2018-02-13
549
Введение.
Электроэнергетическая система представляет собой совокупность электро-
станций, электрических и тепловых сетей и узлов потребления, объединенных
процессом производства, передачи и распределения электроэнергии.
В России имеется около ста районных электроэнергетических систем каждая
из которых обеспечивает централизованное электроснабжение потребителей
на территории, охватываемой подчиненными ей электрическими сетями.
Энергосистема обслуживает обычно территорию одной области, края, а иногда
двух или трех областей.
Районная энергосистема представляет собой производственное объединение
нескольких разнородных энергетических предприятий: электростанции, пред-
приятий по эксплуатации электрических сетей, ремонтных баз, проектно –
конструкторских организаций, подстанций.
Граница между электроэнергетической системой и потребителем – условная
проводится на договорной основе в специальных пунктах раздела электрических
сетей, поэтому в ее состав могут входить сети самых низких номинальных напряжений.
Структура и характеристика потребителей определяют условия построения
схемы их электроснабжения, а в ряде случаев могут предъявляться специфичес –
кие требования и существенно влиять на режимы работы системы в целом. Так,
для особо ответственных потребителей может появится необходимость соору-
жения небольших электростанций для обеспечения надежности электроснаб –
жения.
При проектировании электрической сети баланс мощности составляется для
определения суммарного необходимого ввода мощности на электростанциях
и обмена потоками мощностей с энергосистемой.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 3 |
| ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
2. Исходные данные ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ
Сформировать варианты сетей для электроснабжения трех потребителей района, расположение которых относительно источника питания – районной электростанции (РЭС), задано на рисунке 1. Категории потребителей представлены в таблице1.
Таблица 1 – Категориипотребителей
| №подстанции | 1 | 2 | 3 |
| Рmax, МВт | 15 | 28 | 17 |
| cosf | 0.82 | 0.81 | 0.86 |
| Вторичное напряжение, кВ | 10 | 10 | 10 |
| Категория потребителей,% | |||
| Iкатегория | 5 | 8 | 10 |
| IIкатегория | 50 | 60 | 80 |
РЭС 1
3
2
Рисунок 1 – Расположению источника питания и потребителей электроэнергии.
3. Выбор вариантов электрической сети: радиальной, кольцевой исложнозамкнутой
Выбор конструкции электрическойсети
Для электроснабжения заданного района принимаем воздушные линии электропередач с унифицированными опорами. Провода – голые, сталеалюминиевые (маркаАС).
Для электроснабжения потребителей первой и второй категории применяем двухцепные ЛЭП, а для третьей категории – одноцепные. В замкнутых системах сети все линии выполняютсяодноцепными.
Составление схем вариантов проектируемойсети.
По заданному расположению источника питания и потребителей
электроэнергии составляем схемы вариантов электрической сети.
Находим расстояние между районной электрической станцией (РЭС) и подстанциями, и междуподстанциями.
Радиальная схема электрическойсети.
Расстояние между РЭС и всемиподстанциями:
Количество цепей на схемах условно показано в виде засечек на линиях – одна засечка соответствует одноцепной ЛЭП, две –двухцепной;
L01 = 55 км, L02 = 40 км, L03 = 50км.
1
РЭС
3
3 2
Рисунок 2 – Радиальная схема электрической сети
Кольцевая схема электрическойсети.
Расстояние между РЭС и всеми подстанциями и между подстанциями 1-3,2-3:
L01 = 55 км, L03 = 45 км, L12 = 40 км, L23 = 45км.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 5 |
| ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ |
РЭС
3 2
Рисунок 3 – Кольцевая схема электрическойсети
Сложнозамкнутая схема электрическойсети.
Расстояние между РЭС и подстанциями 1,2,3 и между подстанциями 1- 2, 2-3:
L01 = 55 км,
L02 = 45 км,
L03 = 40 км,
L12 = 50 км,
L23 = 47км.
1
РЭС
3 2
Рисунок 4 – Сложнозамкнутая схема электрическойсети
Расчет мощностей на участках электрическойсети.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 6 |
| ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ |
4.1. Расчет мощностей на участках радиальной схемы электрическойсети.
1) Задаем направление мощностей в схеме электрическойсети
Разомкнутая электрическая сеть – это сеть, в которой все узлы получают питание только по одной ветви. Т.к. расчет производим без учета потерь мощности, то мощность участка сети будет равна мощности потребителя.
Р01 1
РЭС Р1
Р02
Р3 2
Рисунок 5 – Направление мощностей в радиальной схеме электрическойсети
2) Расчет производим без учета потерь мощности на линии электропередачи, поэтому мощность на участках электрической сети равна мощности потребителей. Используем метод расщепления сети и расчет проводим по активноймощности.
Р01=Р1= 15 мВт
Р02= Р2= 28 мВт
Р03= Р3= 17мВт
3) Расчет реактивноймощности.
Q01= P01·tg (arcos(cosφ1))= 15·tg(arcos(0.82))=12,94, МВар;
Q02= P02·tg (arcos(cosφ2))= 23·tg(arcos(0.9))=18.23, МВар;
Q03= P03·tg (arcos(cosφ3))= 17·tg(arcos(0.81))=10,24, МВар;
4) Расчет полноймощности
S01= P01+jQ01=15+j12.94=36.585ej34.915, МВА;
S02 = P02+j Q02=28+j18.23=18.887ej25.832, МВА;
S03= P03+j Q03=17+j10.24=12.346ej35.905,МВА;
Расчет мощностей на участках кольцевой схемы электрическойсети
1) Задаем направление мощностей в схеме электрическойсети
Р01 1
РЭС Р1
Р12
Р3 2
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 7 |
| ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ |
Рисунок 6 – Направление мощностей в кольцевой схемеэлектрической сети.
2) Предполагаем, что сеть является однородной, т.е. сечения всех проводов одинаковые тогда расчет производим через длины линии вместо сопротивления.
Используем метод расщепления сети и расчет производим по активной мощности. Находим активную мощность на участках ЛЭП 0 – 1, 0 – 3:
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| 8 |
| ОГУ 13.03.02.2116.049 ПЗ |
P01 
28,6МВт,
P03 
P03 
31.38, МВт,
3) Найдем активные мощности остальных участков по первому закону Кирхгофа для узлов 1 и 3
P12 =P01 -P1,
P12=36.62-30= 6.62,МВт,
P23 =P03 -P3,
P23=20.38-10=10.38,МВт.
4) Проводим проверку сумма мощностей на головных участках (участки, отходящие от РЭС) равна сумме мощностейпотребителей:
P01 +P03 =P1 +P2 +P3,
28,6+31.38=15+28+17;
68=60 –верно
5) Расчет реактивной мощности.
Q01 = P01·tg (arcos(cosφсети))= 28,6·tg(arcos(0.82))=25.56, МВар;
Q03 = P03·tg (arcos(cosφсети))= 31.38·tg(arcos(0.81))=14.75, МВар;
Q12 = P12·tg (arcos(cosφсети))= 6.62·tg(arcos(0.9))=3.2, МВар;
Q23 = P23·tg (arcos(cosφсети))=10.38·tg(arcos(0.9))=5.03,МВар;
6) Расчет полноймощности.
S01 = P01+jQ01=36.62+j25.56 =44.66ej34.91, МВА;
S03 = P03+j Q03=31.38+j14.75=25.16ej35.89, МВА;
S12 = P12+j Q12=6.62+j3.2=7.35ej25.8, МВА;
S23 = P23+j Q23=10.38+j5.03=11.54ej25.85,МВА;
