергии потребителям к электроэнергии, отпущенной с РУ НН источника, %

где – полезно отпущенная потребителям электроэнергия за год, ­– суммарные годовые потери электроэнергии в элементах спроектированной сети.

Полезно отпущенная потребителям электроэнергия рассчитывается по формуле

Для спроектированной сети:

Суммарные годовые потери электроэнергии в элементах спроектированной сети рассчитываются по формуле

где – время наибольших потерь в проводах ВЛ и обмотках трансформаторов (ветвей между узлами и ); – удельные годовые потери электроэнергии, зависящие от погодных условий; – число ВЛ 35 – 330 кВ в спроектированном сетевом районе; – число трёхфазных силовых трансформаторов общего назначения.

 

 

 

Выводы

 

1 Проектируемая сеть (Курскэнерго) располагается на территории Кемеровской области, которая относится к IV району по гололеду и к 4 региону по погодным условиям.

2 Спроектированная районная электрическая сеть имеет номинальные напряжения 220 кВ и 110 кВ.

3 Районная электрическая сеть имеет 2 источника электрической энергии и они обеспечивают электрической энергией четыре понизительных подстанций, на которых установлены трехфазные двухобмоточные трансформаторы общего назначения типа ТРДЦН–63000/110, ТДЦ-80000/110, ТРДЦН-63000/220, ТРДН-40000/220 с устройствами для регулирования напряжения под нагрузкой и два автотрансформатора типа АТДЦТН-63000/220/110. В качестве основного средства регулирования напряжения выбраны трансформаторы с устройством РПН (переключение рабочих ответвлений обмотки посредством переключателя под нагрузкой).

4 Воздушные ЛЭП укомплектованы сталеалюминевыми проводами марки АС240/32, АС185/29 и AC120/19 и железобетонными промежуточными опорами марки ПБ 220–1, ПБ 110–2 и ПБ 110–1.

5 Удельные капитальные вложения на сооружение ЛЭП, отнесенные к

1 кВт передаваемой мощности составляют 1,17 тыс. руб., а к 1 кВт км длины линии 3,31 руб.

6 Ежегодные эксплуатационные затраты на элементы электрической сети 45659,43 тыс.р/г.

7 Суммарные потери активной мощности в основном режиме максимальных нагрузок составляют 7,608 МВт, что составляет 1,50% от поступившей полной мощности в районную сеть.

8 Годовые потери электроэнергии в элементах сети составляет 40455,27 МВт·ч, что соответствует среднегодовому коэффициенту полезного действия 97,131 %. КПД при основном режиме максимальных нагрузок составляет 97,61%.

 

Список использованной литературы

 

1 Электропитающие системы и электрические сети: Задание на курсовое проектирование/ Сост: Н.А.Кокорев, Г.А.Осипенко, И.Н.Степанов; Чуваш. ун-т. Чебоксары, 2006. 36 с.

2 Электроэнергетические системы и сети: Метод. указания к курсовому проекту/ Сост.: Г.А.Осипенко, И.Г.Злобина, Н.А.Кокорев, И.Н.Степано – Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та. 2012. – 64 с.

3 Электропитающие системы и электрические сети: Справочные материалы к курсовому проекту, лабораторным работам и практическим занятиям/ Сост.: Н.А.Кокорев, Г.А.Осипенко, Л.А.Шестакова; Чуваш. ун-т.–Чебоксары, 2007.– 72 с.

4 В.И. Идельчик. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.: ил.

5 Неклепаев Б.И., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций: Справ. материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

6 Герасименко А.А. Электроэнергетические системы и сети. Расчет параметров и режимов работы электрических сетей: в 2 ч. / А.А. Герасименко, Т.М. Чупак. – Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. Ч.1. – 222 с.; Ч.2. – 172 с.