Розрахунок аналіз і оптимізація режимів та втрат електроенергії в підприємстві КАТЕКелектросеть

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня установа вищої професійної освіти

Красноярський державний технічний університет

Кафедра "Електричні системи та мережі"

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедрою

_________

"___" _______ 2005

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

РОЗРАХУНОК, АНАЛІЗ І ОПТИМІЗАЦІЯ РЕЖИМІВ І ВТРАТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ У ПІДПРИЄМСТВІ "КАТЕКЕЛЕКТРОСЕТЬ"

Пояснювальна записка

ЗАВДАННЯ

з дипломного проектування студенту

1 Тема проекту

Розрахунок, аналіз та оптимізація режимів та втрат електроенергії в підприємстві "КАТЕКелектросеть".

2 Затверджена наказом по університету № 108 від 24.01.05 р.

3 Термін здачі студентом закінченого проекту ________

4 Вихідні дані до проекту

Принципова схема з'єднань КАТЕКелектросеті; схема КАТЕКелектросеті з контрольними вимірами навантажень під час літнього та зимового дня (червень, грудень 2004 р.); річний звіт підприємства КАТЕКелектросеть.

5 Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік які підлягають розробці питань)

Розробка розрахункової схеми з визначенням параметрів схеми заміщення і підготовкою інформації для розрахунку на ПЕОМ; розрахунок, аналіз і оптимізація режимів.

6 Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов'язкових креслень)

Креслення 1, 2 - Принципова схема електричних з'єднань КАТЕКелектросеті.

Креслення 3, 4 - Машинна схема заміщення з результатами розрахунку нормального усталеного режиму.

Креслення 5 - Аналіз результатів розрахунку режиму при зміні навантажень в мережі 35 кВ.

Креслення 6 - Укрупненная блок-схема програми розрахунку сталого режиму.

Креслення 7 - Математична модель РУР.

КАЛЕНДАРНИЙ ГРАФІК

роботи над проектом на весь період проектування (із зазначенням термінів виконання та трудомісткості окремих етапів)

1 Збір інформації для виконання роботи

03.04.2005

2 Складання розрахункової схеми заміщення

20.04.2005

3 Визначення параметрів схеми заміщення

25.05.2005

4 Вивчення програми "RASTR"

01.05.2005

5 Підготовка файлів вихідної інформації

05.05.2005

6 Розрахунок заданих режимів роботи електричних мереж

10.05.2005

7 Опис математичних моделей елементів електричних мереж

15.05.2005

8 Опис методу розрахунку усталеного режиму

18.05.2005

9 Виконання економічної частини

26.05.2005

10 Розгляд питань охорони праці та навколишнього середовища

31.06.2005

11. Оформлення розрахунково-пояснювальної записки

01.06.2005

12. Виконання графічної частини дипломного проекту

07.06.2005

Зміст

Введення

1. Характеристика підприємства електричних мереж як об'єкта дослідження

1.1 Економіко - географічна характеристика району

1.2 Конструктивно параметрична характеристика об'єкта

1.3 Опис основного обладнання та характеристика елементів схеми заміщення

2. Характеристика задачі розрахунку, аналізу та оптимізації режимів РЕЗ 110-35 кВ по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації

2.1 Математична постановка задачі розрахунку усталених режимів

2.2 Методи рішення УУР

2.3 Загальна характеристика і математична постановка задачі оптимізації електричних режимів

2.4 Опис методу оптимізації

3. Розрахунок і аналіз характерних усталених режимів ШРЕС

3.1 Характеристика ПВК розрахунку усталеного режиму і його оптимізації

3.1.1 Характеристика ПВК "RASTR"

3.2 Аналіз характерних електричних режимів

3.2.1 Аналіз зимового періоду

4. Облік якості електричної енергії при розрахунках зі споживачами

5. Безпека і екологічність проекту

5.1 Організація управління безпеки життя діяльності та охорони навколишнього середовища на підприємстві

5.2 Аналіз небезпек та умов уражень при експлуатації та ремонті ЛЕП 110 кВ

5.3 Захисні заходи і засоби, що забезпечують недоступність струмоведучих частин

5.4 Засоби і заходи безпеки при випадковому появі напруги на металічних опорах і крокової напруги

