ПРИМЕР РАСЧЕТА. В данной курсовой работе рассматривается расчёт трансформаторной подстанции.

В данной курсовой работе рассматривается расчёт трансформаторной подстанции.

Подстанция (ПС) является составной частью схемы электроэнергетической системы. При выборе электрических соединений подстанций существенную роль играет местоположение ПС в схеме сети.

Рассчитываемая подстанция питается от двух независимых энергосистем. К данной подстанции подключены два потребителя. Причём один из потребителей является первой категории, а другой – третьей. Потребитель первой категории – нефтеперерабатывающее предприятие, третьей категории –сельхозпереработка.

Расчёт трансформаторной подстанции включает в себя такие вопросы как расчёт графиков нагрузки потребителей, выбор схемы подстанции, выбор числа и мощности трансформаторов, выбор проводов ЛЭП, расчёт токов короткого замыкания, выбор оборудования.

 

1. РАСЧЁТ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И МОЩНОСТИ ПОДСТАНЦИИ

1.1. Расчёт графиков нагрузки потребителей

Рассмотрим потребитель первой категории – нефтеперерабатывающее предприятие.

Полная потребляемая мощность (согласно заданию): S_max1= 70 МВА.

Для расчёта будем использовать графики нагрузки и коэффициента мощности нефтеперерабатывающего предприятия [2].

Коэффициент мощности [2]: cosφ₁=0,94.

Максимальная активная мощность:

P_max1= S_max1∙ cosφ_1, (1.1)

P_max1=70∙0,94=65,8 МВт.

Максимальная реактивная мощность:

Q_max1= , (1.2)

Q_max1= МВАр.

Так как трансформаторы и другое оборудование выбирается по средней нагрузке в наиболее загруженную смену, то для начала построим график нагрузки данной отрасли в графической (рис. 1.1.) и табличной формах
(табл. 1.1).

Таблица 1.1.

Нагрузка нефтедобывающего предприятия

Интервал времени, ∆ti ч	Pi, %	Pi, MBт	Qi, %	Qi, MBАp	Si, MBA
0...1		57,24		19,82	60,58
1…2		56,58		19,1	59,72
2…3		59,87		20,77	63,37
3…4		57,9		19,82	61,2
4…5		57,24		19,82	60,58
5…6		58,56		19,82	61,82
6…7		56,58		19,1	59,72
7…8		61,19		21,49	64,85
8…9		62,51		23,16	66,66
9…10		60,53		22,92	64,73
10…11		60,53		23,88	65,07
11…12		55,27		22,92	59,83
12…13		58,56		21,49	62,38
13…14		59,87		23,4	64,28
14…15		58,56		23,64	63,15
15…16		59,87		23,88	64,46
16…17		61,85		21,49	65,47
17…18		61,19		21,25	64,77
18…19		65,8		21,01	69,07
19…20		61,85		21,25	65,4
20…21		62,51		21,49	66,1
21…22		65,8		21,73	69,29
22…23		60,53		21,25	64,15
23…24		50,66		17,91	53,73

 

P_i и Q_i (%) берутся из графиков нагрузки нефтеперерабатывающего предприятия [2].

P_i (Мвт)= , (1.3)

Q_i(МВАр)= , (1.4)

S_i(МВА)= . (1.5)

Рис. 1.1. Суточный график активной и реактивной нагрузки для нефтеперерабатывающего предприятия.

 

Рассмотрим потребитель третьей категории – сельхозпереработка.

Полная потребляемая мощность (согласно заданию): S_max2 = 15 МВА.

Для расчёта будем использовать графики нагрузки и коэффициента мощности предприятий пищевой промышленности [2].

Коэффициент мощности (с учетом компенсации реактивной мощности потребителей): cosφ₂=0,95.

Максимальная активная мощность находится по формуле (1.1):

P_max2=14,25 МВт.

Максимальная реактивная мощность находится по формуле (1.2):

Q_max2= МВАр.

Построим график нагрузки данной отрасли в графической (рис. 1.2.) и табличной формах (табл. 1.2.). Расчёт производится аналогично расчёту нагрузки нефтеперерабатывающего предприятия.

