PERDAVIMO VIENOS GRANDIES, ŽIEDINIO ELEKTROS TINKLO PROJEKTAVIMAS

1941 0

Perdavimo elektros tinklo projektavimas

KAUNO TECHNIKOS KOLEGIJA

Elektromechanikos FAKULTETAS

Energetikos.ir elektronikos KATEDRA

 

Elektros energetikos studijų programa

Kursinis darbas

PERDAVIMO VIENOS GRANDIES, ŽIEDINIO ELEKTROS TINKLO PROJEKTAVIMAS

Andrius Pabarčius

Vadovas Anatolijus Drabatiukas

37 psl. 2 brėžiniai, 14 paveikslų, 14 lentelių.

 

Santrauka

 

Šiame kursiniame darbe projektuojamas elektros perdavimo tinklas su trimis skirstomosiomis pastotėmis. Išnagrinėti pagrindiniai techniniai reikalavimai oro linijų ir pastočių įrengimui, nustatyti srautu pasiskirstymai tinkle, parinkta oro linijų vardinė įtampa, parinktas laidų skerspjūvis, atsižvelgiant į linijos apkrovas ir ekonomija. Atlikti skaičevimai parenkant transformatorius, nustatyti galios srautai maksimaliam, minimaliam ir poavariniams rėžimams, atlikta vienos linijos laido mechaninė skaičiuotė. Išanalizuota viieno transformatoriaus atjungimo galimybė. Pateikti skaičiavimo rezultatai tinklo režimo kortoje,nubraižyta tinklo supaprastinta schema.

 

 

 

Reikšminiai žodžiai

Elektros sistema, perdavimo tinklas, galios srautas, tiekimo patikimumas

 

Turinys

ĮVADAS 3

1.ANALIYINĖ DALIS 4

1.1.Informacijos šaltinių apžvalga 4

1.2.Tiriamojo objekto apibūdinimas 4

1.3.Užduoties formulavimas 5

1.4.Užduoties analizė 6

1.5.Siūlomi techniniai elektros tinklo sprendiniai 7

2. TIRIAMOJI PROJEKTINĖ DALIS 9

2.1. Scheminiai sprendimai 9

2.1.1. Elektros linijų sujungimo schemos sudarymas, įtampos parinkimas 9

2.1.2. Oro linijų laidininkų skerspjūvių parinkimas ir patikrinimas 11

2.1.3.Transformatorių galios ir galios pastočių skirstyklų schemos parinkimas 14

2.2.Elektrotechniniai skaičiavimai 17

2.2.1. Tinklo pastočių redukuotojų ir skaičiuojamųjų apkrovų nustatymas 17

2.2.2. Elektros tinklo nusistovėjusio rėžimo skaičiavimas 19

2.2.3.Įtampų lyygių pastočių žemosios įtampos šynose skaičiavimas 23

2.2.4.Įtampos reguliavimas 24

2.3.Oro linijos konstrukcinės dallies sprendimai 26

2.3.1. Atramų parinkimas 26

2.3.2. Laido savitųjų apkrovų nustatymas 27

2.3.3.Laido išeities režimo nustatymas. 28

2.3.4.Laidų įlinkio montavimo nustatymas. Gabaritų patikra. 30

3.TECHNINIAI – EKONOMINIAI RODIKLIAI 32

3.1.Vieno transformatoriaus pastotėse atjungimo galimybės nustatymas 32

3.2.Elektros tinklo ek

konominio efektyvumo nustatymas 32

3.3.Gautų skaičiavimo rezultatų analizė 33

IŠVADOS 34

DARBE NAUDOTŲ INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS 35

35

DARBO PRIEDAI 36

ĮVADAS

 

Elektros energijos perdavimo tinklas yra sudėtinga sistema. Pagrindiniai perdavimo sistemos elementai – elektros perdavimo linijos ir transformatorių pastotės. Tam, kad elektros tinklas būtų patikimas, ekonomiškas, saugus ir tiektų kokybišką elektros energiją, jį būtina laiku remontuoti. Nors Lietuvoje yra gerai išvystytas 330–110 kV elektros perdavimo tinklas, didžioji elektros tinklų dalis pastatyta daugiau nei prieš 25–30 metų ir jų veiklos amžius jau pasiekė ar net viršijo numatytą eksploatavimo terminą.

Problema – kokius techninius, ekonominius sprendimus reikia priimti, kad elektros perdavimo tinklas būtų modernus ir patikimas.

Objektas: perdavimo, vienos grandies, žiedinis elektros tinklas.

Tyrimo tikslas: suprojektuoti perdavimo tinklą, įvertinant ne mažiau kaip 10 metų vartotojų apkrovas ir kitus parametrus.

Tikslui pasiekti išsikelti uždaviniai:

išanalizuoti tiriamo objekto esamos padėties charakteristikas;

sudaryti ir paarinkti elektros linijų, galios transformatorių, pastočių skirstyklų schemas;

atlikti elektrotechninius skaičiavimus;

parinkti linijos konstrukcines dalis ir įrenginius;

atlikti ekonominius skaičiavimus.

Tyrimo metodai:

literatūros šaltinių analizė;

dokumentų lyginamoji analizė;

techniniai skaičiavimai;

ekonominiai skaičiavimai.