5.5 Організаційні та технічні заходи при ремонтно-налагоджувальних роботах на ПЛ 110 кВ

5.6 Пожежна безпека

5.7 Екологічність проекту

Список використаних джерел

Введення

Оптимізація режимів роботи Шариповський електричних мереж за напругою і коефіцієнтів трансформації з мінімізацією втрат потужності та електроенергії. В електричних мережах при передачі електроенергії (ЕЕ) від джерел до споживачів частина її неминуче витрачається на нагрівання провідників, створення електромагнітних полів та інші ефекти. Втрати електроенергії (їх технічна величина і комерційні втрати) залежать від параметрів режиму та схеми електричної мережі, визначаються недосконалістю системи обліку, нерівномірністю оплати, розкраданням і т.д. Вирішенню завдання зниження втрат ЕЕ присвячено значну кількість робіт, що розглядають різні аспекти даної проблеми. Зниження технічної величини втрат ЕЕ (оптимізація режимів роботи з активної та реактивної потужності) є складною інженерно-технічним завданням, вирішення якої вимагає наявності прикладного математичного забезпечення. Складність застосовуваних алгоритмів, значний обсяг вихідних даних призводять до необхідності роздільного розгляду завдання оптимального розподілу активних і реактивних потужностей. Крім зазначених причин, поділу завдання оптимізації сприяє те, що вплив активних потужностей електростанцій на розподіл реактивних досить значно, а зворотне відносно невелике. Цим виправдовується практичне вирішення задачі оптимізації режимів по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації як завдання "дооптімізаціі" режиму при заданому розподілі активних потужностей.

У відповідності зі структурою та принципами оперативного управління енергосистемою відповідні підрозділи займаються оптимізацією режимів роботи системи на своїх рівнях, причому вироблені завдання передаються на більш низький рівень як обов'язкові для нього вимоги до режиму або накладені на режим обмеження. Оптимізація режиму в цілому досягається при строгому дотриманні "принципу оптимальності", відповідно до якого завдання, отримані від більш високого рівня системи, реалізуються при забезпеченні оптимального режиму на даному рівні. Перевага поділу завдання можна бачити з позицій інформаційної та апаратної. Внаслідок високої складності мереж детальний розрахунок оптимального режиму, який розглядає кожне джерело і кожен засіб регулювання, значно трудомісткий і важко реалізувати. Крім того, збір інформації про енергосистемі і її концентрація в одному місці пов'язані з чималими витратами.

Зазначена складність завдань як оптимізації за "всім змінним" так і оптимізація режимів по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації призводить до неможливості оптимального управління режимами, без використання прикладного математичного забезпечення, навіть досвідченим диспетчерським персоналом. Цьому також сприяє неможливість отримання в режимі реального часу достовірних відомостей про втрати потужності.

Розглянутій задачі оптимізації режимів по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації присвячена значна частина робіт, низка з яких були реалізовані в програмно-обчислювальних комплексах. Для вирішення поставленого завдання застосований програмно-обчислювальних комплекс "Rastr".

Метою даної роботи є зниження втрат електроенергії. Очікується, що після реалізації запропонованих заходів воно складе 10-15%, а це призведе до значного економічного ефекту і в кінцевому рахунку зниження ціни одиниці продукції, відпущеної споживачу. Реалізація комплексу заходів, отриманих під час вирішення завдання оптимізації, не вимагатиме від підприємства електричних мереж (ПЕМ) додаткових капітальних вкладень. З огляду на це, необхідно відзначити, високу економічну ефективність застосування результатів даної роботи на практиці.

Складність розв'язуваної задачі приводить до того, що при безпосередньому застосуванні використовуваних комплексів неможливо повною мірою вирішити завдання оптимізації за напругою, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації. Тому в даній роботі застосовується метод роздільного оптимізації режиму. Рішення завдання проходить у три етапи: зниження впливу неоднорідностей замкнутих частин мережі (визначення оптимальних точок розмикання в мережі 35 кВ), оптимальний розподіл реактивної потужності між джерелами всередині мережі, регулювання рівня напруги в мережі. Такий підхід до вирішення задачі оптимізації режимів по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації призводить до значного підвищення ефекту оптимізації. Зазначимо, що отримані попередні результати розрахункового аналізу є кілька ідеалізованими, так як практично важко реалізувати повний обсяг рекомендованих оптимізаційних заходів, внаслідок чого очікуваний ефект буде дещо менше теоретичного. Однак навіть часткове виконання запропонованих заходів призведе до значної економії електроенергії. Для більш повного узгодження теоретичних результатів та практичної реалізації отриманих рекомендацій необхідна інформація про графіки зміни напруги на шинах живильних підстанцій. Основні втрати потужності в розглянутих мережах зосереджені в лініях 110 кВ, тому найбільший ефект оптимізації очікується при регулюванні рівня напруги. У зв'язку з цим результати оптимізації в більшій мірі залежать від взаємодії та узгодженої роботи ШРЕС з суміжними підприємствами електричних мереж.

