Статья опубликована в рамках: XXVII Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 16 декабря 2014 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Энергетика
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
отправлен участнику
ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 110/35/6 КВ
Лесков Иван Алексеевич
Троценко Владислав Михайлович
студенты 3 курса, энергетического факультета, Омского государственного технического университета, РФ, г. Омск
Калимуллин Алик Талгатович
научный руководитель, ассистент, каф. ЭсПП, Омский государственный технический университет, РФ, г. Омск
E-mail : kat-190391@mail.ru
Составление схемы замещения заданной электрической сети и расчет ее параметров является важной частью развития инженерных навыков. Схема замещения линии в общем случае представляет собой четырехполюсник. При этом длина воздушной линии не превышает 300 км, а кабельной линии — 50 км, то на промышленной частоте (50 Гц) параметры линий можно считать сосредоточенными [2].
Рисунок 1. Схема электрической сети
Напряжение источника питания: UРЭС = 120 кВ;
Номинальные напряжения сетей: 110/35/6 кВ;
Для проведения расчетов примем за основу следующие исходные данные:
Таблица 1.
Марки проводов линий
|
Номер линии |
||||||
|
1,2,3,4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
АС-185 |
F-70(2) |
ВЛЗ-150 |
ВЛЗ-95 |
откл. |
ВЛЗ-70 |
ВЛЗ-95 |
Таблица 2.
Длины линий, км
|
Номер линии |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
70 |
50 |
45 |
60 |
20 |
1,3 |
1 |
2 |
1,1 |
0,7 |
Таблица 3.
Нагрузки потребителей, МВт, МВар, МВА, и коэффициенты мощности нагрузок
|
Номер нагрузки |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
S=20 P=16 |
S=10 cosφ=0,8 |
S=10 tgφ=0,8 |
1,4+j1,3 |
P=0,65 cosφ=0,65 |
1,2+j0,2 |
0,6+j0,1 |
Для начала рассчитаем параметры линий Л1-Л10 данной схемы. Так как линии Л1-Л4 одинаковы и выполнены из одной марки провода, следовательно, у них будет одна и та же схема замещения, представленная на рисунке 2. И расчетные формулы будут одинаковы для этих линий.
Рисунок 2. Схема замещения воздушной линии Л1-Л4, 110 кВ с зарядными мощностями
Активное сопротивление линий Л1-Л4 [4]:
, (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Индуктивное сопротивление линий Л1-Л4 [4]:
, (6)
, (7)
, (8)
(9)
(10)
(11)
Емкостная проводимость линий Л1-Л4 [4]:
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
Результаты расчета занесем в таблицу 4.
Таблица 4.
Параметры линий Л1-Л4
|
Марка про вода |
Радиус провода, мм |
Сре дне геомет риче ское рассто яние между фаза ми, м |
Удель ное сопро тивле ние, Ом* мм2/км |
х0, Ом/ км |
хл, Ом |
B 0,См/км*10-6 |
B л, См*10-5 |
Q з, М Вар |
|
АС-185/ 43 |
8,52 |
5 |
28 |
0,4144 |
29,008 |
2,74 |
9,59 |
1,16 |
|
20,72 |
2,736 |
6,84 |
0,828 |
|||||
|
18,648 |
2,736 |
6,16 |
0,74 |
|||||
|
24,86 |
2,736 |
8,2 |
0,99 |
Далее покажем на рисунке 3 схему замещения линии № 5 и рассчитаем ее параметры, а так же занесем их в таблицу 5.
Таблица 5.
Параметры линии Л5
|
Марка провода |
Длина линии L , км |
Напряжение U , кВ |
Удельное сопротивление ρ , Ом∙мм2/км |
Число проводов в фазе n |
Число цепей n ц |
|
F-70(2) |
20 |
35 |
28 |
1 |
2 |
Рисунок 3. Схема замещения воздушной линии Л5, 35 кВ
Активное сопротивление линии [4]:
(17)
(18)
(19)
Радиус провода:
(20)
(21)
Индуктивное сопротивление линии:
(22)
(23)
Так как схема замещения линии Л6-Л10 одинакова и имеет только сопротивление, следовательно, рассчитываем только его.
Рисунок 4. Схема замещения линий Л6-Л10
Активное сопротивление линии:
(24)
взято из справочника [1].
(25)
(26)
(27)
(28)
Результаты расчета занесем в таблицу 6.
Таблица 6.
