Характеристика електропостачання

ВСТУП

Енергетика є однією з основних галузей суспільного виробництва і відіграє провідну роль у розвитку національної економіки, здійсненні технічного процесу і підвищенні рівня життя людей. Широке застосування електричної енергії в промисловості, сільському господарстві, на транспорті, у побуті та інших сферах зумовлене простотою її передачі на значні відстані і перетворення в інші види енергії – механічну, теплову, світлову тощо.

Джерелами електричної енергії є електричні станції, які перетворюють енергію палива, води та нетрадиційних джерел в електричну енергію. Теплофікаційні електричні станції поряд з електричною виробляють теплову енергію.

Електричні станції, розташовані в одному або різних районах, об’єднують за допомогою високовольтних ліній електропередавання для паралельної роботи. Таке об’єднання, призначене для виробництва, передачі і розподілу електричної енергії, називається електроенергетичною системою. До її складу входять генератори, лінії електропередавання високої і низької напруги, розподільні пункти, підстанції та електроприймачі. Окремі електроенергетичні системи об’єднана енергетична система.

Електрична мережа повинна задовольняти наступним вимогам:

- забезпечувати необхідну надійність електропостачання;

- забезпечувати відповідну якість електроенергії;

- бути економічною при будівництві та експлуатації;

- забезпечувати необхідні вимоги техніки безпеки.

Метою цього курсового проекту є розроблення проекту районної мережі, призначеної для електропостачання одного споживача електроенергії від районної підстанції. Для цього потрібно вибирати схему і номінальну напругу мережі, потужність трансформаторів знижувальних підстанцій та перерізи проводів ліній електропередавання, провести техніко-економічне порівняння декількох варіантів схем і забезпечення якості електричної енергії на підставі розрахунку основних режимів роботи електричної мережі потрібно здійснити регулювання напруги на шинах знижувальних підстанцій, застосувавши трансформатори з регулюванням напруги під навантаженням.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

У завданні на курсове проектування задається план розміщення районної підстанції А та одної знижувальної підстанції 1 вторинна номінальна напруга підстанції, максимальна активна потужность та коефіцієнт потужності навантаження споживачів, час використання найбільших навантажень і коефіцієнт потужності навантаження на шинах районної підстанції А.

Електропостачання споживачів пункта 1 здійснюється від районної підстанції А повітряними лініями електропередавання у третьому кліматичному районі за інтенсивністю ожеледі. На районній підстанції А є два варіанти розміщення розподільних пристрої напругою 220 або 110 кВ, які мають два незалежні взаємно резервовані джерела живлення. Електропостачання електроприймачівдругої та третьої категорії надійності буде здійснюватися по двоколовій або одноколовій лінії електропередавання. З метою забезпечення необхідної надійності електропостачання споживачів на знижувальних підстанції 1 потрібно встановити по два трансформатори.

У курсовому проекті на підставі техніко – економічного порівняння двох варіантів схем вибрана оптимальна схема електропостачання споживачів, розрахований режим максимальних навантажень і після аварійний режим роботи електричної мережі, а також вибрані коефіцієнти трансформації трансформаторів, які забезпечать бажані рівні напруг на шинах знижувальних підстанцій.

2 ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СПОЖИВАННЯ АКТИВНОЇ ТА РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТЕЙ В РАЙОННІЙ МЕРЕЖІ

2.1 Розрахунок споживання активної потужності

Сумарне споживання активної потужності в період максимальних навантажень складається із заданих потужностей навантажень споживачів району і втрат потужності в лініях, знижувальних трансформаторах районної мережі. При проектуванні районної мережі припускаємо, що установлена потужність генераторів системи достатня для забезпечення сумарного споживання активної потужності.

Найбільша сумарна активна потужність, яка споживається мережею [1],

(2.1)

де - коефіцієнт, який враховує зміщення в часі максимальних навантажень споживачів, приймаємо;

- найбільша активна потужність і -го споживача;

- сумарні втрати активної потужності в лініях і трансформаторах мережі, які наближено приймаємо рівними 5 % від сумарного активного навантаження споживачів;

n - кількість споживачів електроенергії.

Сумарна споживана активна потужність з врахуванням втрат

2.2 Баланс реактивної потужності

Наближену оцінку балансу реактивної потужності в мережі, що проектується, зробимо ще до вибору схеми мережі, так як для забезпечення балансу може виникнути необхідність у встановленні додаткових джерел реактивної потужності для компенсації реактивних навантажень споживачів, що в свою чергу буде впливати на вибір номінальної напруги мережі, потужність та параметри її елементів (номінальну потужність трансформаторів і поперечний переріз проводів ліній), а також на техніко-економічні показники роботи мережі - втрати напруги, потужності й енергії в електричній мережі.

Сумарна реактивна потужність, що споживається в електричній мережі, складається з реактивної потужності навантаження споживачів і втрат реактивної потужності в лініях і трансформаторах. При цьому припускаємо, що періоди споживання найбільших активних і реактивних навантажень кожної підстанції збігаються в часі. Найбільші реактивні навантаження споживачів визначимо через найбільші активні навантаження й задані значення коефіцієнтів потужності на шинах вторинної напруги знижувальних підстанцій.

Найбільша реактивна потужність, що споживається в районній мережі,

(2.2)

де - найбільша реактивна потужність навантаження і -го споживача;

- відповідно сумарні втрати реактивної потужності в лініях і трансформа-торах мережі;

- реактивна потужність, що генерується лініями мережі.

Для повітряних ліній напругою 110 кВ і значної частини ліній напругою 220 кВ у період найбільших навантажень втрати реактивної потужності в лініях у першому наближенні можна прирівняти реактивній потужності, генерованій лініями, тобто . Таким чином, під час складання балансу реактивної потужності для районної мережі ці складові у рівнянні (2.2) можна не враховувати, так як вони взаємно компенсуються.

(2.3)

Повна потужність навантаження споживачів

Реактивна потужність навантаження споживачів

Мвар,

Втрати реактивної потужності в трансформаторі

∆ Q_T=0, 1 78.04=8 Мвар,

Q_СП=8+65, 92=73, 92 Мвар.

Визначимо реактивну потужність, яка може бути передана від генераторів електричної системи за найбільшої сумарної активної потужності Р_СП.

де

Так як Q _Г < Q _СП, то в мережі, що проектується, потрібно передбачити установку компенсувальних пристроїв, потужність яких визначимо з рівняння балансу реактивної потужності

(2.4)

де Q_КУ - сумарна потужність компенсувальних пристроїв.

2.3 Вибір потужності і розміщення компенсувальних пристроїв

На першому етапі виконання проекту необхідну потужність компенсувальних пристроїв (КУ) орієнтовно визначимо з рівняння балансу (2.5) для режиму найбільших навантажень

, (2.6)

Потужність навантаження підстанцій 1 з врахуванням встановленої потужності КУ визначимо за формулою

(2.7)

при цьому одержимо:

Розрахункові потужності підстанцій 1 з врахуванням компенсації становлять