Важливими практичними результатами даної роботи є вироблення рекомендацій та заходів з оптимізації режимів мережевого підприємства з метою зниження втрат потужності і електроенергії та поліпшення її якості.

1 Характеристика підприємства електричних мереж як об'єкта дослідження

1.1 Економіко - географічна характеристика району

Шариповкій район знаходиться у південній частині Красноярського краю і межує з Ужурський районом, Балахтінський районом, Новоселівська районом, Кемеровської областю і республікою Хакасія. Місто Шарипово знаходиться на заході Красноярського краю, в 320 км від крайового центру. Місто розташоване в Назаровской улоговині, оточеній з сходу плавними невисокими відрогами Східного Саяна, із заходу - крутими хребтами Кузнецького Алатау. Він знаходиться на висоті 320 - 350 м над рівнем моря і лежить на одній широті з Москвою. Шарипово є адміністративним центром КАТЕКа - Кансько-Ачинського паливно-енергетичного комплексу. Це місто будівельників, вугільників, енергетиків. Статус міста, перетвореного з старовинного села Шарипово, він отримав 31 липня 1981. Головне природне багатство, завдяки якому гордий отримав народження - буре вугілля Березовського родовища, що є одним з найбільших Кансько-Ачинського буровугільного басейну. Місто Шарипово і навколишній його Шариповський район як дві самостійні адміністративно-територіальні одиниці займають простір у чотири тисячі квадратних кілометрів. Шариповський район лежить на стику Західно-Сибірської рівнини, Середньосибірського плоскогір'я і гір Південного Сибіру, ​​тому має складну геологічну будову і рельєф. Тут сусідять передгірні рівнини, відроги Кузнецького Алатау і Східного Саяна, міжгірські западини (Назаровская, Чебакова-Балахтінський улоговина), низькогірні кряжі Південно-Енсейскій, Арга, Солгон. Район знаходиться в центрі євроазіатського материка, далеко від морів і океанів. Територія належить до басейнів найбільших річок країни - Єнісею та Обі, інші великі річки - Чулим, Кия, Кан, Бірюса. Регіон має унікальну природу, незліченною кількістю озер і річок, корисними копалинами, численними пам'ятниками культур минулого.

Район характеризується різко континентальним кліматом з жарким літом і холодною зимою. Середньорічна температура повітря становить -0,3 ° С з середньомісячними значеннями найбільш холодного місяця (січень) -16,6 ° С. Найбільш теплого місяця (липень) +17,8 ° С. Мінімальна температура в січні складає -43 ° С, у липні +7 ° С. Максимальна температура в липні становить +38 ° С, у січні +10 ° С. Тривалість безморозного періоду 100 - 120 днів. Даний район має невисоку середньорічна кількість опадів, яка складає 512 мм.

Територія знаходиться на стику двох промислово розвинених районів: Красноярського і Кузбасу. З півночі на південь район перетинає залізнична лінія Ачинськ - Червона Сопка - Ужур - Абакан, дає вихід до Транссибірської і Південно-Сибірської магістралі. Зазначена залізнична лінія і її тупикові відгалуження Червона Сопка - Шушь - Базир і Шушь - Кия-Шалтирь одноколійні, обладнані напівавтоматичним блокуванням і обслуговуються тепловозній тягою. Найближчими до об'єктів КАТЕКа залізничними станціями є проміжні станції Шарипово і Дубінін Красноярської залізниці.

Район характеризується порівняно слаборозвиненою мережею існуючих автодоріг, з яких найближчими автошляхами обласного значення є автодороги Ачинськ - Назарово - Ужур, Червона Сопка - Березовська.

