Проект підстанції "Арена" 110/10 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Аналіз вихідних даних

трансформатор електроспоживач мережа підстанція

1.1 Характеристика мережі

Задана частина мережі 110 кВ ВАТ «Львівобленерго» (рис. 1.1), що живить стадіон і оточуючу його інфраструктуру. Живлення здійснюється від підстанції «Львів-Південна 330».

Рисунок 1.1- Фрагмент заданої схеми електричної мережі 110 кВ ВАТ «Львівобленерго»

За вихідний режим був взятий режим максимального навантаження.

Згідно завдання, передбачається розвиток електричної мережі 110 кВ ВАТ «Львівобленерго». Прогнозується спорудження у місті Львові підстанції з потужністю навантаження 11,5 МВт. Склад споживачів, які отримують живлення від шин підстанції за категоріями надійності наступний: І категорії - 30%, ІІ категорія - 30%, ІІІ категорія - 40% від потужності підстанції. Коефіцієнт реактивної потужності на шинах підстанції для режиму найбільшого навантаження орієнтовно прийнятий tg=0,55, коефіцієнт мінімального навантаження k_мin = 0,62. Час максимального навантаження - 5600 год.

Електрична мережа розташованана у Львівській області. Район розташування мережі відноситься до четвертого по швидкості напору вітру та третього по ожеледі. Середньорічна температура на території, охопленій мережею, становить 8С, а середньорічна тривалість гроз становить 49 год за рік.

На рис. 1.2 наведена топологічне розташування підстанцій електричної мережі 110 кВ.

Рисунок 1.2 - Топологічне розташування підстанцій заданої мережі

Величини навантажень на шинах підстанцій заданої мережі приведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1. Навантаження вузлів

Номер	Підстанція	Максимальний режим
вузла		Рнав, МВт	Qнав, Мвар
1	2	3	4
2	Львів-Південна 330	13,29	8,9
3	ЛТЕЦ1	9,96	6,67
4	Солонка	8,3	5,56

Довжини ліній електропересилання та параметри проводів заданої мережі приведені в табл. 1.2.



Таблиця 1.2. Параметри ліній електричної мережі 110 кВ

Лінії	Марка	l,	r,	x,	b,
№	Початок	Кінець	проводу	км	Ом	Ом	мкСм
1	2	3	4	5	6	7	8
l1	Львів-Південна 330	ЛТЕЦ1	АС-240/32	3,6	0,43	1,53	0,1
l2	Львів-Південна 330	Солонка	АС-185/29	1,8	0,3	0,74	0,05

Живильним вузлом електричної мережі є підстанція (ПС) «Львів-Південна-330».

В табл. 1.3 приведені параметри трансформаторів підстанцій заданої електричної мережі.

Таблиця 1.3

Підстанція	Тип	Sном,	Uном, кВ	uк,%	Рк,	Рх,	Iх,
	трансформаторів	МВА	ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	кВт	кВт	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Львів-Південна 330	2ТДТН-16000/110	16	115	22;34,5	11;6,6	10,5	17	6	100	23	1,0
ЛТЕЦ1	2ТДТН-16000/110	16	115	22;34,5	11;6,6	10,5	17	6	100	23	1,0
Солонка	2ТДТН-10000/110	10	115	34,5;38,5	6,6;11	10,5	17	6	76	17	1,1

1.2 Характеристика району

Згідно [2] визначення розрахункових кліматичних умов, інтенсивності грозової діяльності та розташування дротів, для розрахунку та вибору конструкції фаз ПЛ має виконуватися на основі карт кліматичного районування з уточненням та регіональним картам та матеріалам багаторічних спостережень гідрометеорологічних станцій та метеопостів управлінь гідрометеорологічних служб енергосистем за швидкістю вітру, інтенсивністю та товщиною оделеді, температурою повітря та грозовою діяльністю в зоні траси ПЛ (нашої повітряної лінії).

Згідно [2] задана мережа знаходиться у ІІ-у районі по швидкісних напорах вітру.

Максимальний швидкісний напір вітру, нормативний, згідно [2], становить 25 м/с.

Нормативна маса ожеледних відкладень на проводах та тросах визначається виходячи з циліндричних відкладень з густиною 0,9 г/см³.

Згідно [2] район місцезнаходження заданої мережі по товщині стінки ожеледі - ІІІ-й.

Розрахункова температура повітря приймається однаковою для всієї заданої мережі по даним фактичних спостережень і округляється до значень кратних п'яти t_{сер.діюче}=10 С.

Згідно [2] середньорічна тривалість гріз в районі розташування заданої мережі становить 49 год.

Згідно [2] район розташування заданої мережі по «плясці» проводів - ІI.

1.3 Характеристика електроспоживачів за надійністю електропостачання

Електроспоживачі за рівнем надійності електропостачання розділено на три категорії [2].

Згідно завдання, від шин НН ПС «Арена» будуть живитися споживачі двох категорій:

І категорії - 30%;

ІІ категорії - 30%;

ІІІ категорії - 40%.

Розподіл потужності за категоріями здійснюємо за виразом:



де k - склад споживачів за категоріями,%;

Р_ПС - сумарне навантаження підстанції, МВт.

Таким чином, для ПС «Арена» розподіл потужності за категоріями наступний

1.4 Розрахунок активних і реактивних навантажень підстанції «Арена»

Визначаємо значення активного і реактивного навантаження на шинах ПС «Арена» для режимів найбільшого і найменшого навантаження.

Навантажень шин НН підстанції для режиму її найбільшого навантаження:

Реактивні складові навантажень на шинах ПС визначаємо на основі активних складових і відповідних їм коефіцієнтів потужностей:

де  - коефіцієнт реактивної потужності.