Tyrimo eiga:

susipažinimas su pateikatais duomenimis;

elektros linijų, galios transformatorių ir pastočių skirstyklų schemų sudarymas ir parinkimas;

apkrovų, tinklo nusistovėjusių rėžimų, įtampos lygio žemosios įtampos šynose apskaičiavimas;

laidų savitųjų apkrovų, išeities režimų, įlinkio matavimo kreivių nustatymas;

vieno transformatoriaus pastotės atjungimo galimybes ir elektros tinklo ekonominio efektyvumo tyrimas;

Teorinė reikšmė: susipažinimas su perdavimo tinklo projektavimo eiliškumu.

Praktinė naudas: susipažinimas su projektavimo principais.

ANALIYINĖ DALIS Informacijos šaltinių apžvalga

Šios ap

pžvalgos tikslas apžvelgti šaltinius, kuriuose tiesiogiai kalbama apie perdavimo tinklo elektros įrenginių parinkimą, rėžimų skaičiavimą, darbo resursų padidinimą. Tam tikslui buvo nagrinėta, išleista techninė literatūra specializuoti leidiniai, interneto naujienų portalai, atsakingų institucijų tinklapiai, konferencijų pranešimai.

Imformacijos šaltinių, kuriuose kalbama apie elektros tinklo projektavimą ir režimų skaičiavimą galima suskirstyti į kialias grupes. Pirmai grupei priskiriami šaltiniai, kuriuose pateikiami normatyvinė medžiaga elektros įrenginiams įrengti.

Pagal pateiktą literatūros sąrašą tai būtų šaltiniai pažymėti 7, 8, 9, 10 numeriais. Naujai statomiems rekubruojamiems įrenginiams būtina laikytis ekektros įrenginių įrengimo taisyklių reikalavimų. Laikantis šių taisyklių sudaromos sąlygos nenutrūkstamai tiekti elektros energiją, užtikrinti jos kokybę. Elektros įrenginių bendrose taisyklėse [7] pateikta medžiaga apie laidininkų parinkimą, jų patikrinimą, elektros apskaitą, elektros įrenginių įžeminimą ir apsaugą nuo viršįtampių. Elektros linijų ir izoliacijos taisyklėse [8] pateikta medžiaga apie oro linijų bei kabelių linijų įrengimą. Skirstyklų ir pastočių elektrinių įrenginių įrengimo taisyklėse [9] kalbama apie TP parinkimą, skirstyklų konstrukcijas, elektros aparatų įrengimą.

Prieš pradedant eksploatuoti elektros įrenginį turi būti įgyvendinti elektros įrenginių eksploatavimo taisyklių [10] reikalavimai. Šios taisyklės yra privalomos visiems fiziniams ir juridiniams asmenims, kurių veikla susijusi su elektros gamyba, perdavimu, skirstumu ir vartojimu.

Eksplotuojant elektros energetikos objektus, būtina vykdyti elektrinių ir elektros tinklų eksploatavimo taisykles. Šių taisyklių medžiaga naudojama rašant kursinio darbo analitinę dalį.

Antrai grupei priskiriami šaltiniai, kuriuose pa

ateikiamos skaičiavimo metodikos [1-4], žinynų mediaga [5-6]. Vertinan pateiktą informaciją šaltiniuose informaciją reikia pabrėžti, kad ji pateikta gana aiškiai ir atspindi realią situaciją. Pateiktos skaičiavimo metodikos įvairiuose šaltiniuose sutampa [1-5].

 

Tiriamojo objekto apibūdinimas

Rajoninė pastotė A ir skirstomosios pastotės 1 ,2 ir 3 sujungtos aukštosios įtampos linijomis. 1,2 ir 3 pastotėse įrengta po du nelygiagrečiai dirbančius galios transformatorius, kuriuose įtampa reguliuojama neatjungus apkrovos. Rajoninėje pastotėje palaikoma 1,1 Un įtampa maksimalios apkrovos metu ir 1,02 Un minimalios apkrovos metu. Projektuojant, būtina atsižvelgti į norminių teisės aktų, reglamentuojančių aplinkos taršos, triukšmo, vibracijos, elektros laukų ir kt. kenksmingą poveikį turinčių veiksnių, reikalavimus.

Elektros įrenginių schemų ir konstrukcijų parinkimas bei komponavimas projektiniuose sprendiniuose turi būti pagrįstas techniniais ir ekonominiais skaičiavimais. Elektros įrenginių schemos turi būti:paprastos ir vaizdžios.

Projektuojant elektros tinklą, įvertinti ne mažiau kaip 10 metų plėtros perspektyvas, elektros nuostolių mažinimo galimybes, numatyti elektros tinklo išjungimo remonto laikotarpiui galimybę, avarinius ir veikimo režimus po avarijos. 110 kV ir aukštesnės įtampos kabelių linijos turi būti naudojamos vietoje oro linijų tik nesant galimybių nutiesti oro linijų.

Esamos ir naujų pastočių geometrinis išdėstymas, jų maksimali apkrova, maksimalios apkrovos trukmė Tmax, pastočių maitinamų vartotojų sudėtis ir kita informacija darbui atlikti pateikta 1 lentelėje. Pastočių žemosios įtampos šynų įtampa l0kV.

 

1 lentelė. Kursinio darbo pradiniai duomenys.