КАТЕК - це 600 млн тонн бурого вугілля, розміщених на 60 тисячах кв.км. Вугільні пласти залягають на незначній глибині, деколи в 15-20 метрах від поверхні. Усі родовища Кансько-Ачинського басейну знаходяться в центрі Красноярського краю, їх налічується 24. Потужність вугільних пластів від 20 до 100 метрів. На КАТЕКе є всі можливості для створення найефективніших ГРЕС. Будівництво Березовської ДРЕС розгорнулося на місці, де стояла село Кадат, яка входила до Шариповський район. Для ГРЕС створено Берешское водосховище (ставок - охолоджувач), з площею водного дзеркала 30 кв. км і об'ємом води - 200 млн. кубометрів. З його допомогою водопостачання на ГРЕС здійснюється за оборотною схемою.

1.2 Конструктивно параметрична характеристика об'єкта

Філія "КАТЕКелектросеть" - один з наймолодших у складі ВАТ "Красноярскенерго". Його створення в складі Красноярскенерго було визначено наказом Міненерго СРСР № 296 від 22.08.80г. Підприємство було організовано для енергопостачання Південного промислового вузла КАТЕКа і виділено зі складу Західних електричних мереж наказом РЕУ Красноярскенерго № 158 від 03.10.80г. Від цієї дати і ведеться початок історії КАТЕКелектросеть.

Організація КАТЕКелектросетей обумовлена ​​необхідністю підвищення надійності електропостачання споживачів Кансько-Ачинського енергетичного комплексу. Зона обслуговування КАТЕКелектросетей включає Шариповський, Ужурський, Балахтінський і Новоселівський адміністративні райони. Центр підприємства знаходиться в місті Шарипово.

У 1981 році був організований Шариповський РЕЗ для вирішення проблем, які постали перед будівельниками КАТЕКа: це будівництво і експлуатація об'єктів промислових майданчиків Березовської ГРЕС-1, розрізу "Березовський" та міста Шарипово. У цьому ж році від БГРЕС-1 передані функції замовника з будівництва ПС "Ітатская" -1150/500/220 кВ і у вересні була введена перша черга підстанції 110/10 кВ. У 1997 році ПС "Ітатская" була передана до складу Красноярського підприємства міжсистемних електричних мереж.

У 1986 році створюється Новоселівський РЕЗ, який і завершив створення виробничої структурної схеми підприємства.

У Ужурський РЕЗ (УРЕС) входять: кількість підстанцій 35-220 кВ - 9 шт.; ТП 10 / 0,4 кВ - 314 шт.; Загальна протяжність ліній електропередач - 1701 км (по трасі), в т.ч. протяжність ПЛ 0,4-10 кВ - 1258 км, ПЛ 35-220 кВ - 443 км.

У Балахтінський РЕЗ (БРЕС) входять: кількість підстанцій 35-110 кВ - 12 шт.; ТП 10 / 0,4 кВ - 353 шт.; Загальна протяжність ліній електропередач - 1916 км (по трасі), в т.ч. протяжність ПЛ 0,4-10 кВ - 1372 км, ПЛ 35-220 кВ - 544 км.

У Новоселівський РЕЗ (НРЕС). В даний час в зону обслуговування НРЕС входять: кількість підстанцій 35-110 кВ - 8 шт.; ТП 10 / 0,4 кВ - 194 шт.; Загальна протяжність ліній електропередач - 1141 км (по трасі), в т.ч. протяжність ПЛ 0,4-10 кВ - 690 км.

У Шариповський РЕЗ (ШРЕС): В даний час в зону обслуговування ШРЕС входять: кількість підстанцій 35-220 кВ - 12 шт.; Загальна протяжність ліній електропередач - 1141 км (по трасі), в т.ч. протяжність ПЛ 0,4-10 кВ - 832 км.

Забезпечення електроенергією споживачів Красноярського краю, що входять в зону дії підприємства "КАТЕКелектросеті" здійснюється від підстанції 220/110 кВ Шариповський з двома АТ по 125 мВА, БУР-1 (Березовський вугільний розріз № 1) з двома АТ по 125 мВА, Ужур з двома АТ по 63 мВА.

