Устойчивость энергетических систем

 

               Нагрузку подстанции 6 приведем к нагрузке Эл. Ст. В(узел 7).

Найдём  потери в линии 7-6:

; ,

где R₇₆, X₇₆ – активное и реактивное сопротивления линии 7-6, Ом.

МВт

Мвар

Таким образом, нагрузка, приложенная к узлу 7:

МВт

Мвар

 

 

 

 

 

Рис. 9.1. Расчётная схема по методу контурных уравнений

Расчёт сети произведём с помощью  метода контурных уравнений.

Для начала определяем потокораспределение  без учёта потерь мощности. Составим контурные уравнения, выражая мощности на всех участках сети через неизвестные мощности S_X и  S_Y и известные мощности нагрузок S₂, S₃, S₄, S_5, по первому закону Кирхгофа.

Подставляем численные значения и  решаем полученную систему уравнений.

        

 

 

Таким образом,

 МВ^.А

 МВ^.А

            S₂₄ = S_y  + S₄ = 12.53+j23.89 МВ^.А

            S₃₇ = S_y  + S₇ = 23.915+j6.217 МВ^.А

         S₃₅ = S₅  + S_x = -2.765-j9.875 МВ^.А

            S₁₂ = S₁  + S_x = 43.055+j40.045 МВ^.А

         S₂₃ = S_y  + S_x + S₇  - S₅ – S₃ = -9.8-j16.968 МВ^.А

Далее определяем потери мощности в ветвях:

Ветвь 1-2:

МВт

Мвар

 МВ^.А

 

Ветвь 1-5:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

 

Ветвь 2-4:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

 

Ветвь 2-3:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

 

Ветвь 3-5:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

 

Ветвь 3-7:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

Ветвь 4-7:

 МВт

 Мвар

 МВ^.А

Рассчитаем  напряжения в узлах сети:

кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 

Произведём  расчёт режима наибольших нагрузок при  помощи программы для расчёта, анализа и оптимизации электрических сетей и систем RastrWin. Результат расчёта представлен на рис. 9.1.

 

 

 

 

 

Произведём  расчёт режима наибольших нагрузок при  помощи программы для расчёта, анализа и оптимизации электрических сетей и систем RastrWin. Результат расчёта представлен на рис. 9.1.

                                         Рис. 9.1. Режим наибольших нагрузок.

 

 

 

 

        Расчёт послеаварийного режима произведём для случая, когда отключена наиболее нагруженная линия 1-5. Результат расчёта представлен на рис. 9.2.

Рис.9.2. Послеаварийный режим в случае отключения лини 1-5.

 

 

 

 

 

 

        Режим минимальных нагрузок рассчитаем для случая . Результат расчёта представлен на рис. 9.3.

                                   Рис. 9.3. Режим наименьших нагрузок.

 

 

 

 

 

 

10. Оценка достаточности  регулировочного диапазона трансформаторов  из условия встречного регулирования  напряжения.

 

В качестве специальных средств регулирования  напряжения прежде всего могут быть использованы трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

По  известному приведенному к высокой  стороне трансформатора напряжению на шинах низшего напряжения подстанции U` можно определить желаемое (расчетное) напряжение регулировочного ответвления обмотки высшего напряжения трансформатора:

U_отв.ж. = U`* U_{н нт} / U_{н ж} 

где U_{н нт} – номинальное напряжение трансформатора на стороне низшего напряжения ;

U_{н ж} – желаемое напряжение на стороне низшего напряжения.

По  данным [1.стр.115, табл. 6.1] выбираем ближайшее  стандартное напряжение ответвления  по отношению к рассчитанному, затем  определяем действительное напряжение на низкой стороне трансформаторов:

U_{н.действ.} = U`* U_{н нт} / U_{отв. действ.}

 

Применение  трансформаторов с РПН позволяет  изменять регулировочное ответвление  без их отключения. Поэтому следует  определять напряжение регулировочного  ответвления раздельно для режимов  наибольшей и наименьшей нагрузки. Так как время возникновения  аварийного режима неизвестно, то будем  считать, что этот режим возникает  в наиболее неблагоприятном случае, т.е. во время наибольших нагрузок.

Так как расчет режима наименьших нагрузок и послеаварийного режима выполнялся при помощи ЭВМ, определим напряжение, приведенное к стороне высшего  напряжения: U` = U_н / К_т. Данные занесем в таблицу:

 

 

 

 

 

 

 

N пс	U`нб , кВ	U`нм , кВ	U`па , кВ
2	100,99	110,99	99,67
3	99,89	111,54	96,26
4 СН	96,32	111,95	93,68
4 НН	91,86	109,78	89,12
5	101,54	117,58	95,82
6	102,86	115,6	100,1

 

ПС 2

 

Режим наибольших нагрузок:

U_отв.ж. = = 105,8кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -7,12% = 106,8 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,4  кВ . 

 

Режим наименьших нагрузок:

U_отв.ж. = = 122,09  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  +5,34% = 121,1 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,08  кВ . 

 

 

Послеаварийный  режим:

U_отв.ж. = = 104,4 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -8,9% = 104,8 кВ;

U_{н. действ.} = = 10,46  кВ . 

