Дипломная работа: Проект новой подстанции для обеспечения электроэнергией нефтеперерабатывающего завода
2.5.3 Проверка сети по отклонению напряжения
Допустимое напряжение на подстанции должно находиться в пределах ±5% от
номинального, для подстанций с нерегулируемым напряжением и ±15% для подстанций
с регулируемым напряжением под нагрузкой (РПН).
Как следует из приложения 1, максимальное напряжение U = 113 кВ на
подстанции Сургут, минимальное U = 112 кВ на подстанции КНС-11. Эти напряжения
лежат в допустимых пределах, что говорит о нормальной работе системы.
2.5.4 Проверка ЛЭП по
нагреву
Проверку ЛЭП будем производить по
следующим условиям:
1.Ток в линии не должен превышать
допустимого по нагреву тока:
.
(10)
2. Ток в линии в аварийном режиме, т.е.
при отключении второй цепи, либо другой линии, не должен превышать допустимого
по нагреву тока:
(11)
3. Ток в линии не должен превышать
экономически целесообразного тока для данного сечения провода:
.(12)
2.6 Варианты развития схемы
сети
2.6.1 Сравнение вариантов развития сети
Сравнение будем производить по нескольким
параметрам, самые главные из которых стоимость дополнительно сооружаемых линий и
надёжность электроснабжения потребителей. Следовательно, сразу не рассматривает
второй вариант, в связи с дорогостоящей установкой опор в различные районы.
Дешевле подключить вновь вводимую подстанцию к одной из отпаек. У первого и
третьего варианта имеются параллельные связи, что будет осуществлять надежное
электропитание и соединение с системой может осуществляться через две п/ст.
Из вышеприведённых соображений, считаю
целесообразным более подробно рассмотреть первый и третий варианты развития
сети как наиболее дешёвых и надёжных приведены ниже.
Произведем сравнение этих вариантов по
технико-экономическим показателям, сравним затраты на их строительство.
2.6.2 Выбор сечений проводов
и анализ работы сети
Выбор экономических сечений проводов
является одной из важнейших задач проектирования и сооружения электрических
сетей, так как связан со значительными капиталовложениями, основными расходами
проводниковых материалов, потерями мощности и электроэнергии в системах. Для
вновь проектируемых линий сечения выбираем с помощью метода экономических
интервалов для энергосистемы Сибири.
На выбранные экономические сечения накладываются
ограничения, учитывающие ряд технических требований. Сечения проводников по нагреву
должны обеспечить условие: I ут.реж.<Iдоп. Согласно.
Для устранения коронирования и радиопомех выбираемые
сечения должны удовлетворять условию: Fi > Fmjn .
Для уже существующих линий сечения
выбираются по условию:
Iнб выбирается для
наибольшего потока мощности в линии, если линия двухцепная то Iнб = Iном/2 Допустимый ток берётся
из справочника для соответствующего сечения линии. Если для существующей линии Iнб > Iдоп то выбираем новое сечение
по методу экономических интервалов. Для каждого режима сети определяем
максимальное падение напряжения в процентах от номинального:
2.7 Присоединение новой подстанции
В связи со строительством нового завода возникает необходимость в
обеспечении его энергией и мощностью, для чего предложим два варианта
подключения к району электроснабжения новой подстанции и присвоим п/ст НПЗ
(Нефтеперерабатывающий завод). Выполним подстанцию двухтрансформаторной с
трансформаторами ТДТН-25000/110/35/10. Мощность нагрузок в максимальном режиме
для этой подстанции примем 22,45 МВА. Тангенс нагрузки примем с учетом
специфики нефтеперерабатывающего завода
Таблица 7 – Приведенная нагрузка подстанции НПЗ
подстанция
Тип трансформатора,
мощность, МВА
Число трансформаторов на
подстанции
Мощность подстанции,
МВА
Нагрузка трансформатора
в нормальном режиме, %
Нагрузка трансформатора
в аварийном режиме, %
Потери в
трансформаторах, МВА
Приведенная нагрузка,
МВА
НПЗ
ТДТН-25
2
20+j10,2
|S|=22,45
45
90
0,12+j1,8
20,12+j12
2.7.1 Расчет основных
установившихся режимов работы сети с подключением подстанции «НПЗ»
Состояние электрической сети в любой
момент времени называется режимом сети и характеризуется следующими параметрами
режима: активной и реактивной мощностями в элементах сети, частотой, напряжением
у потребителя и в узловых точках сети, величиной токов, протекающих по участкам
сети, углами расхождения ЭДС и напряжений, потерями мощности и падениями напряжений
в элементах сети.
Задача расчета заключается в нахождении
его параметров с целью определения условий, в которых работает оборудование
сети и ее потребители. По результатам расчета оценивается экономичность работы
сети, предлагаются эффективные способы снижения потерь энергии, устанавливают
уровни напряжения на подстанциях и мероприятия по поддержанию их в допустимых
пределах.
