Elektros tinklų kursinis projektas

2094 0

TURINYS

Darbo užduotis..............................2

1. Skaičiuojamoji dalis..............................3

1.1. Projektuojamo elektros tinklo variantų sudarymas, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus........................3

1.2. Tinklo vardinių įtampų parinkimas.......................4

1.3. Numatomų transformatorių pagrindinių techninių parametrų ir įtampos nuostolių skaičiavimas..............................4

1.4. Apytikslis sudarytų elektros tinklo schemų srautų skaičiavimas........6

1.5. Linijų laidų parinkimas ir patikrinimas.....................8

1.6. Galios ir energijos nuostolių oro linijose ir transformatoriuose skaičiavimas ..............................17

1.7. Elektros tinklo variantų ekonominė analizė...................20

1.8. Tikslus 1 varianto tinklo skaičiavimas.....................24

1.9. Įtampos reguliavimo skaičiavimas maksimaliam ir minimaliam režimams..31

2. Grafinė dalis

2.1. Įrenginių ir medžiagų specifikacija

2.2. Principinė elektrinių sujungimų schema

2.3. Skaičiuojamoji schema

Darbo užduotis

Pagal pateiktą situacijos planą ir vartotojų duomenis suprojektuoti rajoninį elektros tinklą. 10kV vartotojams elektros energija tiekti iš 3330/110/35 kV įtampos rajoninės pastotės. Vartotojų ir rajoninės pastotės duomenys nurodomi užduotyje.

Projekto turinys:

1. Skaičiuojamoji dalis

1.1 Sudaryti du elektros projektuojamo elektros tinklo variantus, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus.

1.2 Parinkti tinklo vardines įtampas.

1.3 Parinkti pastočių transformatorius, apskaičiuoti jų varžas, įtampos ir galios nuostolius.

1.4 Apskaičiuoti srautų pasiskirstymą, nevertinant galios bei įtampos nuostolių.

1.5 Parinkti ir patikrinti aukštosios įtampos oro linijų laidus.

1.6 Apskaičiuoti oro linijų ir transformatorių galios ir energijos nuostolius.

1.7 Esamosios vertės ir eksploatacinių sąnaudų metodais atlikti ekonominius tinklo variantų skaičiavimus ir nustatyti ekonomiškesnį.

1.8 Atlikti ekonomiškesnio varianto tikslų srautų pasiskirstymo skaičiavimą.

1.9 Naudojant priešpriešinį įttampos reguliavimą parinkti maksimalaus ir minimalaus darbo režimų transformatorių darbines atšakas.

1.10 Sudaryti įrenginių ir medžiagų specifikaciją.

2.Grafinė dalis

1. Ekonomiškesnio elektros tinklo principinė elektrinių sujungimų schema.

2. Elektros tinklo skaičiuojamoji schema su tiksliomis įtampų ir galių vertėmis linijų pradžioje ir galuose.

Projekto duomenys

28 variantas

Vartotojas Koordinatės Pmax Qmax Pmin Qmin Tmax

x, km y, km MW Mvar MW Mvar h

1 25 36 9 5 7 3 3400

2 28 18 14 10 10 4 1830

3 9 14 25 15 12 7 2940

4 17 37 15 9 11 7 3460

5 18 10 29 14 11 7 2180

330/110/35 kV raj. pa

astotės koordinatės: x = 20 km ir y = 12 km. Didžiausios galios vartotojas yra pirmosios kategorijos, mažiausios galios – trečiosios, kiti – antrosios kategorijos vartotojai.

1.1 . Projektuojamo elektros tinklo variantų sudarymas, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus

Pastotę pažymėję „P“, sudarome du elektros tinklo variantus:

1 pav. Projektuojamo elektros tinklo variantai.

5 vartotoją priskiriame I-ai, 1 – III-čiai , likusius – II kategorijai.

Apskaičiuojame linijų ilgius:

km

Analogiškai apskaičiuojame ir kitų linijų ilgius. Skaičiavimų rezultatus surašome į 1 lentelę:

1 lentelė. Linijų ilgiai.

Linija P-5 5-3 P-3 P-2 P-4 2-4 2-1

Atstumai, km 2.828 9.849 11.180 10.000 25.179 21.954 18.248

1.2 . Tinklo vardinių įtampų parinkimas

Žemesnės vardinės įtampos tinklų įrengimas būna pigesnis, bet juose didesni energijos nuostoliai. Vartotojams parenkame maitinančių linijų įtampą 110 kV. Vardinės įtampos parinktos iš ekonomiškai tikslingų įtampų lentelės. Įtampas rajoninėje pastotėje laikome UA=115 .

P.s. 1 ir 5 vartotojams būtų galima parinkti ir 35 kV maitinančią įtampą, tačiau esant tokiam vartotojų išdėstymui, tai būtų ekonomiškai nenaudinga.

1.3 . Numatomų transformatorių pagrindinių techninių parametrų ir įttampos nuostolių skaičiavimas

Skaičiuojame vartotojų galias:

MVA

Analogiškai skaičiuojame ir kitų vartotojų galias. Skaičiavimų rezultatus surašome į 2 lentelę:

2 lentelė. Vartotojų galios minimaliame ir maksimaliame režimuose.

Vartotojas Smax, MVA Smin, MVA Kategorija

1 10.296 7.616 3

2 17.205 10.770 2

3 29.155 13.892 2

4 17.493 13.038 2

5 32.202 13.038 1

Pastotėse parenkame po 2 transformatorius, kad būtų užtikrintas patikimas elektros energijos tiekimas, išskyrus I I I kategorijos vartotoją, kuriam parenkame tik 1 transformatorių .

Kai pastotėje 1 transformatorius :

Kai pastotėje 2 transformatoriai, skaičiuojame taip:

MVA

Skaičiavimų rezultatus surašome į 3 lentelės 2 stulpelį. Pagal maksimalią galią žinynuose parenkame transformatorius. Parinktų transformatorių markes ir jų duomenis surašome į 3 lentelę:

3 lentelė. Parinkti transformatoriai ir jų parametrai.

Vartotojas ST Transformato-riaus tipas SNT UN UŽ ΔP0 ΔPk Uk I0

MVA MVA kV kV kW kW % %

1 10,296 TДH – 16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

2 12,289 2xTДH – 16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

3 20,825 2xTPДH -25000/110 25 115 10,5 31,5 121 10,5 0.75

4 12,495 2xTДH -16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

5 23,002 2xTPДH -25000/110 25 115 10,5 31,5 121 10,5 0,75

Norėdami ap

pskaičiuoti įtampos ir galios nuostolius transformatoriuose, turime apskaičiuoti jų varžas:







Analogiškai apskaičiuojame ir kitų transformatorių kompleksines varžas. Skaičiavimų rezultatus surašome į 4 lentelę:

4 lentelė. Transformatorių varžos.

Vartotojas Transformato-riaus tipas SNT RT XT ZT

MVA Ω Ω Ω

1 TДH – 16000/110 16 4,649 86,789 4,649+j86,789

2 2xTДH – 16000/110 16 4,649 86,789 2,325+j43,395

3 2xTPДH -25000/110 25 2,560 55,545 1,28+j27,773

4 2xTДH -16000/110 16 4,649 86,789 2,325+j43,395

5 2xTPДH -25000/110 25 2,560 55,545 1,28+j27,773

Įtampos nuostolių verčių skaičiavimas

Apskaičiuojame įtampos kritimą transformatoriuose, nevertindami galios nuostolių. Galios nuostolius apskaičiuosime 1.6 punkte:

kV

kV

kV

Analogiškai apskaičiuojame ir kitas įtampos nuostolių vertes maksimaliame ir minimaliuose režimuose. Skaičiavimų rezultatus surašome į 5 lentelę.

5 lentelė. Įtapos nuostoliai transformatoriuose maksimaliame ir minimaliuose režimuose.

Vartotojas SNT, Transformato-riaus tipas UN Maksimalus režimas Minimalus režimas

∆U’T ∆U”T ΔU ∆U’T ∆U”T ΔU

MVA kV MW MVar kV MW MVar kV

1 16 TДH – 16000/110 115 4,137 6,590 3,948 2,547 5,162 2,431

2 16 2xTДH – 16000/110 115 8,113 10,161 7,664 3,423 7,385 3,186

3 25 2xTPДH -25000/110 115 7,802 11,741 7,202 3,648 5,640 3,510

4 16 2xTДH -16000/110 115 7,399 10,956 6,877 5,728 8,019 5,448

5 25 2xTPДH -25000/110 115 7,408 13,695 6,592 3,626 5,157 3,510

1.4. Apytikslis sudarytų elektros tinklo schemų srautų skaičiavimas

Pradžioje nubrėžiame schemas, po to skaičiuojame srautus maksimaliame režime ir schemose surašome srautų pasiskirstimą.

1 variantas

2 pav. Srautų pasiskirstymas tinkle (1 variantas).

MVA

MVA

MVA

MVA

MVA

Skaičiavimų duomenis surašome į 6 lentelę.

6 lentelė. Srautų pasiskirstymas linijose (1 variantas).