Підстанція Шариповський і БУР-1 по ПЛ-220 (Ітатская - Шариповський - БУР-1) приєднані до ліній 220 кВ підстанції 1150/500/220 кВ Ітатская Красноярської енергосистеми. Підстанція 220/110 кВ Ужур приєднана до ПЛ-220 кВ Назаровская ГРЕС - Абакан районна.

Станом на 01.01.91г. електропостачання сільськогосподарських споживачів у зоні КАТЕКсеть здійснювалося від 33 підстанцій 35-110 кВ, з яких 21 ПС 110-220 кВ та 12 ПС 35/10 кВ. Із загальної кількості підстанцій 35_110 кВ 27 ПС загальною потужністю 278 тис. кВ · А сільськогосподарського призначення.

Із загальної кількості підстанцій 32 пс (97%) мають два трансформатора і 28 ПС мають двостороннє харчування. На 26 підстанціях встановлені трансформатори з автоматичним регулюванням напруги під навантаженням (АРПН). На п'яти підстанціях встановлені по одному трансформатору, а на семи підстанціях встановлені трансформатори без регулювання напруги під навантаженням. Мережі сільськогосподарського призначення мають недостатню надійність, оскільки 20% підстанцій мають одностороннє живлення. Крім того, пропускна здатність мереж недостатня для пропуску потужності, зумовленої впровадженням електропостачання в сільськогосподарському виробництві та в побуті сільського населення.

1.3 Опис основного обладнання та характеристика елементів схеми заміщення

Розрахунку встановлених режимів електричної мережі передує складання її схеми заміщення. Вона виходить в результаті об'єднання схем заміщення окремих елементів відповідно до принципової схемою електричних з'єднань. Необхідно вибрати схему заміщення кожного елемента та розрахувати її параметри.

В якості схеми заміщення ліній використовуємо П-подібну схему заміщення з зосередженими опорами і рознесеними по кінцях лінії проводимостями.

Параметри схеми заміщення ЛЕП можна також визначити використовуючи довідкові дані / 1 / або аналітичні вирази.

Питомий активний опір ЛЕП, Ом / км, визначимо з виразу

,

де ρ - питомий активний опір алюмінію, мм 2 / км;

F - перетин дроту, мм.

Питомий індуктивний опір ЛЕП, Ом / км, визначається за формулою виду

,

де D ср - среднегеометрической відстань між фазами, м;

r пр - радіус дроту, мм;

μ = 1 - магнітна проникність алюмінію.

Середньогеометричні відстань між фазами, м,

,

де - Відстані між проводами окремих фаз, м.

Питома місткість провідність, См / км,

.

Параметри схеми заміщення ЛЕП визначаються з виразів виду

,

,

де Z ЛЕП - комплексний опір ЛЕП, Ом;

R ЛЕП - активний опір ЛЕП, Ом

X ЛЕП - індуктивний опір ЛЕП, Ом

B с - ємнісний опір ЛЕП, См

l ЛЕП - довга ЛЕП, км.

Параметри ЛЕП Східних мереж зведені в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1 - Параметри ЛЕП експлуатованих ШРЕС

