1. Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ
Баланс активной мощности, составляемый в энергосистеме для режима максимальной нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и потребляемой мощностей в электрической системе:
, где
- активные мощности нагрузок в узлах, ;
- коэффициент разновремённости максимумов активной нагрузки;
- активная мощность, передаваемая через районную подстанцию;
- мощность генераторов ТЭЦ;
- суммарные потери мощности в линиях и
трансформаторах, и ориентировочно составляют 5…10% от суммарной потребляемой активной мощности в системе. - мощность собственных нужд ТЭЦ.
Из уравнения баланса определяем мощность
0,9*(50+15+19)+8,4+0,1=+30
0,9=54
=60МВт
Выбираем номинальную мощность генераторов и их количество:
Выбираем генератор марки ЕСС5-82-4
|
Тип генератора |
, кВт |
S н , кВА |
I н , А |
n н, об/мин |
m, кг |
|
ЕСС5-82-4 |
30 |
37,5 |
94 |
1500 |
340 |
Определяем суммарную установленную мощность ТЭЦ:
;
- При , генератора.
Определяем мощность выдаваемую станцией в систему:
=9 Мвар, где
2. Обоснование схемы и напряжения
Длины:
Рис.1
Зная взаимное расположение узлов сети и зная длины линий, примем ЛЭП, показанный на рис.1. Длина ЛЭП L= 442,5,5км
Для приближённого расчёта распределения мощностей в сети представим схему в виде сети с двухсторонним питанием (рис.2).
Рис.2
Определяем
Проверяем правильность вычислений:
7,44+22,6=30,04 Мвт, 15+19-4=30МВт
Находим потоки мощностей на остальных участках по первому закону Кирхгофа:
Потоки активных мощностей распределятся (рис.3)
Рис.3
По рассчитанным активным мощностям и длинам линий определяем напряжения.
Для расчёта номинальных напряжений воспользуемся эмпирическаой формулой Илларионова.
Полученное напряжение округляем до ближайшей большей стандартной величины, для всех ЛЭП = 110 кВ.
компенсирующих
Баланс реактивной мощности, составляемый для режима наибольшей нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и потребляемой реактивных мощностей в электрической
- реактивные мощности нагрузок в узлах 2, 3 и 4
- реактивная мощность, передаваемая через районную подстанцию 30 Мвар
- коэффициент разновремённости максимумов реактивной
нагрузки. - потери мощности в линиях.
- зарядная мощность линий электропередачи.
- требуемая суммарная мощность компенсирующих устройств.
В предварительных расчётах принимаем:
=
0,9*(35+12+17,1)+22,125+8,4+6,
Распределение мощности между узлами 3 и 4 по равенству коэффициентов реактивной мощности в этих узлах. В узле 2 компенсирующие устройства не устанавливаем
Искомые величины компенсирующих устройств в узлах составят:
После определения мощностей , расчётные нагрузки в узлах составят:
;
;
;
;
4. Выбор и проверка сечений проводов линий
Для выбора сечений проводов ВЛ необходимо знать полные мощности, протекающие по линиям. Предварительное распределение реактивных мощностей в линиях электрической сети определяется так же, как и активных мощностей.
Проверяем правильность вычислений:
25 Мвар
Потоки реактивной мощности на остальных участках по 1-му з-ну Кирхгофа:
Находим полную мощность протекающую между узлами по формуле:
, МВА
Для принятого номинального напряжения в сети находим ток в линиях U н =110кВ :
, А
Сечения проводов ВЛ выбираются по экономической плотности тока . Значение зависит от продолжительности наибольшей нагрузки выбираем из табл.4 [1]:
= 1 А/мм 2 , при
Сечение провода, соответствующее экономической плотности тока:
Округляем полученное сечение до ближайшего большего стандартного значения.
Выбранные сечения проводов должны быть проверены по допустимому длительному току (по нагреву) в послеаварийном режиме работы электрической сети, под которым подразумевается отключение любой линии. Значения для проводов различных сечений выбираем из табл.5 [1].
Проверку по нагреву линий замкнутой сети, содержащей в одном из узлов ТЭЦ, выполняем поочерёдным отключением каждой линии этой сети:
Для линии 1-2:
Для линии 2-4:
Для линии 3-4:
Для линии 1-3:
По мощностям находим токи в линиях в послеаварийном режиме :
- , где ;
- Для выбранного нами сечений, условие выполняется для любых схем в послеаварийном режиме.
5. Выбор схемы выдачи мощности и
Схему выдачи мощности генераторами ТЭЦ строим по принципу схемы с генераторным распределительным устройством (ГРУ).
От шин ГРУ получают питание потребители на напряжении 10 кВ и потребители собственных нужд (с.н.) через трансформаторы собственных нужд ТСН напряжением 10/6 кВ.
В схеме ТЭЦ с ГРУ связь с системой осуществляется через два трансформатора связи Т. Выбор мощности трансформаторов производят с учётом графика тепловой нагрузки ТЭЦ, возможного отказа одного из генераторов:
Используя таблицу 6 [1] полученное значение мощности округляем до ближайшей большей номинальной мощности трансформатора
Марка выбранного трансформатора ТСЗ10/0,66
|
Тип трансформатора |
Номанальная мощность кВА |
U н , % |
Потери холостого хода, Вт |
Потери короткого замыкания, Вт |
I 0 , % |
|
ТСЗ10/0,66 |
10 |
4,5 |
90 |
280 |
7,0 |
6. Выбор трансформаторов и схем подстанций в узлах нагрузки
На подстанциях, от которых получают питание потребители 1 и 2 категории устанавливают два
, где — коэффициент допустимой перегрузки.
Для узла 3:
Для узла 4:
Используя данные из табл.6 [1] округляем полученные значения мощностей до ближайших больших номинальных мощностей трансформаторов:
Для узла 3:
Для узла 4:
Поскольку схема нашей сети кольцевая, то и принимаем схемы подстанций в узлах 3 и 4 транзитные в замкнутой схеме.
Рис.3
|
Тип трансформатора |
Номанальная мощность кВА |
U н , % |
Потери холостого хода, Вт |
Потери короткого замыкания, Вт |
I 0 , % |
|
ТРДН16000/0,66 |
16000 |
4,5 |
125 |
400 |
5,8 |
7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к
В соответствии с заданием нагрузки узлов заданы на стороне низшего напряжения (НН) 10 кВ. Приведение нагрузок к стороне высшего напряжения (ВН) выполняется для последующего упрощения расчётной схемы
Участок схемы электрической сети: две линии W1 и W2 подходят к некоторому узлу i. Нагрузка на стороне НН составляет
Сxема замещения этого участка сети. Нагрузка узла i , приведённая к стороне ВН определяется по формуле:
, где
и – потери активной и реактивной мощности в трансформаторах Т;
- и — половины зарядных мощностей линий W1 и W2.
Рис.4
Потери мощности в трансформаторах вычисляем по выражениям:
, кВт
, где
n – количество трансформаторов в узле 1i
- расчётная нагрузка узла i кВА
- паспортные данные трансформаторов из табл.6 [1].