Variantas mastelis, cm – km Pastočių maksimalios apkrovos, MVA 1-os – 3-os pastočių minimali apkrova Transformatorių pastočių koordinatės, mm
m
S1max S2max S3max TPA TP1 TP2 TP3
x y x y x y x y
9 1 – 4 15+j15 30+j10 10+j8 0,25 Smax 10 50 40 15 25 35 14 40

 

 

1.1. Pav. Rajoninės pastotės A ir skirstomųjų pastočių 1, 2 ir 3 išsidėstymas su maksimaliomis apkrovomis ir atstumais pagal kursinio darbo pradinių duomenų koordinates.

Užduoties formulavimas

Būtina suprojektuoti elektros tinklą, kuris atitiktų keliamus patikimumo, elektros kokybės reikalavimus ir apsaugos nuo elektros taisykles, tenkintų keliamus vartotojų reikalavimus, atitiktų ekonominius aspektus ir būtų patikimas ir kokybiškas ilgalaikiam eksploatavimui.

 

Projektuojant perdavimo elektros tinklą būtina įvertinti:

Elektros energetikos sistemas, kuriai šis tinklas priklauso ne mažiau kaip 10 metų perspektyvos;

Ateityje galimus trumpųjų jungimo srovių lygmenis;

Elektros nuostolių mažinimo galimybes.

Tiesiant naujas elektros linijas 110kV ir aukštesnes įtampas, kabelių linijos turi būti naudojamos vietoj oro linijų tik neasant galimybių nutiesti oro linijas.

 

Kursiniame darbe bus atliekami elektros tinklų režimo skaičiavimai siekiant nustatyti:

Tinklo elementų apkrovas;

Laidų skerspjūvius ir transformatorių galias;

Įtampos tinklo mazguose galios ir energijos nuostolius norint įvertinti tinklo darbo ekonomiškumą.

 

Tinklas turi būti skaičiuojamas tokiems režimams:

Maksimalios apkrovos režimui;

Minimalios apkrovos režimui;

Sunkiasniam poavariniam režimui.

 

Užduoties analizė

 

Pagal Lietuvos energetikos plėtros planą 2012 – 2021 m numatoma rekonstruoti esamų 110 kV pastočių (TP) rekonstravimo planus, siekiama mažiausiai investicijomis išlaikyti patikimumo lygį didžiausiam vartotojų kiekiui. 2010 m. “Litgrid” parengė 110 kV transformatorių pastočių būklės įvertinimo ir rekonstravimo apimčių nustatymo metodiką, kuri leidžia įvertinti 110 kV pastočių įrangos būklę ir funkcionalumą, rekonstrukcijos ekonominį efektyvumą, pastočių perduodamos elektros energijos kiekį, pastočių plėtros poreikį. Pagrindinis kriterijus, rodantis, jog pastotę reikia rekonstruoti, yra jos įrenginių būklės vertinimas – daugiau balų reiškia blogesnę pastotės būklę (1.4 pav).

1.4 pav. 110 kV TP pirminių įrenginių būklės įvertinimas

 

Optimaliai 110 kV perdavimo tinklo būklei palaikyti per 2012-2021 m. rekomenduojama kasmet rekonstruoti po 5-6 transformatorių pastotes. Planuojama, jog per 2012-2021 m. Vilniaus regione bus rekonstruojama iki 20 TP, Kauno – 15 TP, Klaipėdos – 13 TP, Šiaulių – 12 TP ir Utenos – 11 TP.

„Litgrid“ vykdo techninės modernizacijos politiką, kuria siekiama, kad iki 2020 metų 75 proc. nuotolinių perdavimo tinklo įrenginių būtų valdomi automatizuotai. Rekonstruojant 110 kV pastotes, seni įrenginiai keičiami naujais, įdiegiamos modernios relinės apsaugos ir automatikos, komercinės apskaitos sistemos.

Elektros energijos poreikio statistika ir prognozė 2001-2021 m. rodo tolygų elektros energijos suvartojimo didėjimą, tačiau dalis 110/35/10 kV pastočių nėra apkrautos ir naudojamos neoptimaliai. Atlikus techninį-ekonominį tinklo optimizavimo tyrimą, nuspręsta atsisakyti dviejų 110 kV pastočių – Stakių 110/10 kV ir Karjero 110/6 kV, elektros tiekimą vartotojams užtikrinant per 10 kV tinklą nuo gretimų 110 kV pastočių.

Atnaujinant elektros perdavimo linijas, keičiamos atramos, izoliatoriai, dalis laidų, apsauginis trosas keičiamas į trosą su optiniu kabeliu. Senstant linijų konstrukcijoms, po 30 metų eksploatacijos sparčiai didėja gelžbetonių atramų, apsaugos nuo perkūnijos trosų ir izoliatorių defektų skaičius, kasmet didėja remonto darbų apimtys. Senstant izoliacijai, didėja atsijungimų skaičius dėl girliandų perdengimų, todėl keičiami arba montuojami papildomi izoliatoriai.

