история. ИДЗ 1 (1). Идз 1 Выбор схемы электрической сети промышленного района на основе техникоэкономических расчетов
 Скачать 217 Kb.
|
|
ИДЗ 1: Выбор схемы электрической сети промышленного района на основе технико-экономических расчетов 1.1 Выбор схемы электрической сети промышленного района на основе технико-экономических расчетов. 1.1.1 Выбор электрической схемы с учетом требований надежности электроснабжения. В районных электрических сетях применяют различные по построению схемы: разомкнутые нерезервированные радиальные и магистральные; разомкнутые резервированные радиальные и магистральные; замкнутые резервированные схемы: кольцевые, петлевые, с двухсторонним питанием, сложные. При выборе схемы построения сети, питающей потребителей одного или нескольких пунктов района, следует исходить из наивысшей категории потребителей по требуемой степени надежности электроснабжения, например, если один или несколько пунктов района имеют потребители 1, 2, 3 категорий, то выбирается резервированная схема с двумя независимыми источниками питания. В районных сетях на подстанциях с высшим напряжением (ВН) 35 кВ и выше, как правило, устанавливаются два трансформатора (автотрансформатора), что соответствует требованиям к надежности электроснабжения узлов нагрузки, имеющих потребителей 1, 2, 3 категорий. Для резервирования и исключения из сети поврежденных элементов в послеаварийных режимах, а также осуществления ремонта оборудования необходимо предусматривать установку коммутационных аппаратов для оперативных отключений и переключений (автоматически или дежурным персоналом). 1.1.2 Выбор конфигурации электрической сети. Конфигурация районной сети представляет собой определенную схему соединений линии сети, зависящую от взаимного расположения источников и потребителей мощности, а также от соотношения нагрузок пунктов потребления. Питание от электростанции или подстанции энергосистемы к потребителям ЭЭ может быть подведено: к одному общему приемному пункту (УРП); к двум и более приемным пунктам (УРП-1, УРП-2); по схеме глубокого ввода на территории района сквозной магистрали (одной и более) без сооружения промежуточных узлов для непосредственного присоединения к ней понижающих подстанций. При выборе конфигурации сети можно считать, что заданное расположение пунктов потребления мощности в плане района соответствует условным центрам электрических нагрузок потребителей. Выбор места расположения общего для всего района пункта приема электроэнергии производится в соответствии с условным центром электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты центра системы можно определить по формулам:  ;  (1)или  ;  (2)где  – активная мощность i-го пункта сети, i=1, 2, …, n; – модуль полной мощности i-го пункта сети, i=1, 2, …, n; , – координаты i-го пункта сети;n – число пунктов потребления мощности. Для вычисления координат ЦЭН по формуле /1/ или /2/ на чертеже плана района следует произвольно нанести оси координат ОxОy и определить координаты центров нагрузки отдельных пунктов сети (с учетом масштаба), а затем найти координаты x0 и y0. Для примера на рисунке 1 представлен план размещения ИП и пунктов потребления мощности с ЦЭН электрической сети района.  Рисунок 1 - Определение центра электрических нагрузок потребителей ЭЭ: ИП – источник питания; 1¸5 – пункты потребления ЭЭ; ЦЭН – условный центр электрических нагрузок. При составлении вариантов конфигурации районной сети на основе изложенного, районные нагрузки необходимо представить в форме таблиц 5 и 6. Расчетная нагрузка пункта в целом записывается S=P+jQ. Таблица 1 - Расчетные нагрузки и состав по категориям требуемой степени надежности сети.
Используется вариантный метод, состоящий в том, что для заданного расположения потребителей и источника питания намечается несколько возможных вариантов. Из них выбираются наиболее экономические путем сопоставления технико-экономических показателей. При этом определяется расстояние между объектами:  (3) где  - разность координат соответствующих объектов; - зональный коэффициент, учитывающий увеличение стрелыпровеса провода вследствие гололедно–изморозиевых образований на проводах. Таблица 2 – Расстояние между объектами.
Согласно расположению потребителей на плане (рисунок 1), составляются шесть вариантов схем соединения потребителей (рисунок 2), сочетающих элементы замкнутых и разомкнутых резервируемых схем, удовлетворяющих требованиям надежности питания потребителей. Необходимо, проанализировав все схемы, приведенные на рисунке 2, самостоятельно выбрать два конкурентоспособных варианта схем, которые можно предложить для технико-экономического сравнения. Исходя из суммарных длин линий электропередачи (таблица 3), необходимо выбрать одну схему для разомкнутой сети и одну схему для замкнутой сети. При этом необходимо учесть одноцепное или двухцепное исполнение линий электропередачи. На рисунке 3 показаны выбранные для дальнейшего расчета варианты схем соединения потребителей. На схемах наносятся протяженность прокладываемых линий электропередач в одиночном исполнении, мощность потребителей и номера пунктов потребителей. Таблица 3 – Суммарные длины линий электропередачи с учетом исполнения.