Найменування ЛЕП

Позначення

U, кВ

Марка дроти

Довжина, км

R, Ом

X, Ом

B С, мСм

Ітатская - Шариповський № 25

Д-123

220

2АС-400

14,89

0,543

3,029

80,393

Ітатская - Шариповський № 25

Д-124

220

2АС-400

14,89

0,543

3,029

80,393

Шариповський № 25 - БГРЕС-1

Д-127

220

АС-240

5,70

0,684

2,415

14,833

Шариповський № 25 - БГРЕС-1

Д-128

220

АС-240

5,70

0,684

2,415

14,833

Шариповський № 25 - БУР

Д-125

220

АС-500

17,75

1,047

7,099

48,722

Шариповський № 25 - БУР

Д-126

220

АС-500

17,75

1,047

7,099

48,722

БУР - Оп.14

З-765

110

АС-185

2,80

0,437

1,127

7,727

БУР - Оп.14

З-766

110

АС-185

2,80

0,437

1,127

7,727

Оп.14 - Жилпоселок

З-765

110

АС-185

5,00

0,780

2,000

13,799

Оп.14 - Жилпоселок

З-766

110

АС-185

5,00

0,780

2,000

13,799

Оп.14 - Конвейєрного транспорту

З-765

110

АС-150

5,326

1,039

2,175

14,388

Оп.14 - Конвейєрного транспорту

З-766

110

АС-150

5,326

1,039

2,175

14,388

БУР - Оп.129

З-763

110

АС-70

22,53

9,463

9,724

57,270

БУР - Оп.129

З-764

110

АС-70

22,53

9,463

9,724

57,270

Оп.129 - Березовська

З-763

110

АС-70

26,38

11,080

11,383

67,057

Оп.129 - Березовська

З-764

110

АС-70

26,38

11,080

11,383

67,057

Оп.129 - Новоалтатка

З-763

110

АС-95

0,54

0,170

0,243

1,407

Оп.129 - Новоалтатка

З-764

110

АС-95

0,54

0,170

0,243

1,407

БУР - Оп.10

З-771

110

АС-95

2,00

0,628

0,856

5,212

БУР - Оп.10

З-772

110

АС-95

2,00

0,628

0,856

5,212

Оп.10 - Центральний виїзд

З-771

110

АС-95

1,00

0,314

0,436

2,606

Оп.10 - Центральний виїзд

З-772

110

АС-95

1,00

0,314

0,436

2,606

Оп.10 - суміщена тяглова

З-771

110

АС-95

0,01

0,003

0,020

0,026

Оп.10 - суміщена тяглова

З-772

110

АС-95

0,01

0,003

0,020

0,026

БУР - Оп.33

З-769

110

АС-70

6,46

2,713

2,799

16,421

БУР - Оп.33

З-770

110

АС-70

6,46

2,713

2,799

16,421

Оп.33 - Дренажна шахта

З-769

110

АС-70

2,54

1,067

1,110

6,457

Оп.33 - Дренажна шахта

З-770

110

АС-70

2,54

1,067

1,110

6,457

Оп.33 - Західний борт

З-769

110

АС-70

0,01

0,004

0,020

0,025

Оп.33 - Західний борт

З-770

110

АС-70

0,01

0,004

0,020

0,025

БУР - Опорна база

З-767

110

АС-70

5,98

2,512

2,592

15,201

БУР - Опорна база

З-768

110

АС-70

5,98

2,512

2,592

15,201

Шариповський № 25 - Оп.10

З-758

110

АС-150

2,00

0,390

0,827

5,403

Шариповський № 25 - Оп.10

З-759

110

АС-150

2,00

0,390

0,827

5,403

Оп.10 - Будує. БГРЕС-1

З-758

110

АС-150

3,60

0,702

1,475

9,725

Оп.10 - Будує. БГРЕС-1

З-759

110

АС-150

3,60

0,702

1,475

9,725

Оп.10 - Інголь

З-758

110

АЖ-120

18,08

4,502

7,458

48,111

Оп.10 - Інголь

З-759

110

АЖ-120

18,08

4,502

7,458

48,111

Шариповський № 25 - РПКБ

З-754

110

АС-150

5,26

1,026

2,148

14,210

Шариповський № 25 - РПКБ

З-755

110

АС-150

5,26

1,026

2,148

14,210

Шариповський № 25 - Оп.13

З-756

110

АС-185

2,75

0,429

1,107

7,589

Шариповський № 25 - Оп.13

З-757

110

АС-185

2,75

0,429

1,107

7,589

Оп.13 - Береш

З-756

110

АС-185

6,55

1,022

2,615

18,077

Оп.13 - Береш

З-757

110

АС-185

6,55

1,022

2,615

18,077

Оп.13 - Західна

З-756

110

АС-150