Linija P-5 5-3 P-2 P-4 2-1

Ilgis, km 2×2.828 2×9.849 2×10.000 2×25.179 18.248

S, MVA 54+j29 25+j15 23+j15 15+j9 9+j5

2 variantas

Tam, kad galėtume apskaičiuoti kaip pasiskirstę srautai tinkle, kerpame kilpas P-5-3-P ir P-4-2-P taške P.

3 pav. Srautų pasiskirstymas tinkle (2 variantas).

Kilpa P-5-3-P

=37.278+j19.37 MVA

=16.722+j9.63 MVA

16.722+j9.63-(25+j15)=-8.278-j5.37 MVA

37.278+j19.37-(29+j14) = 8.278+j5.37 MVA

Tikriname ar srautų suma, ištekančių iš šaltinių, iki pirmos apkrovos lygi visų apkrovos mazgų sumai:

37.278+j19.37+16.722+j9.63=29+j14+25+j15 MVA

54+j29=54+j29 MVA

Kilpa P-2-4-P

MVA

MVA

= 25.585+j16.341 MVA

= 12.415+j7.659 MVA

25.585+j16.341-(23+j15)=2.585+j1.341 MVA

12.415+j7.659-(15+j9)=-2.585-j1.341 MVA

Tikriname ar srautų suma, ištekančių iš šaltinių, iki pirmos apkrovos lygi visų apkrovos mazgų sumai:

25.585+j16.341+12.415+j7.659=23+j15+15+j9 MVA

38+j24=38+j24 MVA

Skaičiavimų duomenis surašome į 6 lentelę.

6 lentelė. Srautų pasiskirstymas linijose (2 variantas).

Linija P-2 P-4 2-4 2-1

Ilgis, km 10.000 25.179 21.954 18.248

S, MVA 25.585+j16.341 12.415+j7.659 2.585+j1.341 9+j5

Linija P-5 5-3 P-3

Ilgis, km 2.828 9.849 11.180

S, MVA 37.278+j19.37 8.278+j5.37 16.722+j9.63

1.5. Linijų laidų parinkimas ir patikrinimas

Linijos laidus parenkame pagal ekonominį skerspjūvį.

Skaičiuojame linijose tekančias sroves maksimaliame režime normaliomis sąlygomis bei avarijos atveju:

1 variantas

Normalus re

ežimas

A

A

A

A

A

Avarinis režimas

Nutrūkus linijai 2-1:

A

Nutrūkus vienai linijai P-2:

A

Nutrūkus vienai linijai 5-3:

A

Nutrūkus vienai linijai P-5:

A

Nutrūkus vienai linijai P-4:

Skaičiavimų rezultatus surašome į 9 lentelę.

Linijai P-5 ir P-2 perskaičiuojame maksimalios apkrovos trukmę:

h

h

7 lentelė. Ekonominiai srovės tankiai.

Tmax, h 1000-3000 3000-5000 5000-8760

Jek, A/mm2 1 0,9 0,8

Ekonominius srovės tankius parenkame iš 7 lentelės ir surašome į 8 lentelę:

8 lentelė. Parinkti ekonominiai srovė tankiai (1 variantas).

Linijos Tmax,h Jek, A/mm2

P-5 2532 1

5-3 2940 1

P-2 2444 1

2-1 3400 0,9

P-4 3460 0,9

Ekonominiai linijų skerspjūviai:

Analogiškai apskaičiuojame ir kitus ekonominius laidų skerspjūvius.

Laidus parenkame iš žinyno (S>Sek).Skaičiavimų rezultatus ir parinktų laidų duomenis surašome į 9 lentelę:

9 lentelė. Linijų laidų parinkimas (1 variantas).

Linija Inorm, A Avarijosvieta Iavar, A Jek,A/mm2 Sek, mm2 Laidas r0, Ω x0, Ω b0, s/km ∙10-6

2×5-3 73,185 5-3 146,370 1 74 2×AC-95 0.299 0.43 2.64

2×P-5 154,020 P-5 308,040 1 155 2×AC-185 0.159 0.409 2.78

2×P-2 69,032 P-2 138,063 1 70 2×AC-70 0.42 0.441 2.57

2×P-4 43,911 P-4 87,822 0,9 49 2×AC-70 0.42 0.441 2.57

2-1 51,689 2-1 – 0,9 58 AC-70 0.42 0.441 2.57

2 variantas

Normalus režimas

A

A

A

A

A

A

A

Avarinis režimas

Kai nutrūks linija P-2:

A

(Šiuo atveju linijoje 2-4 teka didžiausia srovė)

A

Kai nutrūks linija P-4:

A

Kai nutrūks linija 2-1:

A

Kai nutrūks linija P-3:

A

Kai nutrūks linija P-5:

A

(Šiuo atveju linijoje 3-5 teka didžiausia srovė)

A

Linijai P-5 ir P-2 perskaičiuojame maksimalios apkrovos trukmę:

h

h

10 lentelė. Parinkti ekonominiai srovė tankiai (2 variantas).

Linijos Tmax,h Jek, A/mm2

P-5 2318 1

5-3 2940 1

P-3 2940 1

P-2 2324 1

P-4 3460 0,9

2-4 3460 0,9

2-1 3400 0,9

Ekonominiai linijų skerspjūviai:

Skaičiavimų rezultatus ir parinktų laidų duomenis surašome į 11 lentelę.

11 lentelė. Linijų laidų parinkimas (2 variantas).

Linija Inorm, A Avarijosvieta Iavar, A Jek,A/mm2 Sek, mm2 Laidas r0, Ω x0, Ω b0, s/km ∙10-6

5-3 49,535 P-5 161,671 1 50 AC-70 0.420 0.441 2.57

P-5 210,906 P-3 308,040 1 211 AC-240 0.118 0.401 2.84

P-3 96,880 P-5 308,040 1 97 AC-120 0.245 0.423 2.69

P-2 152,411 P-4 277,574 1 153 AC-185 0.159 0.409 2.78

P-4 73,235 P-2 277,574 0,9 82 AC-95 0.299 0.430 2.64

2-4 14,620 P-2 204,100 0,9 17 AC-70 0.420 0.441 2.57

2-1 51,689 2-1 – 0,9 58 AC-70 0.420 0.441 2.57

Skaičiuojame linijų varžas:

1 variantas





Analogiškai skaičiuojame ir kitų linijų varžas 1 ir 2 variantams. Skaičiavimų rezultatus surašome atitinkamai į 12 ir 13 lenteles:

12 lentelė. Linijų varžos (1 variantas).

Linija Laidas Linijųilgiai,km R, Ω X, Ω Z, Ω

2×5-3 2×AC-95 9,849 1,472 2,118 1,472+j2,118

2×P-5 2×AC-185 2,828 0,225 0,578 0,225+j0,578

2×P-2 2×AC-70 10,000 2,100 2,205 2,1+j2,205

2×P-4 2×AC-70 25,179 5,288 5,552 5,288+j5,552

2-1 AC-70 18,248 7,664 8,047 7,664+j8,047

13 lentelė. Linijų varžos (2 variantas).

Linija Laidas Linijųilgiai,km R, Ω X, Ω Z, Ω

5-3 AC-70 9,849 4,137 4,343 4,137+j4,343

P-5 AC-240 2,828 0,334 1,134 0,334+j1,134

P-3 AC-120 11,180 2,739 4,729 2,739+j4,729

P-2 AC-185 10,000 1,590 4,090 1,590+j4,09

P-4 AC-95 25,179 7,529 10,827 7,529+j10,827

2-4 AC-70 21,954 9,221 9,682 9,221+j9,682

2-1 AC-70 18,248 7,664 8,047 7,664+j8,047

Linijų patikrinimas pagal leistinąją ilgalaikę srovę.

Laidai, tikrinami pagal leistinąją srovę, turi tenkinti sąlygą.

, kur

Ileist – leistinos srovės reikšmę pasirenkame iš žinyno pagal laido tipą.

Srovės buvo apskaičiuotos 1.5 punkte – imame avariniam režime. Rezultatus surašome į 14 ir 15 lenteles:

14 lentelė. Laidų patikrinimas pagal le

eistinąją srovę (1 variantas).

Linija Laidas Avarijos vieta Ididž, A Ileist, A

2×5-3 2×AC-95 5-3 146,370 330

2×P-5 2×AC-185 P-5 308,040 510

2×P-2 2×AC-70 P-2 138,063 265

2×P-4 2×AC-70 P-4 87,822 265

2-1 AC-70 – 51,689 265

15 lentelė. Laidų patikrinimas pagal leistinąją srovę (2 variantas).

Linija Laidas Avarijos vieta Ididž, A Ileist, A

5-3 AC-70 P-5 161,671 265

P-5 AC-240 P-3 308,040 610

P-3 AC-120 P-5 308,040 380

P-2 AC-185 P-4 277,574 510

P-4 AC-95 P-2 277,574 330

2-4 AC-70 P-2 204,100 265

2-1 AC-70 – 51,689 265

Abiejuose variantuose duota sąlyga tenkinama.

Linijų patikrinimas pagal vainikinio išlydžio nuostolius

Pagal vainikinio išlydžio nuostolius yra vertinamos tos linijos, kurių skerspjūvis mažesnis negu 70 mm2. Kadangi linijų laidų skerspjūviai didesni, tikrinti laidus pagal vainikinį išlydį nereikia.