 Рисунок 2 – Варианты схем соединения потребителей промышленного района.  а)  б) Рисунок 3 – План расположения источника питания и пунктов потребления мощности промышленного района: а - разомкнутая схема, б – замкнутая схема. 1.1.3 определение расчетных нагрузок, выбор напряжения сети и оценка числа ступеней трансформации. Первоначально предполагается расчетные нагрузки выбрать приближенно. Приближенное определение расчетной нагрузки элемента сети производится при следующих допущениях: емкостная проводимость воздушных линий 35¸220 кВ не учитывается; распределение потоков активных и реактивных мощностей по участкам сети в режиме наибольших нагрузок вычисляются без учета потерь мощности в элементах сети; распределение потоков мощности по участкам простейшей замкнутой вычисляется при условии равенства напряжений вдоль линий участков сети по Uном и равенства сечений проводов отдельных участков сети. Исходными для расчета потокораспределения являются нагрузки пунктов потребления и напряжения источников питания. Расчет вести в направлении от пунктов потребления к источнику питания путем последовательного суммирования расчетных нагрузок в узлах сети. При этом в простейших замкнутых сетях нагрузки пунктов потребления приводятся к узлам замкнутой сети и определяется поток мощности на головном участке пропорционально длине участков сети и исходя из условий баланса мощности, потоки мощности на других участках замкнутой схемы. Рассмотрим в общем виде последовательность определения расчетных нагрузок отдельных участков сети и ее узлов на примере схемы электрических соединений воздушных линий (рисунок 3б). В данном примере наиболее удаленные от ИП потребители 2, 3, 5 питаются по радиальным и магистральным (разомкнутым) схемам, потребители 4, 3, 5 объединены в кольцевую сеть (воздушные линии 4-5, 5-3, 4-3). Картина приближенного распределения потоков мощности для режима наибольших нагрузок рассматриваемой сети дана на рисунке 4. Мощности нагрузки записываются в комплексном виде:  (4)Согласно допущениям, нагрузки в начале и конце участка сети равны:  ; ; ; ; ; . Рисунок 4 - Определение расчетных нагрузок участков и узлов распределенной сети. Расчетная нагрузка определяется суммированием нагрузок. Потоки мощности, согласно схеме рисунка 4, находятся по выражениям:  ; ; ,где SΣ3 =S3 – суммарная мощность на шине потребителя 3, МВА; SΣ5 =S5 - суммарная мощность на шине потребителя 5, МВА;  ; ; .Аналогично могут быть приближенно найдены расчетные нагрузки участков ВЛ и узлов распределительной сети любой другой конфигурации, состоящей из разомкнутых и простейших замкнутых систем. 1.1.4 выбор напряжения сети и оценка числа ступеней трансформации. На основании оценки расчетных нагрузок производится выбор номинального напряжения отдельных участков в целом и числа ступеней трансформации. Номинальное напряжение Uном линии электрической сети определяется в основном передаваемой активной мощностью P и длиной l. Так как большинство электроприемников промышленных предприятий выполняются трехфазными, то принимается система электроснабжения переменного тока в трехфазном исполнении. При этом небольшое количество однофазных электроприемников (освещение, нагревательные приборы и т.д.) будут равномерно распределяться по фазам. Электроприемники постоянного тока будут запитаны через выпрямительные устройства. Номинальное напряжение предварительно определяется по формуле Стилла:  (5)где  - мощность, передаваемая по линии,  ; - длина линии,  .Опыт проектирования электрических сетей также позволяет рекомендовать для оценки номинального напряжения участка сети использовать данные о наибольших передаваемых мощностях на одну цепь линии и предельных расстояниях передачи, приведенные в таблице 4. Таблица 4 - Данные о пропускной способности воздушных линий 35¸220 кВ.
В результате оценки рациональных напряжений для отдельных участков цепи и системы напряжений для сети в целом по каждому варианту схемы электрических соединений сети определяется число ступеней трансформации ЭЭ при передаче ее от шин РУ-35¸330 кВ ИП до шин РУ 6¸10 кВ потребителей. Полученные данные позволяют уточнить рассматриваемые варианты схемы конфигурации сети. Расчетные данные по каждому из двух вариантов необходимо свести в таблицу 5. Таблица 5 - Сведения о расчетных нагрузках, номинальном напряжении воздушных линий и числе ступеней трансформации сети промышленного района.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
