Выбор компенсирующих устройств для проектируемой сети

При проектировании районной электрической сети, предполагается, что установленная мощность генераторов системы достаточна для покрытия потребностей в активной мощности района, т.е. баланс активной мощности в системе обеспечен. Выдаваемая в сеть активная мощность генераторов энергосистемы определяется выражением:

= 0,9 + (0,05 + 0,075) • , (2.1)

где - суммарная активная мощность генераторов электростанций системы, отдаваемая в проектируемую сеть;

P_ni - наибольшая активная мощность i-го пункта потребления электроэнергии i =1, 2, ..., п, где п -число пунктов в сети.

В выражении (2.1) правой части первое слагаемое представляет сумму заданных наибольших нагрузок пунктов потребления сети с учетом возможности часов по времени суток наибольших нагрузок (K_PH=0,9), второе слагаемое — суммарные потери активной мощности в элементах сети, которое составляет 5-7,5% от суммы заданных наибольших нагрузок пунктов потребления.

При оценке требуемой активной мощности генераторов системы для проектируемой сети дополнительно следует учитывать мощности резерва и собственных нужд электростанций, которые вместе составляют в среднем около 20% от суммарной активной мощности, выдаваемой в сеть.

Баланс реактивной мощности или необходимость в дополнительных источниках, для его обеспечения устанавливается при учебном проектировании приближенно, до выбора схемы районной сети по результатам технико-экономического расчета на основе приближенной оценки возможных составляющих

баланса реактивной мощности.

Баланс реактивной мощности определяется уравнением:

+ = 0,95 + +M • , (2.2)

где - располагаемая реактивная мощность источников системы;

- реактивная мощность, генерируемая j-м участком сети;

j =1, ... , m - число участков в проектируемой сети;

Q_Kyi- мощность компенсирующих устройств, необходимых к установке в i-м

пункте потребления сети;

i=1,..., n - число пунктов сети;

Q_ni- наибольшая реактивная мощность i-го пункта потребления

электроэнергии сети;

Q_л] - потери реактивной мощности в участке сети;

Q_т.к. ^_ потери реактивной мощности в трансформаторах и подстанций сети;

к=1,..., l - число подстанций в проектируемой сети (в общем случае число

подстанций может отличаться от числа пунктов потребления

электроэнергии);

М- число ступеней трансформации энергии в проектируемой сети.

Располагаемая реактивная мощность источников системы определяется заданием.

Реактивная мощность, генерируемая линиями электрической сети, может быть оценена приближенно по следующим удельным показателям одноцепных линий в зависимости от напряжения: 35кВ –3 кВАр/км; 110 кВ — 30 кВАр/км; 150 кВ —60 кВАр/км; 220кВ — 130 кВАр/км.

Суммарная наибольшая реактивная (мощность) нагрузка определяется с учетом возможности несовпадения по времени суток реактивных нагрузок отдельных пунктов потребления электроэнергии (K_рм=0,95).

Потери реактивной мощности в индуктивных сопротивлениях воздушных

линий (ВЛ) оценивается приближенно по величинам модуля полной передаваемой по линии мощности и составляет в зависимости от напряжения: при 35 кВ (0,01-0,02) ; 110 кВ (0,04-0,06) ; 150кВ (0,07-0,1) ; 220 кВ

(0,15-0,2) . Как показали исследования для энергосистем, не имеющих линий 330 кВ и выше, при ориентировочных расчетах допускается принимать, что потери реактивной мощности в индуктивных сопротивления

х ВЛ и генерация реактивной мощности этими линиями в период наибольших нагрузок взаимно компенсируются. Таким образом, при составлении приближенного баланса реактивной мощности в проектируемой сети составляющими уравнения (2.2) и можно пренебречь, так как они взаимно компенсируются.

Потери реактивной мощности в трансформаторах составляют основную часть потерь реактивной мощности электрической сети. Учитывая, что при передаче от районных электростанций (ГРЭС) или подстанций энергосистемы до шин 6-10 кВ потребителей энергия претерпевает несколько ступеней трансформации (не менее двух-трёх соответственно), следует полагать, что потери реактивной мощности в

трансформаторах могут достигать больших величин.

Для двухобмоточных трансформаторов потери реактивных мощносгей составляют:

Q_T = (0,12-0,14) n S_HOM,

а с учётомтого, что в нормальном режиме нагрузка трансформатора не досгигает номинальной мощности, потери реактивной мощности оказываются меньшими или приближенно составляют:

Q_T = 0,1 n S_HOM,

где n - число трансформаторов.

При составлении приближенного баланса реактивной мощности до выбора типа и мощности трансформаторов понижающих подстанций проектируемой сети суммарные потери реактивной мощности в трансформаторах можно определить по выражению:

= 0,1 0,1 , (2.3)

а в сетях с несколькими ступенями трансформации М потери активной мощности, вычисленные по выражению (2.3), увеличиваются в М раз.

Мощность компенсирующих устройств, необходимых к установке в сети для обеспечения баланса реактивной мощности, определяется на основании уравнения (2.2) по найденным приближенно составляющим баланса

0,95 + + M • - -

0,9 • + M • - (2.4)

При проектировании заданную нагрузку пункта потребления энергии

(S_ni = P_ni + jQ_ni) допускается считать распределенной поровну между секциями шин 6-10 кВ понижающей подстанции, питающей данную нагрузку, тогда необходимую мощность -КУ следует также распределить поровну между секциями шин 6-10 кВ и, если выполняется условие

10 MBAp,

то экономически целесообразно следует считать установку батарей конденсаторов (в противном случае можно считать целесообразным и установку синхронных компенсаторов). В курсовом проекте распределительная сеть 6-10 кВ потребителей не рассматривается, поэтому условно принимается установка КУ на сборных шинах

6-10 кВ понижающих подстанций районной сети.

На основании потребной мощности КУ в каждом пункте сети производится выбор числа и мощности комплектных конденсаторных установок или синхронных компенсаторов /1-4/

(1,0 – 1,1) .

В результате выбора мощности, типа и места расположения КУ определяются расчетные нагрузки:

(2.5)