Реактивні потужності на шинах СН і НН дорівнюють:

Розрахунок навантаження шин НН підстанції для режиму її найменшого навантаження виконуємо за наступними виразами:



де k_min - коефіцієнт мінімального навантаження.

Отже,

Результати розрахунків навантаження на шинах НН підстанції зводимо у табл. 1.4.

Таблиця 1.4. Розподіл навантаження на шинах ПС «Арена»

Сумарне наванта-	Навантаження	Номінальна	Найбільше навантаження	Найменше навантаження
ження, МВт	шин,%	напруга, кВ	Pmax, МВт	Qmax, Мвар	Pmin, МВт	Qmin, Мвар
11,5	100	10	11,5	6,325	7,13	3,92

1.5 Вибір та аналіз варіантів розвитку мережі

Складання можливих конфігурацій мережі

Варіант 1

Схема мережі приведена на рис. 1.3.

У цьому варіанті будується двоколова лінія Л-3 з ПС «Львів-Південна 330» до ПС «Арена» довжиною 3,5  км проводом АС-185/29



Рисунок 1.3 - Варіант 1 розвитку електричної мережі

Варіант 2

Схема мережі приведена на рис. 1.4.

У цьому варіанті будується одноколова лінія Л-3 з ПС «Львів-Південна 330» до ПС «Арена» довжиною 3,5  км проводом АС-185/29 та одноколова лінія Л-2 з ПС «Арена» до ПС «ЛТЕЦ1» довжиною 2,7 км проводом АС-185/29.

Рисунок 1.4 - Варіант 2 розвитку електричної мережі

Варіант 3

Схема мережі приведена на рис. 1.5.

У цьому варіанті будується одноколова лінія Л-5 з ПС «Солонка» до ПС «Арена» довжиною 3,8  км проводом АС-185/29 та одноколова лінія Л-3 з ПС «Арена» до ПС «ЛТЕЦ1» довжиною 2,7 км проводом АС-185/29.

Рисунок 1.5 - Варіант 3 розвитку електричної мережі



2. Вибір трансформаторів ПІДСТАНЦІЇ «Арена»

Підстанція «Арена» буде споруджуватися двотрансформаторною.

При виборі трансформаторів необхідно забезпечити:

а) найефективніше використання встановленої потужності трансформаторів на понижуючих ПС всіх категорій;

б) мінімум капітальних і розрахункових витрат і їх розподіл відповідно до етапів розвитку ПС;

в) надійність електропостачаня;

г) зручність експлуатації;

д) можливість розширення ПС без складних реконструкцій і перерв в електропостачанні споживачів.

Виходячи з надійності забезпечення споживачів електроенергією на підстанції встановлюємо два трансформатори.

Потужність одного трансформатора двотрансформаторної підстанції вибирається з врахуванням допустимого перевантаження трансформатора на 40% під час аварійного вимкнення одного з трансформаторів у максимальному режимі роботи [1].

Цій умові відповідає співвідношення:

де  - розрахункова потужність трансформатора, МВА;

Перевірку вибраної номінальної потужності трансформатора здійснюємо згідно виразом:

Сумарна потужність навантаження ПС визначається

Отже, знайдемо сумарну потужність навантаженя ПС «Арена».

Тоді

Вибираємо трансформатор з номінальною потужністю 10 МВА.

Виконаємо перевірку:

Отже, умова виконується. Вибираємо два трансформатори [14] типу ТДН-10000/110/10 з номінальними каталожними даними:

Тип	Sном,	Uном, кВ	uк,%	Рк,	Рх,	Iх,
трансформаторів	МВА	ВН	СН	НН	В-С	В-Н	С-Н	кВт	кВт	%
2ТДН-10000/110	10	115	-	6,6;11	-	10,5	-	60	14	0,7

3. Вибір проводів повітряних ліній

Згідно [3] для повітряних ліній 110 кВ вибираємо провід марки АС-185/29.

Погонні параметри проводу [3]:

r₀ = 0,162 Ом/км,

х₀ = 0,413 Ом/км,

b₀ = 2,75·10^-6 См/км.

Допустимий струм (І_доп) проводу з умов нагрівання - 450 А (за температури повітря +25 С).

Параметри ліній, по яких живиться підстанція «Арена» для трьох варіантів мережі наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Варіант	Лінія	Довжина, км	rЛ, Ом	хЛ, Ом	bЛ 10-6, Cм
І	Львів-Південна 330 - Арена	3,5 (два кола)	0,56	1,445	9,625
ІІ	Львів-Південна 330 - Арена	3,5	0,56	1,445	9,625
	Арена - ЛТЕЦ1	2,7	0,437	1,115	7,425
ІІІ	Арена - ЛТЕЦ1	2,7	0,437	1,115	7,425
	Арена - Солонка	3,8	0,61	1,569	10,45

4. Розрахунок режиму мережі за максимальних навантажень

Виконаємо розрахунок режиму мережі для трьох варіантів її розвитку з метою визначення втрат активної потужності в мережі для кожного варіату розвитку.

Втрати активної потужності в мережі визначаються за формулою:

де r_Л, x_Л - активний та індуктивний опори ЛЕП, Ом; g_Л -активна провідність ЛЕП, См; U - лінійна напруга в кінці лінії.

Результати розрахунків режимів мережі наведені у дод. А1А3. У табл. 4.1 наведено значення втрат активної потужності у елементах мережі.

Таблиця 4.1

Варіант	Pvar, МВт	Pconst, МВт
І	2,196	0,169
ІІ	2,205	0,171
ІІІ	2,220	0,176

Втрати в поперечних елементах мережі під час техніко-економічного порівняння варіантів мережі не враховуємо.

Размещено на Allbest.ru