0,56

0,109

0,243

1,513

Оп.13 - Західна

З-757

110

АС-150

0,56

0,109

0,243

1,513

Шариповський № 25 - Оп.102

З-761

110

АС-150

16,68

3,253

6,779

45,061

Шариповський № 25 - Оп.102

З-762

110

АС-150

16,68

3,253

6,779

45,061

Оп.102 - Парна

З-761

110

АС-150

22,99

4,483

9,337

62,107

Оп.102 - Парна

З-762

110

АС-150

22,99

4,483

9,337

62,107

Оп.102 - Шариповський № 27

З-761

110

АС-150

2,88

0,562

1,183

7,780

Оп.102 - Шариповський № 27

З-762

110

АС-150

2,88

0,562

1,183

7,780

Оп.102 - Міська

З-761

110

АС-150

0,05

0,010

0,036

0,135

Оп.102 - Міська

З-762

110

АС-150

0,05

0,010

0,036

0,135

Парна - Оп.79а

З-79

110

АС-150

20,40

3,978

8,287

55,110

Парна - Оп.79а

З-80

110

АС-150

20,40

3,978

8,287

55,110

Оп.79а - Ітатская № 19

З-79

110

АС-70

2,50

1,050

1,093

6,355

Оп.79а - Ітатская № 19

З-80

110

АС-70

2,50

1,050

1,093

6,355

Оп.79а - Оп.119

З-79

110

АС-150

10,33

2,014

4,204

27,906

Оп.79а - Оп.119

З-80

110

АС-150

10,33

2,014

4,204

27,906

Оп.119 - Горячегорская

З-79

110

АС-150

2,40

0,468

0,989

6,484

Оп.119 - Горячегорская

З-80

110

АС-150

2,40

0,468

0,989

6,484

Оп.119 - Кия-Шалтирь

З-79

110

АС-150

53,70

10,472

21,788

145,07

Оп.119 - Кия-Шалтирь

З-80

110

АС-150

53,70

10,472

21,788

145,07

Парна - Оп.91

З-70

110

АС-150

20,32

3,962

8,254

54,894

Парна - Оп.91

З-71

110

АС-150

20,32

3,962

8,254

54,894

Оп.91 - ОРАК

З-70

110

АС-95

0,93

0,292

0,407

2,424

Оп.91 - ОРАК

З-71

110

АС-95

1,10

0,345

0,478

2,867

Оп.91 - Ужур

З-70

110

АС-150

23,11

4,506

9,386

62,431

Оп.91 - Ужур

З-71

110

АС-150

23,11

4,506

9,386

62,431

Ужур - Чулим

З-74

110

АС-95

20,79

6,528

8,753

54,181

Ужур - Чулим

З-75

110

АС-95

20,79

6,528

8,753

54,181

Ужур - Малий Імиш

З-72

110

АС-150

39,91

8,546

18,158

121,34




АС-185

4,90




Ужур - Малий Імиш

З-73

110

АС-150

44,81

8,738

18,184

121,05

Малий Імиш - Оп.115

З-776

110

АС-70

28,30

11,886

12,210

71,937

Малий Імиш - Оп.115

З-777

110

АС-95

28,30

8,886

11,910

73,754

Оп.115 - Светлолобовская

З-776

110

АС-70

2,20

0,924

0,964

5,592

Оп.115 - Светлолобовская

З-777

110

АС-95

2,20

0,691

0,940

5,733

Оп.115 - Новоселівська

З-776

110

АС-70

12,50

5,250

5,402

31,774

Оп.115 - Новоселівська

З-777

110

АС-95

12,50

3,925

5,269

32,577

Новоселівська - Зрошення

З-773

110

АС-120

7,37

1,835

3,051

19,602

Зрошення - Товстий Мис

З-773

110

АС-120

13,56

3,376

5,600

36,065

Новоселівська - Оп.129

З-78

110

АС-70

31,50

13,230

13,595

80,033

Оп.129 - Кургани

З-78

110

АС-70

0,57

0,239

0,261

1,448

Оп.129 - Оп.148

З-78

110

АС-70

4,60

1,932

1,999

11,687

Оп.148 - чулимська

З-78

110

АС-95

6,30

1,978

2,665

16,411

Оп.148 - Оп.247

З-78

110

АС-70

30,42

12,776

13,130

77,289

Оп.247 - Балахтінський

З-78

110

АС-120

13,4

3,337

5,531

35,658

Оп.247 - Оп.265

З-78

110

АС-70

4,38

1,840

1,904

11,128

Оп.265 - Приморська

З-78

110

АС-70

13,75

5,775

5,943

34,935

Оп.265 - Новий Огур

З-78

110

АС-70

6,60

2,772

2,861

16,769

Новоселівська - Оп.124

З-775

110