Linijų patikrinimas pagal įtampos nuostolius

Tikriname linijas pagal įtampos nuostolius. Įtampos nuostolius lemia įtampos kritimo išilginė dedamoji. 110 kV įtampos linijose vertiname tik išilginę dedamąją, kadangi skersinės dedamosios reikšmė nedidelė ir skaičiavimų rezultatams reikšmės neturės. Srautus imame iš 1.4 punkto. Skaičiavimus atliekame maksimaliame ir avariniame režimuose:

1 variantas

Linijos 5-3 ir P-5

Normalus režimas

Skaičiuojame didžiausius procentinius nuokrypius:

%

Avarinis režimas

Avarija linijoje 3-5

kV

Avarija linijoje P-5

Linijos P-2 , 2-1

Normalus režimas

kV

Avarinis režimas

Avarija linijoje 2-1

Avarija linijoje P-5

kV

Linija P-4

Normalus režimas

kV

Avarinis režimas

kV

Kadangi didžiausi procentiniai nuokrypiai skaičiuojami analogiškai, jų nerodome, o rezultatus parodome 16 lentelėje.

16 lentelė. Įtampos nuostoliai linijose normaliame ir avariniame režimuose (1 variantas ).

UNL, kV Avarijos Maksimalus režimas Avarinis režimas

Linija vieta ∆U, kV ΔU, % ∆U, kV ΔU,%

P-5-3 115 5-3 0,848 0,737 1.444 1,256

P-5-3 115 P-5 0,848 0,737 1,099 0,956

P-2-1 115 P-2 1,657 1,441 2,365 2,056

P-4 115 P-4 1,124 0,978 2,248 1,955

2-1 115 2-1 0,95 0,826 0 0

2 variantas

Normalus režimas

Linija 2-1

Tas pats kaip ir 1 variante.

Žiedas P-4-2-P

Normalus režimas

kV

kV

Avariniai režimai

Avarija P-4 linijoje

kV

Avarija linijoje P-2

kV

Žiedas P-5-3-P

Normalus režimas

kV

kV

Avariniai režimai

Avarija P-5 linijoje

kV

Avarija linijoje P-3

kV

Kadangi didžiausi procentiniai nuokrypiai skaičiuojami analogiškai, jų nerodome, o rezultatus parodome 17 lentelėje.

17 lentelė. Įtampos nuostoliai linijose normaliame ir avariniame režimuose (2 variantas ).

UN, kV Avarijos Maksimalus režimas Avarinis režimas

Linijos vieta ∆U, kV ΔU, % ∆U, kV ΔU,%

P-3 115 – 0,794 0,691 – –

P-5-3 115 P-5 0,877 0,762 4,051 3,522

P-5-3 115 P-3 0,877 0,762 1,909 1,660

P-4 115 – 1,534 1,334 – –

P-2(-1)-4 115 P-4 3,187 2,771 4,289 3,730

P-2(-1)-4 115 P-2 3,187 2,771 8,383 7,290

Leistini įtampos nuostoliai normaliu režimu yra 7 %, avariniu režimu – 15%. Šios sąlygos abiem atvejais yra tenkinamos.

1.6. Galios ir energijos nuostolių oro linijose ir transformatoriuose skaičiavimas

Galios nuostoliai transformatoriuose

Kintamieji

MVA

Pastovieji

MVA

Bendrieji

0.037+j0.696+0.021+j0.136= 0.058+j0.832 MVA

Apskaičiavę visų transformatorių galios nuostolius, rezultatus surašome į 18 lentelę:

18 lentelė. Galios nuostoliai transformatoriuose.

Transfor-matoriai ΔST0 Maksimalus režimas Minimalus režimas

∆ST ∆STB ΔST ΔSBT

MVA MVA MVA MVA MVA

1 0,021+j0,136 0,037+j0,696 0,058+j0,832 0,020+j0,381 0,041+j0,517

2 0,042+j0,272 0,052+j0,971 0,094+j1,243 0,020+j0,381 0,062+j0,653

3 0,063+j0,375 0,082+j1,785 0,145+j2,160 0,019+j0,405 0,082+j0,780

4 0,042+j0,272 0,054+j1,004 0,096+j1,276 0.030+j0,357 0,072+j0,830

5 0,063+j0,375 0,100+j2,178 0,163+j2,553 0,016+j0,357 0,079+0,732

Maksimalūs energijos nuostoliai transformatoriuose

Pradžioje apskaičiuojame maksimalų transformatorių apkrautumą:

Maksimalių galios nuostolių trukmę transformatoriuose skaičiuojame pagal empirinę formulę:

h

Skaičiuojame energijos nuostolius transformatoriuose:

MWh

Apskaičiavę visų transformatorių nuostolius, skaičiavimų rezultatus surašome į 19 lentelę:

19 lentelė. Energijos nuostoliai transformatoriuose.

Vartotojas Transformato-riaus tipas ST SNT β τ ∆A

MVA MVA h MWh

1 TДH – 16000/110 10,296 16 0,643 1886 141,7

2 2xTДH – 16000/110 17,205 16 0,538 825,6 59,91

3 2xTPДH -25000/110 29,155 25 0,583 1531 155,6

4 2xTДH -16000/110 17,493 16 0,547 1935 124,7

5 2xTPДH -25000/110 32,202 25 0,644 1025 120,1

Maksimalūs energijos nuostoliai linijose

Pradžioje skaičiuojame maksimalių nuostolių trukmę kiekvienai linijai. Jei vienoje skaičiuojamoje linijoje yra 2 vartotojai, tai maksimalių apkrovos trukmė skaičiuojama taip (galios buvo skaičiuotos 1.5 punkte):

1 variantas

h

2 variantas

h

h

Skaičiuojame maksimalių nuostolių trukmę linijose 1 ir 2 variantams. Skaičiavimai analogiški abiem variantams. Todėl parodome tik 1 skaičiavimą:

h

Skaičiavimų rezultatus surašome į 20 lentelę:

20 lentelė. Maksimalios galios ir maksimalių nuostolių trukmė (1 ir 2 variantai).

Linijos 1 variantas 2 variantas

TL max τL TL max τL

h h h h

P-5 2532 1246 2318 1109

5-3 2940 1531 2940 1109

P-3 – – 2940 1531

P-2 2444 1189 2324 1112

P-4 3460 1935 3460 1935

2-4 – – 3460 1935

2-1 3400 1886 3400 1886

Maksimalūs galios nuostoliai linijose:

MVA

Energijos nuostoliai linijose:

MWh

Apskaičiavę visų linijų maksimalius galios nuostolius, skaičiavimų rezultatus surašome į 21 lentelę (įtampos nuostoliai linijose buvo skaičiuoti 1.5 punkte):

21 lentelė. Įtampos, galios ir energijos nuostoliai linijose (1 variantas).

S ∆U ∆SL ∆A

Linijos MVA kV MVA MWh

P-5-3 – 0,848 – –

P-5 54+j29 – 0,032+j0.083 39,985

5-3 25+j15 – 0,095+j0,136 144,846

Viso: – 0,848 0,127+j0,219 184,832

P-2-1 – 1,657 – –

P-2 23+j15 – 0,064+j0,067 75,906

2-1 9+j5 – 0,061+j0,065 115,857

P-4 15+j9 1,124 0,122+j0,128 236,75

Viso: – 2,781 0,248+j0,260 428,512

VISO: – 3,629 0,374+j0,479 613,344

22 lentelė. Įtampos, galios ir energijos nuostoliai linijose (2 variantas).

S ∆U ∆SL ∆A

Linijos MVA kV MVA MWh

P-5-3 – 0,877 – –

P-3 16.722+j9.63 0,794 0,077+j0,133 118,051

P-5 37.278+j19.37 – 0,045+j0,151 49,393

5-3 8.278+j5.37 – 0,030+j0,032 33,769

Viso: – 1,671 0,152+j0,316 201,214

P-2(-1)-4 – 3,187 – –

P-2 25.585+j16.341 – 0,111+j0,285 123,257

2-1 9+j5 – 0,061+j0,065 115,857

2-4 2.585+j1.341 – 0,184+j0,193 356,030

P-4 12.415+j7.659 1,534 0,121+j0,174 234,411

Viso: – 4,721 0,477+j0,717 829,555

VISO: – 6,392 0.629+j1,033 1031

1.7. Elektros tinklo variantų ekonominė analizė

Iš žinynų randame linijų 1 km kainas ir apskaičiuojame projektų investicijas. Transformatorių ir pastočių visiškai nevertiname, nes jie abiem atvejais vienodi. Vertiname tik elektros tinklus. Skaičiavimų rezultatus surašome į 23 ir 24 lenteles.

Čia k- varianto numeris, n- linijų skaičius, m- grandžių skaičius, l- linijų ilgis, cl- linijos 1 km kaina.

23 lentelė. Projekto investicijos (1 variantas).

Linija Laidas Ilgis, km Grandžių skaičius 1 km kaina,tūkst. Lt. Linijos kaina,tūkst. Lt.

2×5-3 2×AC-95 9,849 2 135 2659,23

2×P-5 2×AC-185 2,828 2 210 1187,76

2×P-2 2×AC-70 10,000 2 120 2400,00

2×P-4 2×AC-70 25,179 2 120 3021,48

2-1 AC-70 18,248 1 120 2189,76

Viso: 11458,23

24 lentelė. Projekto investicijos (2 variantas).