Projektuojamasis tinklas nėra nutolęs dideliais atstumais, visos pastotės sujungtos žiedu kurio bendras linijos ilgis yra 37,16km. Būtina atsižvelgti į tiekimo patikimumo, kokybės, efektyvumo, vartojimo, vadybos, aplinkos apsaugos reikalavimus bei į perdavimo tinklų vartotojų poreikiu. Projektuojamas tinklas turi būti įvertintas nemažesniam laikui kaip 10 metų pletros perspektyvoms, elektros nuostolių mažinimo galimybėms numatyti elektros tinklo išjungimo remontui laikotarpiui galimybę, avarinius ir veikimo riežimus po avarijos. Tiesiant nauja 110 kV linijas miestuose ar gyvenvietėse, privaloma atsižvelgti į esamą infrastruktūrą. Jei dėl statinių ar inžinerinių sprendinių nebėra vietos oro linijų apsaugos zonoms, tiesiamos požeminės kabelių linijos. Kitais atvejais oro linijos keičiamos kabelių linijomis tik finansuojant iniciatoriams. Įvertinti didžiausias vartotojų apkrovas.

 

Siūlomi techniniai elektros tinklo sprendiniai

Linijoms naudojami izoliuotieji 50-240 mm2 skerspjūvio laidai, pritvirtinti pavieniui prie smaiginių arba kabamųjų izoliatorių kaip ir neizoliuotieji laidai izoliuotųjų laidų linijoms gaminami specialūs smaiginiai izoliatoriai tarpiniam tvirtinimui. Pririšimas turi išlaikyti numatomus laidų įlinkius ir neleisti laidui iškristi iš griovelio, kai jis pašoka, staiga atitrūkus apšalui. Tačiau turi leisti išslysti nutrūkusiam laidui. Tarpinis pririšimas atliekamas nenuimant izoliacijos nuo laido. Izoliatorius su grioveliu galvutėje puikiai tinka ir neizoliuotųjų laidų linijoms. Atitolintam laido tvirtinimui naudojami kabamieji izoliatoriai. Atitolintas varžlankis tvirtinamas prie laido, prieš tai nuėmus izoliaciją. Vietose, kur nuimama izoliacija, t. y. prie atitolinančių varžlankių ir sąvaržų, reikia ją vėliau atgaminti. Paprastai apvyniojama lipnia izoliacine juosta, kurios bendras sluoksnio storis ne mažesnis kaip 3 mm. Ant viršaus užvyniojama speciali juosta, atspari atmosferos poveikiui, arba užmaunamas susitraukiantis vamzdelis.

Oro linijų laidai turi būti ne tik didelio laidžio, bet ir pasižymėti dideliu mechaniniu atsparumu, didesniu negu instaliacijos laidų arba kabelių. Todėl naudojamas kietasis aliuminis ir kietasis varis. Metalurgijos gamykloje sukietinti laidai turi didesnį mechaninį atsparumą, tačiau šiek tiek mažesnį laidi. Oro linijų laidai ir jų sujungimai turi būti atsparūs besikeičiančioms klimato sąlygoms ir užterštai miesto arba pramonės atmosferai. Oro linijų laidams sujungti naudojama ši armatūra:

gnybtai (jungiamieji gnybtai), kurie turi elektriškai sujungti laidus ir užtikrinti kuo mažesnę kontaktų varžą;

varžlankiai (tempiamieji gnybtai), kurie turi mechaniškai sujungti tempiamus laidus, taigi užtikrinti atitinkamą mechaninį sujungimo atsparumą;

sąvaržos, kurios turi elektriškai ir mechaniškai sujungti laidus, t. y. įvykdyti reikalavimus, keliamus ir gnybtams, ir varžlankiams.

Darbai pradedami nužymint linijos trasą, t. y. projekte nurodytos atskirų atramų pastatymo vietos pažymimos vietovėje.

Jei būtų didinamas tarpatramio ilgis, tai vis didėtų ir laido, kurio skaičiuojamasis įtempimas pastovus, įlinkis. Tiesiant tokią liniją, reikėtų mažiau atramų ir izoliatorių, tačiau atramos turėtų būti aukštesnės ir galinčios atlaikyti didesnes jėgas, todėl brangesnės. Turi būti parenkama taip tarpatramių ilgį ir linijos trasą, kad išlaidos būtų mažiausios.

Laidų tempimo jėgą atlaiko abiejuose linijos galuose esančios galinės atramos ir inkarinės atramos, išdėstytos kas keli arba keliolika tarpatramių ir privalančios lokalizuoti mechaninius gedimus. Laidų tempimo jėgą perima ir kampinės atramos, paprastai statomos kai linija daro didesnį negu 5° posūkį (mažesniuose posūkiuose pakanka tarpinių atramų). Linijos atsišakojimo vietose statomos atšakinės atramos, kuriose sujungiami pagrindinės ir vienos ar kelių atšakinių linijų laidai.

Kiekviena atrama turi išlaikyti savo svorį (kartu su izoliatorių ir kitos įrangos svoriu), laidų su apšalu svorį, taip pat vėjo slėgį į atramą ir laidus statmenai trasos krypčiai. Projektuojant atramų profilį ir atsparumą, įvertinamos ir apkrovos, atsirandančios tiesiant liniją (montažinės apkrovos) ir ją eksploatuojant, ypač atliekant darbus, kai yra įtampa laido įtempimas nėra pastovus dydis, jis keičiasi kintant temperatūrai. Krentant temperatūrai, laidas trumpėja, o tempimo jėga ir laido įtempimas didėja. Didžiausias laido įtempimas atsiranda arba esant žemiausiai skaičiuojamajai aplinkos temperatūrai (-25 °C), (arba esant apšalui) ir temperatūrai -5 °C. Tokiomis atmosferinėmis sąlygomis linijos netiesiamos. Esant kitokiai temperatūrai, reikia parinkti tokį laido įtempimą ir tokią laido tempimo jėgą, kad labiausiai nepalankiomis sąlygomis laido įtempimas pasiektų skaičiuojamojo įtempimo vertę. Todėl reikia žinoti laido įtempimo priklausomybę nuo temperatūros.