Таблица 1.2.

Нагрузка сельхозпереработки

Интервал времени, ∆ti ч	Pi, %	Pi, MBт	Qi, %	Qi, MBАp	Si, MBA
0...1		9,54		2,62	9,9
1…2		9,69		2,62	10,03
2…3		9,54		2,62	9,9
3…4		9,4		2,43	9,71
4…5		9,54		2,52	9,87
5…6		9,54		2,62	9,9
6…7		9,4		2,34	9,69
7…8		11,4		3,46	11,91
8…9		13,53		4,49	14,26
9…10		14,25		4,68	14,99
10…11		13,96		4,58	14,69
11…12		13,82		4,16	14,43
12…13		13,53		4,53	14,27
13…14		13,82		4,58	14,56
14…15		13,11		4,35	13,81
15…16		12,54		4,21	13,22
16…17		12,68		4,07	13,32
17…18		12,82		4,02	13,44
18…19		12,54		3,97	13,15
19…20		12,39		3,79	12,96
20…21		12,25		3,97	12,88
21…22		11,54		3,79	12,14
22…23		10,68		2,94	11,08
23…24		9,54		2,43	9,85

Рис. 1.2. Суточный график активной и реактивной нагрузки для сельхозпереработки.

 

В табл. 1.3. представлены данные по общему суточному графику нагрузки подстанции. Сам график представлен на рис. 1.3.

 

Таблица 1.3.

Суммарные мощности подстанции

ti, ч	P∑, МВт	Q∑, МВАр	S ∑, МВА
0…1	66,79	22,44	70,48
1…2	66,27	21,72	69,76
2…3	69,42	23,39	73,28
3…4	67,3	22,25	70,91
4…5	66,79	22,34	70,45
5…6	68,1	22,44	71,72
6…7	65,99	21,44	69,41
7…8	72,59	24,95	76,77
8…9	76,04	27,65	80,92
9…10	74,78	27,6	79,73
10…11	74,5	28,46	79,77
11…12	69,09	27,09	74,27
12…13	72,09	26,03	76,65
13…14	73,7	27,98	78,85
14…15	71,67	27,99	76,96
15…16	72,41	28,09	77,69
16…17	74,53	25,56	78,79
17…18	74,01	25,27	78,22
18…19	78,34	24,99	82,23
19…20	74,24	25,04	78,36
20…21	74,76	25,47	78,98
21…22	77,34	25,52	81,44
22…23	71,22	24,2	75,24
23…23	60,21	20,34	63,59

Рис. 1.3. Суточный график активной и реактивной нагрузки подстанции.

Полная средняя мощность: S_срi= , (1.6)

- нефтеперерабатывающее предприятие: S_ср1=63,35 МВА,

- сельхозпереработка: S_ср2=12,25 МВА,

- подстанция в целом: S_ср=75,6 МВА.

Активная средняя мощность: P_срi= , (1.7)

- нефтеперерабатывающее предприятие: P_ср1=59,6 МВт,

- сельхозпереработка: P_ср2=11,7 МВт,

- подстанция в целом: P_ср=72,4 МВт.

Число часов использования максимума: T_maxi= , (1.8)

- нефтеперерабатывающее предприятие: T_max1 = 7938,75,

- сельхозпереработка: T_max2 = 7201,45,

- подстанция: T_max∑ = 8080,82.

1.2. Расчёт мощности подстанции

Мощность подстанции рассчитывается по формуле (1.9).

S_п/ст = S_ср + S_с.н., (1.9)

где S_ср – полная средняя мощность подстанции;

S_с.н. – полная мощность потребляемая для собственных нужд.

Мощность собственных нужд потребляется с низкого напряжения подстанции (6 кВ), где питается сельхозпереработка.

Нагрузка собственных нужд составляет 4 % от мощности потребителей:

S_с.н. = 0,04 ∙ S_ср , (1.10)

S_с.н. = 0,04 ∙ 75,6 = 3 МВА.

Мощность подстанции составляет:

S_п/ст = 75,6 + 3 = 78,6 МВА.