Linija Laidas Ilgis, km Grandžių skaičius 1 km kaina,tūkst. Lt. Linijos kaina,tūkst. Lt.

5-3 AC-70 9,849 1 120 1181,88

P-5 AC-240 2,828 1 225 636,30

P-3 AC-120 11,180 1 140 1565,20

P-2 AC-185 10,000 1 210 2100,00

P-4 AC-95 25,179 1 135 3399,16

2-4 AC-70 21,954 1 120 2634,48

2-1 AC-70 18,248 1 120 2189,76

Viso: 13706,78

Variantų įvertinimas eksploatacinių sąnaudų metodu

Skaičiavimams priimame tokius duomenis:

1. Diskonto norma, k = 0,05.

2. Koeficientas, apytikriai įvertinantis išlaidų techninei priežiūrai dydį , ktp=0,12.

3. Elektros energijos nuostolių kaina už 1 kWh –cn= 0,20 Lt.

4. Įrengimų tarnavimo laikas – 25 metai.

Kadangi abiem atvejais transformatoriai vienodi, jų nevertiname.

Amortizacinių atskaitymų norma:

1 variantas

Skaičiuojame amortizacinius atskaitymus:

tūkst.Lt.

Išlaidos techninei priežiūrai bus (čia ktp = 0,12):

tūkst.Lt.

Tad metiniai elektros energijos nuostoliai bus:

tūkst.Lt.

Skaičiuojame metines eksploatavimo išlaidas:

tūkst.Lt.

Analogiškai apskaičiuojame ir 2 varianto metines eksploatacijos išlaidas. Skaičiavimų rezultatus surašome į 25 lentelę:

25 lentelė. Metinės eksploatacijos išlaidos (1 ir 2 variantai).

Sąnaudos (metinės) 1 variantas 2 variantas

Amortizaciniai atskaitymai, tūkst. Lt. 458,33 548,27

Išlaidos techninei priežiūrai, tūkst. Lt. 1374,99 1644,81

Elektros energijos nuostoliai, tūkst. Lt. 122,67 206,2

Viso, tūkst. Lt.: 1956 2400

Išanalizavę eksploatacinių sąnaudų metodu, matome, kad metinės eksploatacijos išlaidos mažesnės 444 tūkst. lt. mažesnės 1 variantui.

Variantų įvertinimas esamosios vertės metodu

Taikant šį metodą, kiekvienai alternatyvai apskaičiuojama esamoji vertė pagal formulę:

Čia PV – esamoji vertė (Present value); n – tarnavimo metų skaičius; t – metų eilės numeris; CFt – metiniai pinigų srautai laikotarpiu t (Cash flow); k – diskonto norma.

Kadangi abiem atvejais transformatoriai ir perduodamas elektros energijos kiekis yra vienodi, jų nevertiname.

Naudodamiesi 23 ir 24 lentelių duomenimis gauname:

tūkst.Lt.

Analogiškai apskaičiuojame ir 2 varianto eksploatavimo išlaidas. Abiejų variantų skaičiavimus parodome 26 lentelėje:

26 lentelė. 1 ir 2 variantų esamosios vertės.

Metai 1 variantas , tūkst. Lt. 2 variantas, tūkst. Lt.

0 -11458.2 -13706.8

1 -1862.86 -2285.71

2 -1774.15 -2176.87

3 -1689.67 -2073.21

4 -1609.21 -1974.49

5 -1532.58 -1880.46

6 -1459.6 -1790.92

7 -1390.09 -1705.64

8 -1323.9 -1624.41

9 -1260.86 -1547.06

10 -1200.81 -1473.39

11 -1143.63 -1403.23

12 -1089.17 -1336.41

13 -1037.31 -1272.77

14 -987.913 -1212.16

15 -940.869 -1154.44

16 -896.066 -1099.47

17 -853.396 -1047.11

18 -812.758 -997.25

19 -774.056 -949.761

20 737.196 -904.535

21 -702.091 -861.462

22 -668.658 -820.44

23 -636.817 -781.371

24 -606.493 -744.163

25 -577.612 -708.727

VISO: -39026 -47532.2

Kadangi, mes vertinome tik išlaidas (rodome su „-‚ ženklu, ekonomiškesnis variantas bus tas, kurio mažesnės išlaidos. 1 variante esamoji vertė yra didesnė apie 8500 tūkst. Lt.

Išanalizavę eksploatacinių sąnaudų ir esamosios vertės metodais abu variantus, matome, kad ekonomiškesnis variantas yra pirmasis. Todėl tiksliam skaičiavimui pasirenkame 1 variantą.

1.8. Tikslus 1 varianto tinklo skaičiavimas

Perbraižome 1 varianto apytikslio srautų pasiskirstymo schemą (2 pav.).

4 pav. Srautų p

. . .

TURINYS

Darbo užduotis..............................2

1. Skaičiuojamoji dalis..............................3

1.1. Projektuojamo elektros tinklo variantų sudarymas, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus........................3

1.2. Tinklo vardinių įtampų parinkimas.......................4

1.3. Numatomų transformatorių pagrindinių techninių parametrų ir įtampos nuostolių skaičiavimas..............................4

1.4. Apytikslis sudarytų elektros tinklo schemų srautų skaičiavimas........6

1.5. Linijų laidų parinkimas ir patikrinimas.....................8

1.6. Galios ir energijos nuostolių oro linijose ir transformatoriuose skaičiavimas ..............................17

1.7. Elektros tinklo variantų ekonominė analizė...................20

1.8. Tikslus 1 varianto tinklo skaičiavimas.....................24

1.9. Įtampos reguliavimo skaičiavimas maksimaliam ir minimaliam režimams..31

2. Grafinė dalis

2.1. Įrenginių ir medžiagų specifikacija

2.2. Principinė elektrinių sujungimų schema

2.3. Skaičiuojamoji schema

Darbo užduotis

Pagal pateiktą situacijos planą ir vartotojų duomenis suprojektuoti rajoninį elektros tinklą. 10kV vartotojams elektros energija tiekti iš 330/110/35 kV įtampos rajoninės pastotės. Vartotojų ir rajoninės pastotės duomenys nurodomi užduotyje.

Projekto turinys:

1. Skaičiuojamoji dalis

1.1 Sudaryti du elektros projektuojamo elektros tinklo variantus, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus.

1.2 Parinkti tinklo vardines įtampas.

1.3 Parinkti pastočių transformatorius, apskaičiuoti jų varžas, įtampos ir galios nuostolius.

1.4 Apskaičiuoti srautų pasiskirstymą, nevertinant galios bei įtampos nuostolių.

1.5 Parinkti ir patikrinti aukštosios įtampos oro linijų laidus.

1.6 Apskaičiuoti oro linijų ir transformatorių galios ir energijos nuostolius.

1.7 Esamosios vertės ir eksploatacinių sąnaudų metodais atlikti ekonominius tinklo variantų skaičiavimus ir nustatyti ekonomiškesnį.

1.8 Atlikti ekonomiškesnio varianto tikslų srautų pasiskirstymo skaičiavimą.

1.9 Naudojant priešpriešinį įtampos reguliavimą parinkti maksimalaus ir minimalaus darbo režimų transformatorių darbines atšakas.

1.10 Sudaryti įrenginių ir medžiagų specifikaciją.

2.Grafinė dalis

1. Ekonomiškesnio elektros tinklo principinė elektrinių sujungimų schema.

2. Elektros tinklo skaičiuojamoji schema su tiksliomis įtampų ir galių vertėmis linijų pradžioje ir galuose.

Projekto duomenys

28 variantas

Vartotojas Koordinatės Pmax Qmax Pmin Qmin Tmax

x, km y, km MW Mvar MW Mvar h

1 25 36 9 5 7 3 3400

2 28 18 14 10 10 4 1830

3 9 14 25 15 12 7 2940

4 17 37 15 9 11 7 3460

5 18 10 29 14 11 7 2180

330/110/35 kV raj. pastotės koordinatės: x = 20 km ir y = 12 km. Didžiausios galios vartotojas yra pirmosios kategorijos, mažiausios galios – trečiosios, kiti – antrosios kategorijos vartotojai.

1.1 . Projektuojamo elektros tinklo variantų sudarymas, įvertinant elektros tiekimo patikimumo reikalavimus

Pastotę pažymėję „P“, sudarome du elektros tinklo variantus:

1 pav. Projektuojamo elektros tinklo variantai.

5 vartotoją priskiriame I-ai, 1 – III-čiai , likusius – II kategorijai.

Apskaičiuojame linijų ilgius:

km

Analogiškai apskaičiuojame ir kitų linijų ilgius. Skaičiavimų rezultatus surašome į 1 lentelę:

1 lentelė. Linijų ilgiai.

Linija P-5 5-3 P-3 P-2 P-4 2-4 2-1

Atstumai, km 2.828 9.849 11.180 10.000 25.179 21.954 18.248

1.2 . Tinklo vardinių įtampų parinkimas

Žemesnės vardinės įtampos tinklų įrengimas būna pigesnis, bet juose didesni energijos nuostoliai. Vartotojams parenkame maitinančių linijų įtampą 110 kV. Vardinės įtampos parinktos iš ekonomiškai tikslingų įtampų lentelės. Įtampas rajoninėje pastotėje laikome UA=115 .