Параметры линии Л6-Л10
|
Марка провода |
Радиус провода, мм |
Среднегеометрическое расстояние между фазами, м |
Удельное сопротивление, Ом*мм2/км |
Активное сопротивление линий, Ом |
|
ВЛЗ-150 |
6,9 |
0,4 |
28 |
0,3419 |
|
ВЛЗ-95 |
5,5 |
0,363 |
||
|
ВЛЗ-70 |
4,7 |
0,5423 |
||
|
ВЛЗ-95 |
5,5 |
1,37 |
Расчет нагрузок подстанций № 1—4:
S1=20; P=16
12 МВар, (29)
МВА, (30)
S2 = 10; cosφ = 0,8
P2 = S2 ∙ cosφ = 10 ∙ 0,8 = 8, (31)
6 МВар, (32)
МВА, (33)
S3=10; tgφ = 0,8
φ = arctg(0,8) = 38,66 °, (34)
cos (38,66 °) = 0,780, (35)
P3 = S3 ∙ cosφ = 0,6 ∙ 0,780 = 0,468 МВт, (36)
0,375 Мвар, (37)
МВА, (38)
МВА, (39)
P5 = 0,65; cos φ = 0,65
1, (40)
0,76 МВар, (41)
МВА, (42)
МВА, (43)
7 = 0,6 + j0,1МВА, (44)
Выбор и расчет трансформаторов для подстанции №1:
(45)
Pнагр = 
МВт;
Qнагр = 
Мвар;
24,5 МВА, (46)
МВА, (47)
МВА, (48)
Исходя из полученных расчетов, выбираем автотрансформатор марки: ТДТН-40000/110 У1 [3].
Рисунок 5. Схема замещения подстанции №1 с трехобмоточными трансформаторами и автотрансформаторами
Потери холостого хода подстанции:
, (49)
кВА, (50)
Активные сопротивления обмоток:
, (60)
Ом, (61)
Индуктивные сопротивления обмоток:
, (62)
, (63)
, (64)
, (65)
10,75, (66)
-0,25, (67)
6,25, (68)
0,018 Ом, (69)
0,0004 Ом, (70)
0,01 Ом, (71)
Коэффициенты трансформации:
, (72)
, (73)
17,42, (74)
2,987, (75)
Выбор и расчет трансформаторов для подстанции № 2:
МВА, (76)
Pнагр = 8 МВт,
Qнагр = 6 Мвар,
10 МВА, (78)
МВА, (79)
МВА, (80)
Исходя из полученных расчетов, выбираем автотрансформатор марки: ТДН-10000/110 [3].
Рисунок 6. Схема замещения подстанций №2-4 с двухобмоточными трансформаторами
Потери холостого хода:
, (81)
кВА, (82)
Активное сопротивление:
, (83)
3,968 Ом, (84)
Индуктивное сопротивление:
Т. к. Sном > 1 МВА, то:
, (85)
0,0694 Ом, (86)
Коэффициенты трансформации:
, (87)
17,42, (88)
Выбор и расчет трансформаторов для подстанции № 3:
МВА, (89)
Pнагр = 12,5 МВт;
Qнагр = 10 Мвар;
16,008=16 МВА, (90)
МВА;
МВА;
Исходя из полученных расчетов, выбираем автотрансформатор марки: ТДН-16000/110 [3].
Потери холостого хода:
, (91)
кВА, (92)
Активное сопротивление:
, (93)
2,196 Ом, (94)
Индуктивное сопротивление:
Т. к. Sном > 1 МВА, то:
, (95)
0,043 Ом, (96)
Коэффициенты трансформации:
, (97)
17,42, (98)
Выбор и расчет трансформаторов для подстанции № 4:
=3,55+
, (99)
Pнагр = 3,55 МВт;
Qнагр = 2,76 Мвар;
4,5 МВА, (100)
МВА, (101)
МВА, (102)
Исходя из полученных расчетов, выбираем автотрансформатор марки: ТМН-6300/110 [3].
Потери холостого хода:
, (103)
кВА, (104)
Активное сопротивление:
, (105)
7,331 Ом, (106)
Индуктивное сопротивление:
Т. к. Sном > 1 МВА, то:
, (107)
0,110 Ом, (108)
Коэффициенты трансформации:
, (109)
17,42, (110)
В заключение можно сказать, что исходя из данной схемы и рассчитанных ее параметров выбранные трансформаторы: ТДТН-40000/110 У1, ТДН-10000/110, ТДН-16000/110, ТМН-6300/110 удовлетворяют всем требованиям.
Список литературы:
1.Вязигин В. Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения: Справочник. / В.Л. Вязигин // В.Н. Горюнов // В.К. Грунин Омск: Редакция «Омский научный вестник». 2005. — C. 265.
2.Гиршин С. Электроэнергетика: электрические системы и сети. / С.С. Гиршин // В.В. Тевс. 2006. — С. 3—7.
3.Неклепаев Б. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справ. мат. Для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов./ Б.Н. Неклепаев // И.П. Крючков. М.:Энергоатомиздат. 1989. — С. 600.
4.Файбисович Д. Справочник по проектированию электрических сетей / Д.Л. Файбисович. М.:НЦ ЭНАС. 2005. — С. 162.
отправлен участнику
Оставить комментарий