Расчет потерь напряжения, мощности, энергии замкнутой сети
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Потери напряжения, мощности и энергии замкнутой сети можно

определить по формулам (32),(33),(34),(35),(36) (см. п. 2.4). Результаты расчета приводятся в таблице 12 .                                                       

 

    Таблица 12-Потери напряжения, мощности и энергии               

                          замкнутой сети                                                              

 

Участок сети U,кВ Р,кВт Q,кВАр W,кВт.ч
А-а        
а-в        
в-с        
с-А'        

 

  

Проверка замкнутой сети в послеаварийном режиме          

Для проверки проводов замкнутой сети в послеаварийном режиме по допустимому току, предполагаем, что один из участков (А-а или с-А') отключаются после короткого замыкания (см. рисунок 8).

 

Рисунок 9-Схема замкнутой сети в послеаварийном режиме

 

Худший вариант послеаварийного режима будет в том случае, если отключается участок с большой нагрузкой (например, а-А' рисунок 9).

Из рисунка 9 видно, что замкнутая сеть в послеаварийном режиме

(в результате действия защиты) превращается в  разомкнутую сеть.

Рассчитаем такую сеть по методике, изложенной в п. 2.2 . Определив потоки мощности и рабочие токи для сети (см. рисунок 9), сравним их с допустимыми токами выбранных проводов по таблице 11. Если для всех участков замкнутой  сети допустимые токи выбранных проводов IД больше (или равны) рабочим токам в послеаварийном режиме Ip, , то ранее сделанный выбор сохраняется. Если для отдельных участков замкнутой сети IД < Ip, ,то для этих участков нужно снова сделать выбор стандартных проводов с учетом IД > Ip, .                                                                                                        

 

 


 

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ                 


ВАРИАНТОВ                                                                                    

4.1 Критерии сравнения вариантов                                                

Проектируемая электрическая сеть должна обеспечивать:         

а) бесперебойность электроснабжения, зависящую от схемы и надежности устройств сети;                                                                        

б) требуемое качество электрической энергии;                            

в) удобство и безопасность эксплуатации;                                        

г) возможность дальнейшего развития без коренного переустройства;                                                                                                          

д) экономичность.                                                                                   

Требования, предъявляемые к сетям в отношении надежности электроснабжения, зависят от категории электроприемников, разделяющихся на   категории.                                                                

Электроприемники -ой категории должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых источников. Кроме этого, в данном пособии при выборе  числа и мощности трансформаторов (см. п. 1.2) указывается, что на подстанции с потребителями -ой категории питание осуществляется как минимум от двух параллельно работающих трансформаторов. А также при выборе схемы разомкнутой сети (см. п. 2.1) в  первую очередь соединяют источник питания с той подстанцией, на которой потребители -ой категории двухцепной линией, повышая надежность электроснабжения.                                                                                                           

Качество электрической энергии определяется критериями:         

а) стабильностью частоты fH = 50 Гц;                                             

б) симметрией фазных напряжений;                                                   

в) форма кривой напряжения должна быть синусоидальной, т.е.

Кф = 1,11;                                                                                                  

г) стабильностью уровня напряжения, возможностью его регулирования в определенных пределах.                                                                

Электрическая энергия производится главным образом в виде переменного тока стандартной (промышленной) частоты fH =50 Гц. Часть производимой электроэнергии преобразуется для технологического использования в переменный ток повышенной частоты (более 50 Гц) и частично пониженной частоты (менее 50 Гц). Номинальные значения частот устанавливаются ГОСТ-ом 6697-75, где также указываются допустимые отклонения от номинальных частот. Что касается электрических станций и сетей, то качество энергии (в том числе и частоты) нормируется ГОСТ-ом 13109-67. Стабильность частоты зависит от постоянства скорости приводного двигателя, вращающего синхронный генератор.                                                                             

 