P.s. 1 ir 5 vartotojams būtų galima parinkti ir 35 kV maitinančią įtampą, tačiau esant tokiam vartotojų išdėstymui, tai būtų ekonomiškai nenaudinga.

1.3 . Numatomų transformatorių pagrindinių techninių parametrų ir įtampos nuostolių skaičiavimas

Skaičiuojame vartotojų galias:

MVA

Analogiškai skaičiuojame ir kitų vartotojų galias. Skaičiavimų rezultatus surašome į 2 lentelę:

2 lentelė. Vartotojų galios minimaliame ir maksimaliame režimuose.

Vartotojas Smax, MVA Smin, MVA Kategorija

1 10.296 7.616 3

2 17.205 10.770 2

3 29.155 13.892 2

4 17.493 13.038 2

5 32.202 13.038 1

Pastotėse parenkame po 2 transformatorius, kad būtų užtikrintas patikimas elektros energijos tiekimas, išskyrus I I I kategorijos vartotoją, kuriam parenkame tik 1 transformatorių .

Kai pastotėje 1 transformatorius :

Kai pastotėje 2 transformatoriai, skaičiuojame taip:

MVA

Skaičiavimų rezultatus surašome į 3 lentelės 2 stulpelį. Pagal maksimalią galią žinynuose parenkame transformatorius. Parinktų transformatorių markes ir jų duomenis surašome į 3 lentelę:

3 lentelė. Parinkti transformatoriai ir jų parametrai.

Vartotojas ST Transformato-riaus tipas SNT UN UŽ ΔP0 ΔPk Uk I0

MVA MVA kV kV kW kW % %

1 10,296 TДH – 16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

2 12,289 2xTДH – 16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

3 20,825 2xTPДH -25000/110 25 115 10,5 31,5 121 10,5 0.75

4 12,495 2xTДH -16000/110 16 115 11 21 90 10,5 0,85

5 23,002 2xTPДH -25000/110 25 115 10,5 31,5 121 10,5 0,75

Norėdami apskaičiuoti įtampos ir galios nuostolius transformatoriuose, turime apskaičiuoti jų varžas:







Analogiškai apskaičiuojame ir kitų transformatorių kompleksines varžas. Skaičiavimų rezultatus surašome į 4 lentelę:

4 lentelė. Transformatorių varžos.

Vartotojas Transformato-riaus tipas SNT RT XT ZT

MVA Ω Ω Ω

1 TДH – 16000/110 16 4,649 86,789 4,649+j86,789

2 2xTДH – 16000/110 16 4,649 86,789 2,325+j43,395

3 2xTPДH -25000/110 25 2,560 55,545 1,28+j27,773

4 2xTДH -16000/110 16 4,649 86,789 2,325+j43,395

5 2xTPДH -25000/110 25 2,560 55,545 1,28+j27,773

Įtampos nuostolių verčių skaičiavimas

Apskaičiuojame įtampos kritimą transformatoriuose, nevertindami galios nuostolių. Galios nuostolius apskaičiuosime 1.6 punkte:

kV

kV

kV

Analogiškai apskaičiuojame ir kitas įtampos nuostolių vertes maksimaliame ir minimaliuose režimuose. Skaičiavimų rezultatus surašome į 5 lentelę.

5 lentelė. Įtapos nuostoliai transformatoriuose maksimaliame ir minimaliuose režimuose.

Vartotojas SNT, Transformato-riaus tipas UN Maksimalus režimas Minimalus režimas

∆U’T ∆U”T ΔU ∆U’T ∆U”T ΔU

MVA kV MW MVar kV MW MVar kV

1 16 TДH – 16000/110 115 4,137 6,590 3,948 2,547 5,162 2,431

2 16 2xTДH – 16000/110 115 8,113 10,161 7,664 3,423 7,385 3,186

3 25 2xTPДH -25000/110 115 7,802 11,741 7,202 3,648 5,640 3,510

4 16 2xTДH -16000/110 115 7,399 10,956 6,877 5,728 8,019 5,448

5 25 2xTPДH -25000/110 115 7,408 13,695 6,592 3,626 5,157 3,510

1.4. Apytikslis sudarytų elektros tinklo schemų srautų skaičiavimas

Pradžioje nubrėžiame schemas, po to skaičiuojame srautus maksimaliame režime ir schemose surašome srautų pasiskirstimą.

1 variantas

2 pav. Srautų pasiskirstymas tinkle (1 variantas).

MVA

MVA

MVA

MVA

MVA

Skaičiavimų duomenis surašome į 6 lentelę.

6 lentelė. Srautų pasiskirstymas linijose (1 variantas).

Linija P-5 5-3 P-2 P-4 2-1

Ilgis, km 2×2.828 2×9.849 2×10.000 2×25.179 18.248

S, MVA 54+j29 25+j15 23+j15 15+j9 9+j5

2 variantas

Tam, kad galėtume apskaičiuoti kaip pasiskirstę srautai tinkle, kerpame kilpas P-5-3-P ir P-4-2-P taške P.

3 pav. Srautų pasiskirstymas tinkle (2 variantas).

Kilpa P-5-3-P

=37.278+j19.37 MVA

=16.722+j9.63 MVA

16.722+j9.63-(25+j15)=-8.278-j5.37 MVA

37.278+j19.37-(29+j14) = 8.278+j5.37 MVA

Tikriname ar srautų suma, ištekančių iš šaltinių, iki pirmos apkrovos lygi visų apkrovos mazgų sumai:

37.278+j19.37+16.722+j9.63=29+j14+25+j15 MVA

54+j29=54+j29 MVA

Kilpa P-2-4-P

MVA

MVA

= 25.585+j16.341 MVA

= 12.415+j7.659 MVA

25.585+j16.341-(23+j15)=2.585+j1.341 MVA

12.415+j7.659-(15+j9)=-2.585-j1.341 MVA

Tikriname ar srautų suma, ištekančių iš šaltinių, iki pirmos apkrovos lygi visų apkrovos mazgų sumai:

25.585+j16.341+12.415+j7.659=23+j15+15+j9 MVA

38+j24=38+j24 MVA

Skaičiavimų duomenis surašome į 6 lentelę.

6 lentelė. Srautų pasiskirstymas linijose (2 variantas).

Linija P-2 P-4 2-4 2-1

Ilgis, km 10.000 25.179 21.954 18.248

S, MVA 25.585+j16.341 12.415+j7.659 2.585+j1.341 9+j5

Linija P-5 5-3 P-3

Ilgis, km 2.828 9.849 11.180

S, MVA 37.278+j19.37 8.278+j5.37 16.722+j9.63

1.5. Linijų laidų parinkimas ir patikrinimas

Linijos laidus parenkame pagal ekonominį skerspjūvį.

Skaičiuojame linijose tekančias sroves maksimaliame režime normaliomis sąlygomis bei avarijos atveju:

1 variantas

Normalus režimas

A

A

A

A

A

Avarinis režimas

Nutrūkus linijai 2-1:

A

Nutrūkus vienai linijai P-2:

A

Nutrūkus vienai linijai 5-3:

A

Nutrūkus vienai linijai P-5:

A

Nutrūkus vienai linijai P-4:

Skaičiavimų rezultatus surašome į 9 lentelę.

Linijai P-5 ir P-2 perskaičiuojame maksimalios apkrovos trukmę:

h

h

7 lentelė. Ekonominiai srovės tankiai.

Tmax, h 1000-3000 3000-5000 5000-8760

Jek, A/mm2 1 0,9 0,8

Ekonominius srovės tankius parenkame iš 7 lentelės ir surašome į 8 lentelę:

8 lentelė. Parinkti ekonominiai srovė tankiai (1 variantas).

Linijos Tmax,h Jek, A/mm2

P-5 2532 1

5-3 2940 1

P-2 2444 1

2-1 3400 0,9

P-4 3460 0,9

Ekonominiai linijų skerspjūviai:

Analogiškai apskaičiuojame ir kitus ekonominius laidų skerspjūvius.

Laidus parenkame iš žinyno (S>Sek).Skaičiavimų rezultatus ir parinktų laidų duomenis surašome į 9 lentelę:

9 lentelė. Linijų laidų parinkimas (1 variantas).

Linija Inorm, A Avarijosvieta Iavar, A Jek,A/mm2 Sek, mm2 Laidas r0, Ω x0, Ω b0, s/km ∙10-6

2×5-3 73,185 5-3 146,370 1 74 2×AC-95 0.299 0.43 2.64

2×P-5 154,020 P-5 308,040 1 155 2×AC-185 0.159 0.409 2.78

2×P-2 69,032 P-2 138,063 1 70 2×AC-70 0.42 0.441 2.57

2×P-4 43,911 P-4 87,822 0,9 49 2×AC-70 0.42 0.441 2.57

2-1 51,689 2-1 – 0,9 58 AC-70 0.42 0.441 2.57

2 variantas

Normalus režimas

A

A

A

A

A

A

A

Avarinis režimas

Kai nutrūks linija P-2:

A

(Šiuo atveju linijoje 2-4 teka didžiausia srovė)

A

Kai nutrūks linija P-4:

A

Kai nutrūks linija 2-1:

A

Kai nutrūks linija P-3:

A

Kai nutrūks linija P-5:

A

(Šiuo atveju linijoje 3-5 teka didžiausia srovė)

A

Linijai P-5 ir P-2 perskaičiuojame maksimalios apkrovos trukmę:

h

h

10 lentelė. Parinkti ekonominiai srovė tankiai (2 variantas).