Inkarinės, kampinės ir sankirtų atramos būtų pastatytos tiksliai numatytose vietose ir kad ten, kur eina tiesi trasa, atramos būtų vienoje ašyje, t. y. kad viena kitą dengtų. Jei tarpatramiai ilgi, aukštosios įtampos linijų trasos nužymimos naudojant teodolitą; jei tarpatramiai neilgi, užtenka žiūrono. Žymint linijos trasą, atramų statymo vietos pažymimos laikinais stulpeliais. Nužymėjus linijos trasą, statomos atramos.

Pastačius atramas, linijos tempimo sekcijose pradedami uždėti ir įtempti laidai. Sekcijos pradžioje ant gembių uždedamas būgnas su laidu; laidą reikia vynioti nuo viršaus, o būgnas turi laisvai suktis. Išvyniojant laido negalima vilkti žeme. Todėl jį reikia stipriai įtempti, o būgną su laidu stabdyti papildomu stabdymo būgnu. Kad būtų galima išlaikyti tempiamo laido galą, naudojama montažinė kojinė.

 

2. TIRIAMOJI PROJEKTINĖ DALIS 2.1. Scheminiai sprendimai

Šioje dalyje aptariama elektros tinklo linijų sujungimo schemos sudarymas, įtampos parinkimas, laidininkų skerspjūvių parinkimas, galios transformatorių ir pastočių skirstyklų schemos parinkimas

 

2.1.1. Elektros linijų sujungimo schemos sudarymas, įtampos parinkimas

 

Suprojektuoti perdavimo tinklą, skirtą elektros tiekimui naujiems apkrovos mazgams Sa1, Sa2, Sa3 iš mazginės 330/110 kV įtampos transformatorių pastotės, parametrus. Apkrovos mazgų išdėstymas maitinimo centro atžvilgiu ir mazgų skaičiuojamos apkrovos pateiktos 1.1. pav. Mazgų apkrovą sudaro I, II, III grupės vartotojai. Maksimalios apkrovos panaudojimo trukmė TMAX = 5500 val.

Tam, kad parinktume optimalų tinklą, sudaromos kelios schemos pagal spindulinį arba magistralinį ir kelios schemos pagal uždarajį tinklą. Siūlomos tinklo schemas pateiktos 2.1. paveiksle.

2.1. pav. Siūlomų tinklo schemų variantai

 

2.1. lentelė. Siūlomų tinklo shemų inijų ilgių skaičiavimai

Variantas Linijų suminis ilgis Tinklo pobūdis
A
B
C
D
E

 

Pagal oro linijų suminį ilgį ekonomiškai tikslinga yra žiedinio tinklo schema.

 

2.2. pav. Žiedinio tinklo principinė schema (a) ir jos keitimas dvipusio maitinimo linija (b).

 

Elektros tinklo vardinės įtampos parinkimas

Elektros linijos vardinė įtampa nusakoma linijos ilgiu ir linija perduodama galia. Linijų ilgiai yra žinomi. Galios srautų pasiskirstymą tinkle rasime priimant, kad tinklas yra homogeninis. Žiedinis tinklas keičiamas dvipusio maitinimo linija (2.2. pav.)

Galia dvipusio maitinimo linijos ruožuose:

 

 

Kadangi maitinimo centre įtampos yra 110 ir 330 kV, numatoma perdavimo tinklui parinkti viena iš šių įtampų. Tinklo įtampai parinkti naudojama Stillo formulė:

 

Akivaizdu, kad projaktuojamam tinklui būtina naudoti 110kV įtampą\

 

2.1.2. Oro linijų laidininkų skerspjūvių parinkimas ir patikrinimas

 

Oro linijų laido skerspjūviai bus parenkami pagal ekonomiškąjį srovės tankį. Šiuo metu ekonomiškasis srovės tankis oro linijoms, kurių Tmax nuo 3000 iki 5000 val. Ir išpildytomis plieno aliuminio laidais priimamas lygus 0,9-1,1 A/mm2. Žinant galios srautus linijomis nustatoma linijos skaičiuojamoji reikšmė pagal formulę: ir toliau skaičiuojamas laidininkų skerspjūvis: . Pilnutinės linijos A-2 galia ir srovė sudaro:

Visų linijų skaičiavimų rezultatai pateikti 2.2. lentelėje.

 

2.2. lentelė. Oro linijų skerspjūvių parinkimo lentelė

Linija Galios srautas MVA Linijos apkrovos srautas A Jek A/mm2 F mm2 Siūlomi laidininkų skerspjūviai
A-2 35,8 209,0 0.9-1.1 209 AS-185
2-1 6,5 48,8 0.9-1.1 48,8 AS-70
1-3 15,8 140,3 0.9-1.1 140,3 AS-120
3-B 28,6 199,4 0.9-1.1 199,4 AS-185

 

Parinkti skerspjūviai tikrinami pagal techninius apribojimus.