Симметрия фазных напряжений зависит от симметрии фазных э.д.с. генератора и симметрии нагрузки. Симметрия фазных э.д.с. в настоящее время гарантируется  высокоточной технологией изготовления электрического генератора. Симметрия нагрузки выполняется при условии , т.е. при условии равенства комплексных сопротивлений нагрузки всех фаз. Соблюдение этого условия гарантировано правильным подбором и подключением потребителей, учитывая величину сопротивления нагрузки и её характер (активная, индуктивная или емкостная).                                       Один из основных недостатков электрической энергии заключается в том, что она представляет большую опасность для организма человека. И эта опасность тем выше, чем выше уровень напряжения электрической сети. В то же время, по мере увеличения дальности электропередач и передаваемой по ним мощности, необходимо  увеличивать напряжение, чтобы передача электроэнергии была бы экономически целесообразной. Решение этих вопросов связано с улучшением конструкции электрического оборудования и аппаратов, изменением конструкции элементов ВЛ и КЛ, с соответствующей подготовкой персонала с учетом вредных и опасных факторов при передаче электрической энергии.                                                        

Разработка электрической сети должна учитывать и перспективу развития. Это достигается правильным расчетом рабочего тока (максимальное значение которого  достигается к пятому году эксплуатации) и выбором экономического сечения с учетом поправочного коэффициента                                                                                     

 

      ,                (46)

где i1 = I1/I5 – расчетный ток первого года эксплуатации линии,  

                        отнесенный к току пятого года;                                

   imax= Imax/I5 – максимальный ток за пределами пятого года эксплуатации, отнесенный к току пятого года.        

ГОСТ 13109-67 предусматривает допустимые отклонения напряжения:                                                                                                           

а) на зажимах двигателей, аппаратов управления (-5 ¸ +10)%*Uном ;

б) на приборах освещения (-2,5 ¸ +5)%*Uном;                                    

в) на зажимах остальных приемников (-2,5 ¸ +5)*Uном .                  

В послеаварийных режимах допускается дополнительное понижение напряжения на 5% к указанным выше по ГОСТу.               

Скомпенсировать потери и отклонения напряжения возможно путем применения синхронных компенсаторов, расчетом потерь напряжения с учетом сечений проводов, применением ПБВ или РПН трансформаторов. В данном пособии предлагается для решения этого вопроса применение батарей конденсаторов (см. п. 1.3) и выбор коэффициентов трансформации ( см. п 5.2, т.к. у выбранных трансформаторов имеется в наличии РПН).                                                  

Выбор оптимального варианта сети можно сделать только учитывая все выше перечисленные критерии.

Тогда определяющим фактором выбора будет экономический показатель – это сравнение разомкнутой и замкнутой сетей по приведенным затратам.                                                                                                       

Рассмотрим метод приведенных затрат, являющийся основным в экономических расчетах. С целью упрощения будем считать, что строительство электрической сети определяется одним годом, сравнивая варианты разомкнутой и замкнутой сетей, полагаем, что затраты и ущерб от перерыва в электроснабжении одинаков (т.е. его учитывать не будем). Таким образом необходимо составить смету приведенных затрат для разомкнутой и замкнутой сети.                                                   

В итоге выбирается тот вариант, у которого приведенные затраты меньше.

 

4.2 Составление сметы приведенных затрат                                

Приведенные затраты (ПЗ) без ущерба от перерыва электроснабжения, когда продолжительность строительства не превышает года определятся                                                                                        

 

                               ПЗ = ЕН*К+И+ *  ,                               (47)

где ЕН – нормативный коэффициент эффективности, ЕН =0,12¸0,15;

       К - основные фонды (первоначальные затраты на сооружение

              сети, руб;                                                                                    

       И – суммарные ежегодные расходы на эксплуатацию, руб;   

       - стоимость 1-ого кВт*ч электроэнергии, потерянной при

               передаче, 0,006 руб/кВт*ч по ценам 1990 года;              

    - ежегодные суммарные потери электроэнергии в транс-

               форматорах и рассматриваемой сети, кВт*ч.                    