Linijos Tmax,h Jek, A/mm2

P-5 2318 1

5-3 2940 1

P-3 2940 1

P-2 2324 1

P-4 3460 0,9

2-4 3460 0,9

2-1 3400 0,9

Ekonominiai linijų skerspjūviai:

Skaičiavimų rezultatus ir parinktų laidų duomenis surašome į 11 lentelę.

11 lentelė. Linijų laidų parinkimas (2 variantas).

Linija Inorm, A Avarijosvieta Iavar, A Jek,A/mm2 Sek, mm2 Laidas r0, Ω x0, Ω b0, s/km ∙10-6

5-3 49,535 P-5 161,671 1 50 AC-70 0.420 0.441 2.57

P-5 210,906 P-3 308,040 1 211 AC-240 0.118 0.401 2.84

P-3 96,880 P-5 308,040 1 97 AC-120 0.245 0.423 2.69

P-2 152,411 P-4 277,574 1 153 AC-185 0.159 0.409 2.78

P-4 73,235 P-2 277,574 0,9 82 AC-95 0.299 0.430 2.64

2-4 14,620 P-2 204,100 0,9 17 AC-70 0.420 0.441 2.57

2-1 51,689 2-1 – 0,9 58 AC-70 0.420 0.441 2.57

Skaičiuojame linijų varžas:

1 variantas





Analogiškai skaičiuojame ir kitų linijų varžas 1 ir 2 variantams. Skaičiavimų rezultatus surašome atitinkamai į 12 ir 13 lenteles:

12 lentelė. Linijų varžos (1 variantas).

Linija Laidas Linijųilgiai,km R, Ω X, Ω Z, Ω

2×5-3 2×AC-95 9,849 1,472 2,118 1,472+j2,118

2×P-5 2×AC-185 2,828 0,225 0,578 0,225+j0,578

2×P-2 2×AC-70 10,000 2,100 2,205 2,1+j2,205

2×P-4 2×AC-70 25,179 5,288 5,552 5,288+j5,552

2-1 AC-70 18,248 7,664 8,047 7,664+j8,047

13 lentelė. Linijų varžos (2 variantas).

Linija Laidas Linijųilgiai,km R, Ω X, Ω Z, Ω

5-3 AC-70 9,849 4,137 4,343 4,137+j4,343

P-5 AC-240 2,828 0,334 1,134 0,334+j1,134

P-3 AC-120 11,180 2,739 4,729 2,739+j4,729

P-2 AC-185 10,000 1,590 4,090 1,590+j4,09

P-4 AC-95 25,179 7,529 10,827 7,529+j10,827

2-4 AC-70 21,954 9,221 9,682 9,221+j9,682

2-1 AC-70 18,248 7,664 8,047 7,664+j8,047

Linijų patikrinimas pagal leistinąją ilgalaikę srovę.

Laidai, tikrinami pagal leistinąją srovę, turi tenkinti sąlygą.

, kur

Ileist – leistinos srovės reikšmę pasirenkame iš žinyno pagal laido tipą.

Srovės buvo apskaičiuotos 1.5 punkte – imame avariniam režime. Rezultatus surašome į 14 ir 15 lenteles:

14 lentelė. Laidų patikrinimas pagal leistinąją srovę (1 variantas).

Linija Laidas Avarijos vieta Ididž, A Ileist, A

2×5-3 2×AC-95 5-3 146,370 330

2×P-5 2×AC-185 P-5 308,040 510

2×P-2 2×AC-70 P-2 138,063 265

2×P-4 2×AC-70 P-4 87,822 265

2-1 AC-70 – 51,689 265

15 lentelė. Laidų patikrinimas pagal leistinąją srovę (2 variantas).

Linija Laidas Avarijos vieta Ididž, A Ileist, A

5-3 AC-70 P-5 161,671 265

P-5 AC-240 P-3 308,040 610

P-3 AC-120 P-5 308,040 380

P-2 AC-185 P-4 277,574 510

P-4 AC-95 P-2 277,574 330

2-4 AC-70 P-2 204,100 265

2-1 AC-70 – 51,689 265

Abiejuose variantuose duota sąlyga tenkinama.

Linijų patikrinimas pagal vainikinio išlydžio nuostolius

Pagal vainikinio išlydžio nuostolius yra vertinamos tos linijos, kurių skerspjūvis mažesnis negu 70 mm2. Kadangi linijų laidų skerspjūviai didesni, tikrinti laidus pagal vainikinį išlydį nereikia.

Linijų patikrinimas pagal įtampos nuostolius

Tikriname linijas pagal įtampos nuostolius. Įtampos nuostolius lemia įtampos kritimo išilginė dedamoji. 110 kV įtampos linijose vertiname tik išilginę dedamąją, kadangi skersinės dedamosios reikšmė nedidelė ir skaičiavimų rezultatams reikšmės neturės. Srautus imame iš 1.4 punkto. Skaičiavimus atliekame maksimaliame ir avariniame režimuose:

1 variantas

Linijos 5-3 ir P-5

Normalus režimas

Skaičiuojame didžiausius procentinius nuokrypius:

%

Avarinis režimas

Avarija linijoje 3-5

kV

Avarija linijoje P-5

Linijos P-2 , 2-1

Normalus režimas

kV

Avarinis režimas

Avarija linijoje 2-1

Avarija linijoje P-5

kV

Linija P-4

Normalus režimas

kV

Avarinis režimas

kV

Kadangi didžiausi procentiniai nuokrypiai skaičiuojami analogiškai, jų nerodome, o rezultatus parodome 16 lentelėje.

16 lentelė. Įtampos nuostoliai linijose normaliame ir avariniame režimuose (1 variantas ).

UNL, kV Avarijos Maksimalus režimas Avarinis režimas

Linija vieta ∆U, kV ΔU, % ∆U, kV ΔU,%

P-5-3 115 5-3 0,848 0,737 1.444 1,256

P-5-3 115 P-5 0,848 0,737 1,099 0,956

P-2-1 115 P-2 1,657 1,441 2,365 2,056

P-4 115 P-4 1,124 0,978 2,248 1,955

2-1 115 2-1 0,95 0,826 0 0

2 variantas

Normalus režimas

Linija 2-1

Tas pats kaip ir 1 variante.

Žiedas P-4-2-P

Normalus režimas

kV

kV

Avariniai režimai

Avarija P-4 linijoje

kV

Avarija linijoje P-2

kV

Žiedas P-5-3-P

Normalus režimas

kV

kV

Avariniai režimai

Avarija P-5 linijoje

kV

Avarija linijoje P-3

kV

Kadangi didžiausi procentiniai nuokrypiai skaičiuojami analogiškai, jų nerodome, o rezultatus parodome 17 lentelėje.

17 lentelė. Įtampos nuostoliai linijose normaliame ir avariniame režimuose (2 variantas ).

UN, kV Avarijos Maksimalus režimas Avarinis režimas

Linijos vieta ∆U, kV ΔU, % ∆U, kV ΔU,%

P-3 115 – 0,794 0,691 – –

P-5-3 115 P-5 0,877 0,762 4,051 3,522

P-5-3 115 P-3 0,877 0,762 1,909 1,660

P-4 115 – 1,534 1,334 – –

P-2(-1)-4 115 P-4 3,187 2,771 4,289 3,730

P-2(-1)-4 115 P-2 3,187 2,771 8,383 7,290

Leistini įtampos nuostoliai normaliu režimu yra 7 %, avariniu režimu – 15%. Šios sąlygos abiem atvejais yra tenkinamos.

1.6. Galios ir energijos nuostolių oro linijose ir transformatoriuose skaičiavimas

Galios nuostoliai transformatoriuose

Kintamieji

MVA

Pastovieji

MVA

Bendrieji

0.037+j0.696+0.021+j0.136= 0.058+j0.832 MVA

Apskaičiavę visų transformatorių galios nuostolius, rezultatus surašome į 18 lentelę:

18 lentelė. Galios nuostoliai transformatoriuose.

Transfor-matoriai ΔST0 Maksimalus režimas Minimalus režimas

∆ST ∆STB ΔST ΔSBT

MVA MVA MVA MVA MVA

1 0,021+j0,136 0,037+j0,696 0,058+j0,832 0,020+j0,381 0,041+j0,517

2 0,042+j0,272 0,052+j0,971 0,094+j1,243 0,020+j0,381 0,062+j0,653

3 0,063+j0,375 0,082+j1,785 0,145+j2,160 0,019+j0,405 0,082+j0,780

4 0,042+j0,272 0,054+j1,004 0,096+j1,276 0.030+j0,357 0,072+j0,830

5 0,063+j0,375 0,100+j2,178 0,163+j2,553 0,016+j0,357 0,079+0,732

Maksimalūs energijos nuostoliai transformatoriuose

Pradžioje apskaičiuojame maksimalų transformatorių apkrautumą:

Maksimalių galios nuostolių trukmę transformatoriuose skaičiuojame pagal empirinę formulę:

h

Skaičiuojame energijos nuostolius transformatoriuose:

MWh

Apskaičiavę visų transformatorių nuostolius, skaičiavimų rezultatus surašome į 19 lentelę:

19 lentelė. Energijos nuostoliai transformatoriuose.