110 kV oro linijoms pagal vainikinio išlydžio sąlygą mažiausias plieninio-aliuminio laido skersmuo sudaro 11,4 mm (laidas AS-70). Vadinasi oro linijai 21 turi būti parinktas laidas AS-70.

Mechaninio atsparumo sąlygą tenkina visi parinkti OL laidų skerspjūviai, nes minimalus skerspjūvis, pagal mechaninio atsparumo sąlygą, sudaro 35 mm2

 

2.3. lentelė. Ilgalaikė leistinoji srovė parinktiems skerspjūviams

Laido tipas Leistinoji srovė pasirinktiems skerspjuvems
AS70
AS120
AS185

 

Mechaninio atsparumo sąlygą tenkina visi parinkti OL laidų skerspjūviai.

 

Parinktų laidų patikrą pagal įšilimo sąlygą (ilgalaikę įšilimo srovę) atliksime dviem režimais:

Avarinis arba planinis linijos pradinio ruožo A-2 atjungimas

Avarinis arba planinis linijos pradinio ruožo 3-B atjungimas

 

Atjungus pradinį ruožą A-2, likusių dirbti linijų galių srautai ir srovės bus lygios:

 

2.3. pav. linijos pradinio ruožo A-2 atjungimas

 

 

Atjungus pradinį ruožą B-3, likusių dirbti linijų galių srautai ir srovės bus lygios:

2.4. pav. linijos pradinio ruožo B-3 atjungimas

 

 

2.4. lentelė. Parinktų laidų patikra pagal įšilimo sąlygą

A-1 atjungimas B-3 atjungimas
B-3 3-1 1-2 A-2 2-1 1-3
64,1 51,5 41,2 64,1 34 12,8
336,4 270,3 216,4 336,4 178,5 67,2
AS185 AS120 AS70 AS185 AS70 AS120
510 390 265 510 390 265
tinka tinka tinka tinka tinka tinka

 

2.5. lentelė. Oro linijų parametrai

Linija Laidas

L

km

R

X

MVAr

A-2 AS185 0.17 0.415 2.82 8,48 1,44 3,52 23,9 0,28
2-1 AS70 0.46 0.433 2.62 10 4,6 4,33 26,2 0,32
1-3 AS120 0.27 0.416 2.74 14,4 3,89 5,99 39,5 0,48
3-B AS185 0.17 0.415 2.82 4,28 0,73 1,78 12,1 0,15

 

Transformatorių galios ir galios pastočių skirstyklų schemos parinkimas

 

Tinklo pastotes numatoma išpildyti: atviras. Parenkamos 110kV įtampos pusėje schemos naudojant SF-6 dujomis užpildytus jungtuvus, 10kV pusėje numatome naudoti vakuuminį jungtuvą. Bet kokios įtampos skirstyklos schema parenkama atsižvelgent i tinklo pastočių sujungimo schemą, vartotojų kategoriją, tranzitinių galių srautų perdavimo galimybę, normalų ir poavarinį režimą, poavaringumo lygį.

Kadandi pastočių apkrovos sudaro visų trijų patyikimumo grupių vartotojai, tai pastotėse numatoma įrengti po du galio transformatorius.

TP1 pastotėje naudosime „H“ tipo schema (2.5.pav).

2.5. pav. „H“ tipo schema su jungtuvais transformatorių ir linijų grandinėse

 

Shemos privalumai:

Atsijungiant linijai išlieka veikti abu pastotės transformatoriai;

Atsijungiant transformatoriui – išlieka tranzitas per pastotę

Pastotės schema lengviausiai transformuojama į mazginę pastotę.

Shemos trukumai:

Brangesnė už „tiltelio“ schemą.

 

TP2 ir TP3 pastotėse naudosime „TT“ tipo schemą (2.6.pav).

 

2

2.6. pav. „Tiltelio“ schema su jungtuvais transformatorių grandinėse.

Shemos privalumai:

Ekonomiškiausia investicijų požiūriu;

Atjungiant transformatorių, nunutrūksta tranzitas per pastotę;

Galima atjungti vieną transformatorių mažų apkrovų metu.

Shemos trukumai:

Atsijungiant linijai, atjungiamas vienas iš pastotės transformatorių.

 

Transformatorių galia parenkama pagal sąlygą:

Pastočių pilnutinės apkrovos:

 

Transformatorių pilnutinės galios:

Parenkamas transformatorius TDN 16000/110;

Parenkamas transformatorius TRDN 25000/110;

Parenkamas transformatorius TDN 10000/110.

 

2.6. lentelė. Galios transformatorių parametrai

Transformatorius
TRDN-25000/110 25000 115 10,5 27 120 10.5 0.7 175 2.54 55.9
TDN-16000/110 16000 115 11 19 85 10.5 0.7 112 4.38 86.7
TDN-10000/110 10000 115 11 14 60 10.5 0.7 70 7.95 139

 

Būtina pastebėti, kad transformatorius TRDN-2500/110 gaminamas su skelta žemosios įtampos apvija. Varžos ir apskaičiuotos, kai skeltos apvijos dirba lygiagrečiai. Esant nelygegrečiam šių apvijų darbui kiekvienos skeltos apvijos varža bus du kartus didesnė t.y.

Parinkus tinklo vardinę įtampą, oro linijų laidų skerspjūvį ir galios transformatorių galią pastotėse sudaroma principinė tinklo schema (2.7.pav.).

