Проектировка районной электрической сети

 

       Сеть  не удовлетворяет условию проверки по потере напряжения в послеаварийном режиме а) на кольцевом участке и удовлетворяет этому условию на  магистральном участке и в послеаварийном режиме б).

       Чтобы сеть удовлетворяла условию проверки по потере напряжения в послеаварийном режиме а), увеличим сечение участка 0-5 на 1 ступень и повторим расчет параметров схемы замещения этого  участка и проверим потери напряжения в послеаварийном режиме а) (обрыв  участка 0-2). Результаты вычислений сведены  в таблицы 1.33 и 1.34. 
 

       Таблица 1.33 – Параметры схемы замещения  участка 0-5, U_H = 150 кВ

       

Уч-ок	Провод	n	ro, Ом/км	xo, Ом/км	bo, мкСм/км	l, км	Rл, Ом	Xл, Ом	Bл, мкСм
0-5	АС-150	1	0,195	0,432	2,67	206,64	40,295	89,268	551,729

 

       Таблица 1.34 – Потери напряжения, послеаварийный режим а), U_H = 150 кВ

       

Участок	Р, МВт	Q, Мвар	Rл, Ом	Xл, Ом	∆U, кВ	∆U, %
0-5	55	13,687	40,295	89,268	22,92	15,28
3-5	13	3,235	25,099	44,251	9,148	6,099
2-3	38	9,456	12,55	22,126	1,565	1,043
Итого						22,422

 

       Сеть  удовлетворяет условию проверки по потере напряжения в послеаварийном режиме.

7. Выбор числа и мощностей силовых трансформаторов

       Выбор числа силовых трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, определяется категорийностью потребителей, питающейся от них. Выбор числа трансформаторов представлен в таблице 1.35.

       Таблица 1.35 – Выбор числа трансформаторов  на подстанциях

       

№ подстанции	1	2	3	4	5
Категория потребителей	1	1,2,3	1,2	3	1,3
Количество  трансформаторов	2	2	2	1	2

 

       Среднеквадратическая  мощность S_ск* по графику характерных зимних суток определяется по формуле:

       ,                                        (1.44)

       где S_i^* - мощность ступени нагрузки в относительных единицах;

       t_i – продолжительность ступени, ч;

       k – количество ступеней графика.

       Для графика нагрузки, рисунок 1.1: 

       Ориентировочная мощность трансформатора S_op, MBA:

        ,                                             (1.45)

       где S_M – расчетная максимальная нагрузка, МВА, S_M = S_зi из таблицы 1.3;

             n – количество трансформаторов на подстанции.

       Для первой подстанции:

        

       Принимаем за номинальную мощность трансформаторов  ближайшую большую стандартную, для первой подстанции принимаем  по таблице 1.27 [2] мощность S_нт = 16 МВА, тип трансформатора ТДН-16000/150. Расчеты для остальных подстанций приведены в таблице 1.36.

       Таблица 1.36 – Выбор мощности трансформаторов 150 кВ

       

№ п/с	SM, MBA	n	Sop, MBA	Sнт, МВА	Kнт*	Тип трансформатора	Kнт.ав*
1	20	2	7,55	16	1.6	ТДН-16000/150	0,8
2	17,807	2	6,722	16	1.797	ТДН-16000/150	0,898
3	33,333	2	12,583	16	0.96	ТДН-16000/150	0,48
4	42,466	1	32,061	32	0.754	ТРДН-32000/150	0,754
5	22,078	2	8,334	16	1.449	ТДН-16000/150	0,725

 

       Так как по результатам предварительного расчета прошли сети только с номинальным  напряжением 150 кВ, то трансформаторы выбираются только для этого напряжения. 
 
 
 
 

      

8. Проверка  трансформаторов  на перегрузочную  способность по ГОСТ 14209-97

 

       Проверка  трансформаторов на систематическую  перегрузку.

       Определяется  коэффициент обеспеченности номинальной мощностью К_нт^*:

       ,                                            (1.46)

       где S_нт – номинальная мощность трансформатора, МВА.