Vartotojas Transformato-riaus tipas ST SNT β τ ∆A

MVA MVA h MWh

1 TДH – 16000/110 10,296 16 0,643 1886 141,7

2 2xTДH – 16000/110 17,205 16 0,538 825,6 59,91

3 2xTPДH -25000/110 29,155 25 0,583 1531 155,6

4 2xTДH -16000/110 17,493 16 0,547 1935 124,7

5 2xTPДH -25000/110 32,202 25 0,644 1025 120,1

Maksimalūs energijos nuostoliai linijose

Pradžioje skaičiuojame maksimalių nuostolių trukmę kiekvienai linijai. Jei vienoje skaičiuojamoje linijoje yra 2 vartotojai, tai maksimalių apkrovos trukmė skaičiuojama taip (galios buvo skaičiuotos 1.5 punkte):

1 variantas

h

2 variantas

h

h

Skaičiuojame maksimalių nuostolių trukmę linijose 1 ir 2 variantams. Skaičiavimai analogiški abiem variantams. Todėl parodome tik 1 skaičiavimą:

h

Skaičiavimų rezultatus surašome į 20 lentelę:

20 lentelė. Maksimalios galios ir maksimalių nuostolių trukmė (1 ir 2 variantai).

Linijos 1 variantas 2 variantas

TL max τL TL max τL

h h h h

P-5 2532 1246 2318 1109

5-3 2940 1531 2940 1109

P-3 – – 2940 1531

P-2 2444 1189 2324 1112

P-4 3460 1935 3460 1935

2-4 – – 3460 1935

2-1 3400 1886 3400 1886

Maksimalūs galios nuostoliai linijose:

MVA

Energijos nuostoliai linijose:

MWh

Apskaičiavę visų linijų maksimalius galios nuostolius, skaičiavimų rezultatus surašome į 21 lentelę (įtampos nuostoliai linijose buvo skaičiuoti 1.5 punkte):

21 lentelė. Įtampos, galios ir energijos nuostoliai linijose (1 variantas).

S ∆U ∆SL ∆A

Linijos MVA kV MVA MWh

P-5-3 – 0,848 – –

P-5 54+j29 – 0,032+j0.083 39,985

5-3 25+j15 – 0,095+j0,136 144,846

Viso: – 0,848 0,127+j0,219 184,832

P-2-1 – 1,657 – –

P-2 23+j15 – 0,064+j0,067 75,906

2-1 9+j5 – 0,061+j0,065 115,857

P-4 15+j9 1,124 0,122+j0,128 236,75

Viso: – 2,781 0,248+j0,260 428,512

VISO: – 3,629 0,374+j0,479 613,344

22 lentelė. Įtampos, galios ir energijos nuostoliai linijose (2 variantas).

S ∆U ∆SL ∆A

Linijos MVA kV MVA MWh

P-5-3 – 0,877 – –

P-3 16.722+j9.63 0,794 0,077+j0,133 118,051

P-5 37.278+j19.37 – 0,045+j0,151 49,393

5-3 8.278+j5.37 – 0,030+j0,032 33,769

Viso: – 1,671 0,152+j0,316 201,214

P-2(-1)-4 – 3,187 – –

P-2 25.585+j16.341 – 0,111+j0,285 123,257

2-1 9+j5 – 0,061+j0,065 115,857

2-4 2.585+j1.341 – 0,184+j0,193 356,030

P-4 12.415+j7.659 1,534 0,121+j0,174 234,411

Viso: – 4,721 0,477+j0,717 829,555

VISO: – 6,392 0.629+j1,033 1031

1.7. Elektros tinklo variantų ekonominė analizė

Iš žinynų randame linijų 1 km kainas ir apskaičiuojame projektų investicijas. Transformatorių ir pastočių visiškai nevertiname, nes jie abiem atvejais vienodi. Vertiname tik elektros tinklus. Skaičiavimų rezultatus surašome į 23 ir 24 lenteles.

Čia k- varianto numeris, n- linijų skaičius, m- grandžių skaičius, l- linijų ilgis, cl- linijos 1 km kaina.

23 lentelė. Projekto investicijos (1 variantas).

Linija Laidas Ilgis, km Grandžių skaičius 1 km kaina,tūkst. Lt. Linijos kaina,tūkst. Lt.

2×5-3 2×AC-95 9,849 2 135 2659,23

2×P-5 2×AC-185 2,828 2 210 1187,76

2×P-2 2×AC-70 10,000 2 120 2400,00

2×P-4 2×AC-70 25,179 2 120 3021,48

2-1 AC-70 18,248 1 120 2189,76

Viso: 11458,23

24 lentelė. Projekto investicijos (2 variantas).

Linija Laidas Ilgis, km Grandžių skaičius 1 km kaina,tūkst. Lt. Linijos kaina,tūkst. Lt.

5-3 AC-70 9,849 1 120 1181,88

P-5 AC-240 2,828 1 225 636,30

P-3 AC-120 11,180 1 140 1565,20

P-2 AC-185 10,000 1 210 2100,00

P-4 AC-95 25,179 1 135 3399,16

2-4 AC-70 21,954 1 120 2634,48

2-1 AC-70 18,248 1 120 2189,76

Viso: 13706,78

Variantų įvertinimas eksploatacinių sąnaudų metodu

Skaičiavimams priimame tokius duomenis:

1. Diskonto norma, k = 0,05.

2. Koeficientas, apytikriai įvertinantis išlaidų techninei priežiūrai dydį , ktp=0,12.

3. Elektros energijos nuostolių kaina už 1 kWh –cn= 0,20 Lt.

4. Įrengimų tarnavimo laikas – 25 metai.

Kadangi abiem atvejais transformatoriai vienodi, jų nevertiname.

Amortizacinių atskaitymų norma:

1 variantas

Skaičiuojame amortizacinius atskaitymus:

tūkst.Lt.

Išlaidos techninei priežiūrai bus (čia ktp = 0,12):

tūkst.Lt.

Tad metiniai elektros energijos nuostoliai bus:

tūkst.Lt.

Skaičiuojame metines eksploatavimo išlaidas:

tūkst.Lt.

Analogiškai apskaičiuojame ir 2 varianto metines eksploatacijos išlaidas. Skaičiavimų rezultatus surašome į 25 lentelę:

25 lentelė. Metinės eksploatacijos išlaidos (1 ir 2 variantai).

Sąnaudos (metinės) 1 variantas 2 variantas

Amortizaciniai atskaitymai, tūkst. Lt. 458,33 548,27

Išlaidos techninei priežiūrai, tūkst. Lt. 1374,99 1644,81

Elektros energijos nuostoliai, tūkst. Lt. 122,67 206,2

Viso, tūkst. Lt.: 1956 2400

Išanalizavę eksploatacinių sąnaudų metodu, matome, kad metinės eksploatacijos išlaidos mažesnės 444 tūkst. lt. mažesnės 1 variantui.

Variantų įvertinimas esamosios vertės metodu

Taikant šį metodą, kiekvienai alternatyvai apskaičiuojama esamoji vertė pagal formulę:

Čia PV – esamoji vertė (Present value); n – tarnavimo metų skaičius; t – metų eilės numeris; CFt – metiniai pinigų srautai laikotarpiu t (Cash flow); k – diskonto norma.

Kadangi abiem atvejais transformatoriai ir perduodamas elektros energijos kiekis yra vienodi, jų nevertiname.

Naudodamiesi 23 ir 24 lentelių duomenimis gauname:

tūkst.Lt.

Analogiškai apskaičiuojame ir 2 varianto eksploatavimo išlaidas. Abiejų variantų skaičiavimus parodome 26 lentelėje:

26 lentelė. 1 ir 2 variantų esamosios vertės.

Metai 1 variantas , tūkst. Lt. 2 variantas, tūkst. Lt.

0 -11458.2 -13706.8

1 -1862.86 -2285.71

2 -1774.15 -2176.87

3 -1689.67 -2073.21

4 -1609.21 -1974.49

5 -1532.58 -1880.46

6 -1459.6 -1790.92

7 -1390.09 -1705.64

8 -1323.9 -1624.41

9 -1260.86 -1547.06

10 -1200.81 -1473.39

11 -1143.63 -1403.23

12 -1089.17 -1336.41

13 -1037.31 -1272.77

14 -987.913 -1212.16

15 -940.869 -1154.44

16 -896.066 -1099.47

17 -853.396 -1047.11

18 -812.758 -997.25

19 -774.056 -949.761

20 737.196 -904.535

21 -702.091 -861.462

22 -668.658 -820.44

23 -636.817 -781.371

24 -606.493 -744.163

25 -577.612 -708.727

VISO: -39026 -47532.2

Kadangi, mes vertinome tik išlaidas (rodome su „-‚ ženklu, ekonomiškesnis variantas bus tas, kurio mažesnės išlaidos. 1 variante esamoji vertė yra didesnė apie 8500 tūkst. Lt.