 

                                        К = КП + КЛ ,                                         (48)

где КП – затраты на оборудование подстанций, руб;                       

      КЛ – затраты на монтаж сети (ВЭЛ), руб.                                   

 

                                        И = ИП + ИЛ ,                                         (49)

где ИП – расходы на эксплуатацию оборудования подстанций, руб;

      ИЛ – расходы на эксплуатацию участков сети, руб.                  

 


 

                                       ИП = рПП ,                                         (50)

где рП – коэффициент суммарных отчислений, рП = 0,105. Он

               включает следующие коэффициенты :                               

        ра – отчисления на амортизацию;                                           

        рв – отчисления на ремонт;                                                          

        ро – отчисления на обслуживание подстанций.                        

 

                                       ИЛ = рЛП ,                                           (51)

где рЛ – коэффициент суммарных отчислений на обслуживание

              участков сети, рЛ = 0,054. Он также включает сумму     

              численных значений коэффициентов амортизации, на ре-

              монт и обслуживание участков сети.            

 

Суммарные потери электроэнергии можно определить                  

 

                                     W = WT + WЛ ,                              (52)

где WT- cуммарные потери электроэнергии всех трансформато-

                  ров на всех подстанциях (см. таблицу 3' ,п. 1.2.1),кВч*ч;

      WЛ- суммарные потери электроэнергии всех участков сети

                  выбранного варианта (см. таблицу 10 для разомкнутой

                  сети или см. таблицу 12 для замкнутой сети),кВт*ч.       

 

Также необходимо рассчитать затраты на оборудование подстанций (КП) и  затраты на монтаж участков сети ВЛ (КЛ) .                                    

  

4.2.1 Расчет сметы затрат на оборудование подстанций и монтаж

участков сети                                                                                             

Для решения данного вопроса необходимо составить принципиальные схемы для разомкнутой (см. рисунок 10) и замкнутой (см. рисунок 11) сетей. 

Ток нагрузки на низкой стороне для i-ой подстанции можно оп-

ределить по формуле                                                                                 

 

                                      I2,i =  ,                                     (51)

где Smax,i – полная мощность i-ой подстанции, (определяется по формуле (3)),ВА;                                                                   

       U2H – напряжение на низкой стороне, U2H = 10 кВ.              

 


Таблица 13-Расчетная стоимость трехфазных двухобмоточных      

                  трансформаторов с U1H = 35 кВ и U2H = 10 кВ в тыс.руб. 

 




Мощность

Трансформатора

SHT, кВА

Стоимость трансформатора

без РПН с РПН с расщепленными обмотками 100 105,312   --- 160 144,804   --- 250 190,878   --- 400 --- 579,216 --- 630 --- 763,512 --- 1000 --- 1013,628 --- 1600 --- 1099,194 --- 2500 --- 1395,384 --- 4000 --- 1691,574 --- 6300 --- 2007,51 --- 10000 --- 2751,276 --- 16000 --- 4028,184 --- 25000 --- --- 5068,14 32000 --- --- 5667,102 40000 --- --- 6338,466 63000 --- --- 8517,108

 

Примечание - Цены на трансформаторы соответствуют первому кварталу 2010 г.   

 

Указанные схемы (см рисунки 10 и 11) составлены на основе стандартных схем, рекомендуемых в справочной литературе. Для  определения КП и КЛ для разомкнутой и замкнутой сетей необходимо заполнить таблицы 16,17,18,19, используя данные таблиц 13,14 со стоимостными показателями.

 


 

 

Рисунок 10-Принципиальная  схема разомкнутой сети

 

Рисунок 11- Принципиальная схема замкнутой сети


Таблица 14-Стоимость оборудования, монтажа и транспортировки воздушной линии (ВЛ) 35 кВ, тыс. руб./км                                                         



Тип провода

Дата: 2018-11-18, просмотров: 676.