 

2.7.pav. Elektros tinklo principinė schema

 

Elektrotechniniai skaičiavimai 2.2.1. Tinklo pastočių redukuotojų ir skaičiuojamųjų apkrovų nustatymas

 

Elektros tinklo schemos (2.7.pav.) TP1 pastotės (mazgo) atstojamoji schema yra pateikta 2.8. pav.

2.8.pav. Elektros tinklo pirmojo mazgo atstojamoji schema

 

Skaičiuojamosios apkrovos nustatytos priimant, kad pastotėse transformatoriai dirba lygiagrečiai. Tuomet 1-ojo mazgo skaičiuojamoji apkrova nustatoma taip:

Analogiškai nustatome 2-ojo ir 3-ojo mazgų skaičuojamosios apkrovos. Skaičiavimų rezultatai pateikti 2.6. lentelėje.

 

2.6. lentelė. Mazgų skaičiuojamosios apkrovos

Mazgas Psk. MW Qsk. MVar
1 15,1 16,3
2 30,2 12,1
3 10,1 8,7

 

Po to, kai nustatytos mazgų skaičiuojamosios apkrovos, sudaroma elektros tinklo atstojamoji schema (2.9.pav.)

 

2.9.pav. Elektros tinklo atstojamoji schema

 

2.2.2. Elektros tinklo nusistovėjusio rėžimo skaičiavimas

Nusistovėjusio rėžimo skaičiavimo metu nustatomas:

Tikslus galios srautų pasiskyrstymas tinkle.

Įtampų lygiai elektros tinklo mazguose, kad įvertinant įtampos reguliavimo būtinumą.

Preliminarinis galios srautų pasiskirstymas tinkle nustatomas neįvertinant galios nuostolių. Galios srautai linijose A-2, B-3 nustatomi pagal formules:

 

Ar teisingai apskaičiuoti galios srautai linijomis A-2 ir B-3 nustatysime atlikę patikrinimą:

Patikros sąlyga išpildoma, vadinasi galios srautai dvipusio maitinimo linijos pradiniuose ruožuose yra apskaičuoti teisingai. Kitų ruožų galios srautai nustatomi taikant pirmąjį Kirchhofo dėsnį:

2.9. pav. matome, kad 2-as mazgas yra galių subegimo taškas. Toliau žiedinis tinklas sąlygiškai dalinamas per galių subėgimo tašką į du atvirus tinklus (2.10. pav.)

2.10.pav. Žiedinio tinklo schemos dalijimas į dvi spindulines (atviras) schemas

 

Dviejų atvirų tinklų skaičuotė atliekama dviem etapais:

Pirmame etape, atliekamas patikslintas galios srautų skaičiavimas linijoms, priimant UN = 110 kV. Nuodugniai išnagrinėsime tinklo A-1 skaičiavimo eigą.

Galia linijos ruožo 2-1 gale:

Galios nuostoliai linijoje 2-1:

Galia linijos pradžioje 2-1:

Galia linijos A-2 gale nustatoma remiantis pirmuoju Kirchhofo dėsniu:

Galios nuostoliai linijoje A-2 sudaro:

Galia linijos A-2 pradžioje:

Galia pareikalaujama iš A šaltinio:

Analogiškai atliekamas tinklo B-2 skaičuotės etapas:-15

Antrame etape, atliekama įtampų skaičuotė tinklo mazguose. Tegul įtampa maitinimo centre (mazginės pastotės 110 kV įtampos šynose) maksimalios apkrovos metu yra lygi UA=UB=114 kV

Įtampos kritimas linijoje A-2:

Įtampos modulis 2-ame mazge:

Įtampa 2-ame mazge įvertinant tik išikginės įtampos kritimo dedamosios įtaka 110 kV tinkle yra nežymi (112,391 kV ≈ 112,4 kV). Siekiant supaprastinti skaičiavimus, toliau bus vertinama išilginė įtampos kritimo dedamoji, vadinama įtampos nuotoliais.

Įtampos nuostoliai linijoje 2-1 bus lygūs:

Antrojo mazgo apkrova:

Analogiškai atliekamas antras skaičuotės etapas B-3 tinklui. Šiuo atvėju įtampos nuostoliai ir mazgų įtampos sudaro

Nedidelis įtampų skirtumas 1-ame mazge skaičiuojant iš taško A ir B šaltinių pusių paaiškinamas tuo, kad neivertinama skersinė įtampos kritimo dedamoji bei skaičiavimuose apsiribojima viena iteracija. Toliau skaičuojant 2 mazgo įtampą bus priimama

 

Skaičiavimai atlikti su kompiuterine programa:

Maksimalus režimas

MAZGU I T A M P O S (KV) IR A P K R O V O S PO 16 ITERACIJU

NR Umodulis Ureali Umenama P(. . .

. Tarpatramio kabelio įlinkis

 

Laido ilgis tarpatramyje:

Laido įsvyrimas esant aukščiausiai temperatūrai

Randami įtempimai ir laido įsvyrimai esant apšalui

 

Linijos statybai būtinos atramos. Linijai numatoma tarpinis atramas naudoti gelžbetonines, inkarines – metalines. Specifikacija sudaryta linija A – 2, tarpatramiai statomi kas – 265 metro.

2.8. lentelė. Linujos A-2 specifikacija.