       Для первой подстанции: 

       Результаты  вычислений для других подстанций сведены  в таблицу 1.36.

       Трансформаторы, для которых К_нт^*≥1, не испытывают систематических перегрузок. Для остальных трансформаторов на суточный зимний график нагрузки наносится линия, параллельная оси абсцисс с ординатой, равной К_нт^*, рисунок 1.12.

       По  пересечению графика нагрузок и  линии К_нт^* определяем предварительное время перегрузки t’_п (в данном случае одинаковое для всех подстанций):

        

       Определяется  коэффициент начальной загрузки К₁:

                                          (1.47) 
 
 

       

       Рисунок 1.12 – Суточный зимний график нагрузок для химической промышленности

       Определяется  предварительный коэффициент перегрузки по графику К₂’:

                                            (1.48) 
 
 
 

       Для обеих подстанций , тогда 
 

       По  таблицам ГОСТ [3, таблица 1.36] систематических перегрузок, в зависимости от К₁ и t_п, эквивалентной температуры охлаждающей среды и системы охлаждения трансформатора, находим допустимый коэффициент перегрузки К_2доп.

         (увеличена на 20°С, так как U_H = 150 кВ)

       п/с 3    при Θ_охл = 0°С   К_2доп = 1,27

                   при Θ_охл = 10°С   К_2доп = 1,19 

       п/с 4    при Θ_охл = 0°С   К_2доп = 1,26

                   при Θ_охл = 10°С   К_2доп = 1,19 

       Проверка.

1) К₂₍₃₎ = 1,042 < К_2доп(3) = 1,24

    К₂₍₄₎ = 1,327 > К_2доп(4) = 1,23

2)

п/с 3

п/с 4

       Для четвертой подстанции условия не выполняются. Выбираем для п/с 4 трансформатор ТРДН-63000/150. Повторим расчет для этой подстанции на систематическую перегрузку по формулам (1.46) – (1.48). Расчет выполняется аналогично предыдущему. 
 
 
 
 
 

       Проверка.

1) К₂₍₄₎ = 0,674 < К_2доп(4) = 1,23

2)

п/с 4    

       Выбранный трансформатор удовлетворяет условиям проверки.

       Проверка  трансформаторов на аварийную перегрузку. Выполняется только для двухтрансформаторных подстанций при отключении одного из трансформаторов.

       Определяется  коэффициент K^*_нт.ав:

                                                            (1.49)

       Для первой подстанции: 

       Расчет  для  остальных подстанций сведен в таблицу 1.36.

       По  пересечению графика нагрузок и  линии К^*_нт.ав определяем время аварийной перегрузки (в данном случае одинаковое для всех подстанций): 

       Определяется  коэффициент начальной загрузки в аварийном режиме К_1ав:

                                          (1.50)

       Для первой подстанции: 

       Определяется  коэффициент аварийной перегрузки К_2ав:

                                            (1.51)

       Для первой подстанции: 
 
 

       По  таблицам ГОСТ [3, таблица 1.36] определяем допустимый коэффициент аварийной перегрузки К_2доп.ав в зависимости от К_1ав, t_пав и Θ_охл = 5,7 °С.

       К_{2доп.ав(1)} = 1,457

       Проверку  осуществляют по условию:

                                                  (1.52) 

       Условие (1.52) выполняется для первой подстанции, следовательно выбранный трансформатор удовлетворяет условию проверки на аварийную перегрузку. Аналогично проверяются трансформаторы других подстанций. Результаты вычислений сведены в таблицу 1.37.

       Таблица 1.37 – Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку

       

№ п/с	К*нт.ав	К1ав	К2ав	0,9Кmax	К2доп.ав	К2ав  ≤ К2доп.ав
1	0,8	0,311	1,25	1,125	1,457	1.25 < 1.457
2	0,898	0,277	1,113	1,002	1,457	1.113 < 1.457
3	0,48	0,518	2,083	1,875	1,457	2.083 > 1.457
5	0,725	0,343	1,38	1,242	1,457	1.38 < 1.457