Характер режима сети определяется тремя
факторами: графиками нагрузок отдельных подстанций, режимами работы
генераторов, условиями обмена мощностью рассматриваемой энергосистемы с
соседними. В рассматриваемой системе определяющим фактором будем считать
нагрузки сети. На данном этапе ясно место подключения новой подстанции.
2.7.1.1 Первый вариант в максимальном режиме
Подключим подстанцию НПЗ отпайкой к Л-1-1,2 двухцепной линией,
выполненной проводом АС-120/19, при этом длина линии составит 20 км.
1) Расчет параметров линии:
Рассчитаем параметры новой линии Л-14-1,2 и внесем в таблицу 8.
Рисунок 2 – Схема первого варианта подключения подстанции НПЗ
Таблица 8 – Расчет параметров линии Л-14-1,2
ЛЭП
Длина ЛЭП, км
Количество
цепей
Марка
провода
r0,
Ом/км
х0,
Ом/км
b0,
мкСим/км
r, Ом
х, Ом
b, Сим
Л-14-1,2
20
2
АС-1 20/1 9
0,25
0,42
2,69
2,5
0,84
0,118
2) Проверка работы линий сети в максимальном режиме после подключения
новой подстанции НПЗ по первому варианту.
Таблица 9 – Проверка работы линии Л-14-1,2
№ Линия
Параметры линий сети
Марка провода
Кол-во
цепей
Максимальный
ток в линии на одну цепь, А
Допустимый
длительный ток
одного провода, А
Предельная
экономическая
нагрузка на одну
цепь, А
Л-1-1,2
АС-120/19
2
165
390
190
Л-2-1,2
АС-120/19
2
81,4
390
190
Л-3-1,2
АС-120/19
2
64
390
190
Л-4-1,2
АС-120/19
2
162,2
390
190
Л-5-1,2
АС-120/19
2
62,2
390
190
Л-6-1,2
АС-185/24
2
191,4
520
265
Л-7-1,2
АС-95/16
2
63,8
330
Л-8-1,2
АС-185/24
2
24,7
520
Л-9-1,2
АС-185/24
2
145,9
520
Л-10-1,2
АС-185/24
2
204
520
265
Л-11-1,2
АС-120/19
2
114
390
190
Л-12-1,2
АС-150/24
2
154,2
450
265
Л-13-1,2
АС-95/16
2
58,4
330
265
Л-14-1,2
АС-120/19
2
164
390
190
Как видно из таблицы 9, ЛЭП в замене не нуждаются.
3) Проверка сети по допустимому напряжению.
Как следует из приложения 2, максимальное напряжение 114 кВ на п/ст
Сургут, минимальное 112 на п/ст НПЗ.
Эти напряжения лежат в допустимых пределах, что говорит о нормальной
работе системы.
2.7.1.2 Второй вариант в максимальном режиме
Подключим подстанцию НПЗ отпайкой Л-15-1,2, длина которой составит 32 км, к линии Л-11-1,2 (выполненной проводом АС-120/19).
Рисунок 3 – Схема третьего варианта подключения подстанции НПЗ
1) Расчет параметров линии
Рассчитаем параметры новой линии Л-15-1,2 и внесем в таблицу 10.
Таблица 10 – Расчет параметров линии
ЛЭП
Длина ЛЭП, км
Количество цепей
Марка
провода
r0,
Ом/км
х0, Ом/км
b0,
мкСим/км
r, Ом
х, Ом
b, Сим
Л-15-1,2
32
2
АС-120/19
0,25
0,42
2,69
4
6,72
0,172
2) Проверка работы линий сети в максимальном режиме после подключения
новой подстанции НПЗ по второму варианту.
Таблица 11 – Проверка работы линии
№ Линия
Параметры линий сети
Марка провода
Кол-во
цепей
Максимальный
ток в линии на одну цепь, А
Допустимый длительный ток одного
провода, А
Предельная
экономическая нагрузка
на одну цепь, А
Л-1-1,2
АС-120/19
2
87,3
390
190
Л-2-1,2
АС-120/19
2
81,3
390
190
Л-3-1,2
АС-120/19
2
63,5
390
190
Л-4-1,2
АС-120/19
2
162,8
390
190
Л-5-1,2
АС-120/19
2
62,4
390
190
Л-6-1,2
АС-185/24
2
146,2
520
265
Л-7-1,2
АС-95/16
2
63,8
330
Л-8-1,2
АС-185/24
2
24,7
520
Л-9-1,2
АС-185/24
2
146
520
Л-10-1,2
АС-185/24
2
206
520
265
Л-11-1,2
АС-120/19
2
202
390
190
Л-12-1,2
АС-150/24
2
154,8
450
265
Л-13-1,2
АС-95/16
2
58,4
330
265
Л-15-1,2
АС-120/19
2
151,5
390
190
Как видно из таблицы 11, ЛЭП в замене не нуждаются.