Specifikacija sudaryta linija A – 2
Atramos pavadinimas Markė Kiekis
Tarpinė PB 110-5 20
Inkarinė P 110-5 13

 

TECHNINIAI – EKONOMINIAI RODIKLIAI Vieno transformatoriaus pastotėse atjungimo galimybės nustatymas

110kV pastotėse įrengti po du galios transformatorius. Sumažėjus pastotės apkrovai, nuostolius galima sumažinti atjungus vieną transformatorių. Kad galėtume atjungti vieną transformatorių nustatysime apkrovą, kuriai esant tai bus galima gtai padaryti.

 

Apkrova, kuriai esant bus galima atjungti vieną iš transformatorių esančių transformatorinėje pastotėse TP2 ir TP3:

Vieną transformatorių pastotėje TP-2 galima atjungti kai apkrova mažesnė arba lygi 16MVA.

Vieną transformatorių pastotėje TP-3 galima atjungti kai apkrova mažesnė arba lygi 6,5MVA.

 

Elektros tinklo ekonominio efektyvumo nustatymas

Elektros tinklo ekonomiškumą įvertinsime pagal galios ir energijos nuostolių dydį. Suminiai aktyviosios galios nuostoliai tinkle nustatomi taip kaip skirtumas tasrp aktyviosios galios patenkančios į tinklą ir apkrovų aktyviosios galios.

Aktyvioji galia pareikalaujama iš maitinimo šaltinio nusistovėjusio režimo metu:

Suminė apkrovų galia:

Suminiai aktyviosios galios nuostoliai:

Suminiai galios nuostoliai sąlygiškai skirstomi į kintamuosius ir pastoviuosius Pastovieji nuostoliai arba nuostoliai transformatorių šerdyse sudaro:

Kitų suminių nuostolių dalis – tai kintamieji nuostoliai linijų ir transformatorių aktyviosiose varžose:

Matome, kad pagrindinę dalį suminių nuostolių (96 – 97%) sudaro kintamieji nuostoliai.

Kasmetiniai elektros energijos nuostoliai:

 

Maksimalių nuostolių laikas nustatomas taip:

Kasmetinių nuostolių procentas:

 

Gautų skaičiavimo rezultatų analizė

Gautų rezultatų analizė pateikta 2.9. lentelėje.

Rodiklio pavadinimas Mato vnt. Rodiklio vertė
km 37,16
vnt 3
MVA 64,1
MW 55
MW 33
% 3,7
%
%
kV 115÷ 113,7
kV 115 ÷ 110,6
vnt 57
vnt 143

 

IŠVADOS

Išanalizavus tiriamojo objekto padėties charakteristikas, nustatyta, kad būtina suprojektuoti elektros tinklą, kuris atitiktų keliamus patikimumo, elektros kokybės reikalavimus ir apsaugos nuo elektros taisykles, tenkintų keliamus vartotojų reikalavimus, atitiktų ekonominius aspektus ir būtų patikimas ir kokybiškas ilgalaikiam eksploatavimui.

Nustatyta, kad žiedinis elektros perdavimo tinklas yra ekonomiškiausias. Pastotėse numatoma įrengti po du galio transformatorius. TP1 pastotėje parinkta „H“ tipo schemą, o TP3 ir TP2 patotėse „TT“ tipo schemas.

Apskaičiavus įtampos apkrovas normaliam rėžimui, nustatyta, kad dižiausia apkrova pastotėse yra 114.6087kV, o didžiausi nuostoliai avarijai įvykus A-2 linijoje: mazgo apkrova 56.46001 MW IR 34.262 MVar, nuostoliai 1.460003 MW IR 1.261997 MVar.

Parinktos gelžbetoninės P 110-5 tipo ir inkarinės PB 110-5 tipo atramos.

Nustatyta, kad, atjungti vieną transformatorių patotėje esant mažam apkrautumui galima TP2 ir TP3 pastotėse. Numatyta, kad kasmetinių nuostoliai A-2 linijoje sudaro 2,75%.

 

DARBE NAUDOTŲ INFORMACIJOS ŠALTINIŲ SĄRAŠAS

 

Bačauskas A., Grėblikas P. Elektros tinklų projektavimas ir eksploatacija. Paskaitų konspektas. Vilnius, 1983.

Bačauskas A., Grėblikas P., Kaulakis L. Elektros sistemos ir tinklai. Paskaitų konspektas. Vilnius, 1979.

Cправочник пo проектированию электрических сестей. Под редакцией Д Л Файбисовича. Москва, 2008.

EI-Hawary M. E. Electric Power Systems: Design and Analysis. Rev. printing. IEEE Press, 1995.

Elektros įrenginių eksploatavimo saugos taisyklės. Vilnius, 2010.

Elektros įrenginių įrengimo bendrosios taisyklės. Vilnius, 2011.

Elektros linijų ir instaliacijos taisyklės. Vilnius, 2011.

Skirstyklų ir pastočių elektros įrenginių įrengimo taisyklės. Vilnius, 2011.

V. Miškinis, A. Razma. Aukštos įtampos įrenginiai. Zinynas.LEMTD ind. Įm. „Energetika”, 2003.

Лычев П.B., Федин B.T., Поспелов Г.E. Электрические системы и сети. Учебник:Минск, Ул „Технопринт „-2004.

 

DARBO PRIEDAI

 

Join the Conversation

×
×