Išanalizavę eksploatacinių sąnaudų ir esamosios vertės metodais abu variantus, matome, kad ekonomiškesnis variantas yra pirmasis. Todėl tiksliam skaičiavimui pasirenkame 1 variantą.

1.8. Tikslus 1 varianto tinklo skaičiavimas

Perbraižome 1 varianto apytikslio srautų pasiskirstymo schemą (2 pav.).

4 pav. Srautų pasiskirstymas tinkle.

Atkarpos A-5-3 galios, įtampos nuostolių, įtampos aukštojoje ir žemojoje pusėje skaičiavimas

Pradžioje skaičiuojame pusę kiekvienos linijos generuojamos galios:

MVar

MVar

Tiksliname pastočių apkrovas. Skaičiavimus atliekame maksimaliame režime:

25+j15+0.145+j2.16-j0.172=25.145+j16.988 MVA

29+j14+0.163+j2.553-j0.172-j0.052 =

=29.163+j16.329 MVA

Nubraižome šaką P-5-3 su patikslintomis transformatorinių apkrovomis ir linijų varžomis:

5 pav. Patikslintos transformatorinių apkrovos su linijų varžomis.

Galios nuostoliai atkarpoje 5-3:

MVA

Srautas linijos 5-3 pradžioje:

MVA

Srautas linijos P-5 gale:

MVA

Galios nuostoliai P-5:

MVA

Srautas linijos P-5 pradžioje:

MVA

Skaičiuojame įtampos išilginę ir skersinę dedamąsias P-5 atkarpoje:

kV

kV

Tada įtampos nuostoliai linijoje P-5:

kV

Tada įtampa P-5 linijos gale:

kV

Analogiškai apskaičiuojame įtampą atkarpos 5-3 gale:

kV

kV

kV

kV

Skaičiuojame įtampų dedamąsias, nuostolius transformatoriuose bei įtampas transformatorių antrinių gnybtų pusėje.

Įtampos kritimų dedamosios:

kV

kV

Nuostoliai transformatoriuose 3 pastotėje:

kV

Įtampa 3 pastotės transformatorių antrinių gnybtų pusėje:

kV

5 transformatorinės skaičiavimai:

kV

kV

kV

Įtampa 5 pastotės transformatorių antrinių gnybtų pusėje:

kV

Atkarpos A-2-1 galios, įtampos nuostolių, įtampos aukštojoje ir žemojoje pusėje skaičiavimas

Pradžioje skaičiuojame pusę kiekvienos linijos generuojamos galios:

MVar

MVar

Tiksliname pastočių apkrovas. Skaičiavimus atliekame maksimaliame režime:

9+j5+0.058+j0.832-j0.31=9.058+j5.522 MVA

14+j10+0.094+j1.243-j0.17-j0.31 =

=14.094+j10.763 MVA

Nubraižome šaką P-2-1 su patikslintomis transformatorinių apkrovomis ir linijų varžomis:

6 pav. Patikslintos transformatorinių apkrovos su linijų varžomis.

Galios nuostoliai atkarpoje 2-1:

MVA

Srautas linijos 2-1 pradžioje:

MVA

Srautas linijos P-2 gale:

MVA

Galios nuostoliai P-2:

MVA

Srautas linijos P-2 pradžioje:

MVA

Skaičiuojame įtampos išilginę ir skersinę dedamąsias P-2 atkarpoje:

kV

kV

Tada įtampos nuostoliai linijoje P-2:

kV

Tada įtampa P-2 linijos gale:

kV

Analogiškai apskaičiuojame įtampą atkarpos 2-1 gale:

kV

kV

kV

kV

Skaičiuojame įtampų dedamąsias, nuostolius transformatoriuose bei įtampas transformatorių antrinių gnybtų pusėje.

Įtampos kritimų dedamosios:

kV

kV

Nuostoliai transformatoriuje 1 pastotėje:

kV

Įtampa 1 pastotės transformatoriaus antrinių gnybtų pusėje:

kV

2 transformatorinės skaičiavimai:

kV

kV

kV

Įtampa 2 pastotės transformatorių antrinių gnybtų pusėje:

kV

Atkarpos P-4 galios, įtampos nuostolių, įtampos aukštojoje ir žemojoje pusėje skaičiavimas

Pradžioje skaičiuojame pusę kiekvienos linijos generuojamos galios:

MVar

Tiksliname pastočių apkrovas:

15+j9+0.096+j1.276-j0.428=15.096+j9.848 MVA

7 pav. Patikslintos transformatorinių apkrovos su linijų varžomis.

Galios nuostoliai atkarpoje P-4:

MVA

Srautas linijos P-4 pradžioje:

15.096+j9.848+0.13+j0.136-j0.428=15.226+j9.557 MVA

Skaičiuojame įtampos išilginę ir skersinę dedamąsias P-4 atkarpoje:

kV

kV

kV

115-1.161=113.839 kV

Perskaičiuojame įtampų dedamąsias, įtampų nuostolius transformatoriuose bei įtampas transformatorių antrinių gnybtų pusėje.

Įtampos kritimų dedamosios:

kV

kV

Nuostoliai transformatoriuje 4 pastotėje:

kV

Įtampa 4 pastotės transformatorių antrinių gnybtų pusėje:

kV

Analogiškus skaičiavimus atliekame ir minimaliam režimui. Skaičiavimų rezultatus surašome į 27, 28 ir 29lenteles.

27 lentelė. Galios srautai linijų pradžioje ir gale maksimaliame ir minimaliame režimuose.

Darbo režimai Linija Sp,MVA Sg,MVA

Maksimalus P-5 54,48+j33,418 54,411+j33,292

5-3 25,248+j16,964 25,145+j16,988

P-2 23,344+j16,006 23,218+j16,043

2-1 9,123+j5,28 9,058+j5,522

P-4 15,226+j9,557 15,096+j9,848

Minimalus P-5 23,197+j14,958 23,184+j14,977

5-3 12,104+j7,469 12,082+j7,608

P-2 17,193+j6,993 17,138+j7,105

2-1 7,076+j2,933 7,041+j3,207

P-4 11,143+j7,048 11,072+j7,402

28 lentelė. Įtampa pastočių transformatorių antrinių gnybtų pusėje ir vartotojų galios.

Vartotojas Maksimalus režimas Minimalus režimas

UŽ, kV S, MVA UŽ, kV S, MVA

1 10,415 9+j5 10,642 7+j3

2 10,523 14+j10 10,792 10+j4

3 10,028 25+j15 10,285 12+j7

4 10,513 15+j9 10,635 11+j7

5 10,103 29+j14 10,315 11+j7

29 lentelė. Galios srautai, įtampos nuostoliai ir įtampų reikšmės transformatorių gnybtuose (aukštojoje pusėje) maksimaliame ir minimaliame režimuose.

Pastotės ZT Maksimalus režimas Minimalus režimas

PT QT ΔUT U, PT QT ΔUT U,

Ω MW MVar kV kV MW MVar kV kV

1 4,649+j86,789 9,058 5,522 4,403 113,284 7,041 3,207 2,611 113,873

2 2,325+j43,395 14,094 10,763 4,259 114,267 10,062 4,173 1,724 114,552

3 1,28+j27,773 25,145 16,988 4,263 114,089 12,082 7,608 1,944 114,587

4 2,325+j43,395 15,096 9,848 3,927 113,839 11,072 7,402 2,967 114,148

5 1,28+j27,773 29,163 16,329 4,072 114,726 11,079 7,508 1,909 114,879

1.9. Įtampos reguliavimo skaičiavimas maksimaliam ir minimaliam režimams

Skaičiuojame transformatoriaus reguliavimo intervalus.

Žemos įtampos pageidaujamos reikšmės:

maksimalus režimas kV

minimalus režimas kV

Maksimalus režimas

Įtampa žemojoje pusėje :

kV

Skaičiuojame pageidaujamą vijų skaičių:

Santykinė vienos transformatoriaus atšakos vertė:

Pageidaujama atšaka:

Parenkame artimiausią skaičių:

Faktinė įtampa:

kV

Analogiškai paskaičiuojame ir kitiems vartotojams. Duomenis surašome į 30 ir 31lenteles:

30 lentelė. Transformatorių darbinių atšakų parinkimas. Maksimalus režimas.

Vartotojas U, kV ,kV Wpag Npag N Uf, kV

1 113,284 108,88 0,008 -0,475 0 10,415

2 114,267 110,008 0,002 0,12 0 10,523

3 114,089 109,825 -0,045 -2,528 -3 10,593

4 113,839 109,912 0,001 0,071 0 10,513

5 114,726 110,653 -0,038 -2,123 -2 10,476

31 lentelė. Transformatorių darbinių atšakų parinkimas. Minimalus režimas.

Vartotojas U, kV ,kV Wpag Npag N Uf, kV

1 113,873 111,262 0,064 3,609 4 9,935

2 114,552 112,828 0,079 4,451 4 10,075

3 114,587 112,643 0,028 1,600 2 9,931

4 114,148 111,18 0,063 3,565 4 9,928

5 114,879 112,97 0,031 1,768 2 9,960

2. Grafinė dalis

Join the Conversation

×
×