 

ПС 3

 

Режим наибольших нагрузок:

U_отв.ж. = = 99,89  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -12,46% = 100,7 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,42  кВ . 

 

Режим наименьших нагрузок:

U_отв.ж. = = 117,12  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  +1,78 = 117,0 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,01  кВ . 

 

 

Послеаварийный  режим:

U_отв.ж. = = 96,26 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -16,02% = 96,6 кВ;

U_{н. действ.} = = 10,46  кВ . 

 

ПС 4

 

В трехобмоточных трансформаторах  регулирование напряжения под нагрузкой  выполняется в обмотке высшего  напряжения, а обмотка среднего напряжения содержит ответвления, которые переключаются  только после снятия нагрузки (ПБВ  с диапазоном регулирования ± 2 х 2,5% на стороне   СН – 38,5 кВ в дополнение к РПН в нейтрали ВН).

В этом случае сначала выбирают ответвления  для максимального и минимального режимов со стороны высшего напряжения, рассматривая трансформатор как  двухобмоточный с обмотками высшего  и низшего напряжений. Затем определяют одно желаемое напряжение ответвления  со стороны среднего напряжения:  

 

U_{с.отв.ж.} =

.

Режим наибольших нагрузок:

U_отв.ж. = = 96,23  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -16,02% = 96,6 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,46  кВ . 

 

Режим наименьших нагрузок:

U_отв.ж. = = 120,76  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  +5,34% = 121,1 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 9,97  кВ .

 

Послеаварийный  режим:

U_отв.ж. = = 93,36 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -16,02% = 96,6 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,15  кВ . 

 

U_{с.отв.ж.} = = 40,243 кВ;принимаем U_{отв. действ.}  +5% = 40,43 кВ ;

 

U_{с. действ.нб} = = 40,31  кВ ; 

 

U_{с. действ.нм} = = 37,375  кВ.

U_{с. действ.па} = = 39,21  кВ.

 

 

ПС 5

 

Режим наибольших нагрузок:

U_отв.ж. = = 101,54  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -12,46% = 100,7 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,588  кВ . 

 

Режим наименьших нагрузок:

U_отв.ж. = = 123,46 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -7,12% = 123,2 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,021  кВ . 

 

 

Послеаварийный  режим:

U_отв.ж. = = 95,82 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -16,02% = 96,6 кВ;

U_{н. действ.} = = 10,415  кВ . 

 

ПС 6

 

Режим наибольших нагрузок:

U_отв.ж. = = 107,76  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -7,12% = 106,8 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 11,1  кВ . 

 

Режим наименьших нагрузок:

U_отв.ж. = = 127,16  кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  +10,68% = 127,3 кВ ;

 

U_{н. действ.} = = 10,988  кВ . 

 

 

Послеаварийный  режим:

U_отв.ж. = = 104,87 кВ ;  принимаем U_{отв. действ.}  -8,9% = 104,8 кВ;

U_{н. действ.} = = 10,507 кВ . 

 

 

 

Результаты сведем в таблицу:

№ ПС	Uнб,кВ	Добавка напряжения, %	Uнм,кВ	Добавка напряжения, %	UПА,кВ	Добавка напряжения, %
2	10,4	- 7,12	10,08	+5,34	10,46	- 8,9
3	10,42	-12,46	10,01	+ 1,78	10,46	-16,02
4 СН	40,31	+5	37,375	+5	39,21	+5
4 НН	10,46	-16,02	9,97	+5,34	10,15	-16,02
5	10,588	- 12,46	10,021	-7,12	10,415	- 16,02
6	11,1	-7,12	10,988	+10,68	10,507	-8,9

 

 

11. Расчёт технико-экономических показателей.

 

1. Номинальное напряжение сети  кВ.

2. Установленная мощность трансформаторов:

 МВ^.А.

3. Суммарная протяжённость ЛЭП:

 км.

4. Передаваемая активная мощность:

 МВт.

5. Передаваемая электроэнергия:

 

 МВт^.ч.

6. Потери мощности:

 

 МВт

МВт.

7. Потери энергии:

 

 МВт^.ч.

8. Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к передаваемой мощности:

 о.е.

9. Годовые эксплуатационные расходы:

тыс.р.

10. Приведённые затраты:

тыс.р.

11. Относительные потери мощности:

 

12. Относительные потери электроэнергии:

13. Стоимость передачи электроэнергии: 

тыс.р./ МВт^.ч

14. Капитальные вложения:

        , тыс.р.

15. Удельные капиталовложения по отношению к передаваемой мощности:

тыс.р./МВт

 

Табл. 11.1. Технико-экономические показатели.

Показатель	Значение	Единица измерения
Uном	110	кВ
ST	460	МВ.А
L	460	км
P	166	МВт
W	876400	МВт.ч
ΔP	4,92	МВт
ΔW	23609,203	МВт.ч
Sт.у.	2,59	о.е.
Гэ	819,82	Тыс.р.
З	1955,45	Тыс.р.
ΔР%	2,96	%
ΔW%	2,69	%
С	0,0022	тыс.р./ МВт.ч
К	9898,07	тыс.р.
Куд	59,63	тыс.р./МВт