АС-120

31,58

7,863

13,021

83,993

Оп.124 - Кургани

З-775

110

АС-120

0,56

0,139

0,246

1,489

Оп.124 - Оп.141

З-775

110

АС-120

4,60

1,145

1,910

12,235

Оп.141 - чулимська

З-775

110

АС-95

6,30

1,978

2,665

16,411

Оп.141 - Оп.238

З-775

110

АС-120

26,0

6,474

10,723

69,152

Оп.238 - Балахтінський

З-775

110

АС-120

13,3

3,312

5,493

35,374

Оп.238 - Оп.256

З-775

110

АС-120

4,27

1,063

1,774

11,357

Оп.256 - Приморська

З-775

110

АС-120

14,2

3,536

5,864

37,768

Оп.256 - Новий Огур

З-775

110

АС-120

6,69

1,666

2,771

17,793

Малий Імиш - Оп.206

З-781

110

АС-70

38,40

16,128

15,849

97,611

Малий Імиш - Оп.206

З-782

110

АС-70

38,40

16,128

15,849

97,611

Оп.206 - Кажани

З-781

110

АС-70

1,212

0,509

0,515

3,081

Оп.206 - Кажани

З-782

110

АС-70

1,212

0,509

0,515

3,081

Оп.206 - Тюльковская

З-781

110

АС-70

12,30

5,166

5,087

31,266

Оп.206 - Тюльковская

З-782

110

АС-70

12,30

5,166

5,087

31,266

Шариповський № 27 - Шушь

Т-41

35

АС-95

17,20

5,401

6,925

46,897

Шариповський № 27 - Шушь

Т-42

35

АС-95

17,20

5,401

6,925

46,897

Шушь - Локшина

Т-43

35

АС-95

23,48

7,373

9,572

63,189

Локшина - Михайлівка

Т-49

35

АС-95

17,58

5,520

7,171

47,311

Михайлівка - Крутоярського

Т-44

35

АС-95

9,07

2,848

3,707

24,409

Михайлівка - Яга

Т-45

35

АС-95

25,43

7,985

10,366

68,437

Крутоярського - Червона сопка

Т-24

35

АС-95

16,15

5,071

6,589

43,463

Крутоярського - Солгон

Т-26

35

АС-70

23,82

10,004

9,963

62,475

Солгон - Степне (ЗЕС)

Т-26

35

АС-70

28,55

11,991

11,938

74,881

Яга - Петропавлівка

Т-46

35

АС-95

33,50

10,519

13,650

90,154

Малий Імиш - Петропавлівка

Т-37

35

АС-95

23,20

7,285

9,336

63,256

Малий Імиш - Петропавлівка

Т-38

35

АС-95

23,20

7,285

9,336

63,256

Петропавлівка - Грузенка

Т-6

35

АС-70

20,70

8,694

8,660

54,292

Грузенка - Курбатовская

Т-7

35

АС-70

11,41

4,792

4,781

29,926

Курбатовская - Тюльковская

Т-34

35

АС-70

19,28

8,098

8,067

50,568

Тюльковская - Белоярська

Т-35

35

АС-70

16,43

6,901

6,877

43,093

Тюльковская - Белоярська

Т-36

35

АС-70

1,9

7,861

5,863

35,930




АС-50

11,93




Тюльковская - Еловка

Т-11

35

АС-70

24,14

10,139

10,097

63,314

Малий Імиш - Ужурсовхоз

Т-39

35

АС-95

17,7

5,558

7,126

48,260

Малий Імиш - Ужурсовхоз

Т-40

35

АС-95

17,7

5,558

7,126

48,260

Двохобмотувальні трансформатори представляються у вигляді однопроменевих Г-образних схем заміщення. Типи трансформаторів встановлених на підстанціях підприємства "КАТЕКелектросеть" та їх паспортні дані наведені у таблиці 1.2. Параметри схеми заміщення можна визначити використовуючи довідкові дані / 2 /, або використовуючи аналітичні вирази.

Активний опір трансформатора, Ом, визначимо за формулою

,

де Δ P к - втрати короткого замикання в трансформаторі, кВт;

U ном - номінальна напруга обмотки трансформатора, до якої наводиться опір, кВ;

S ном - номінальна потужність трансформатора, МВ · А.

Індуктивний опір трансформатора, Ом, визначимо з виразу

,

де u к - напруга короткого замикання,%.

Активна провідність трансформатора, См, обчислимо скориставшись виразом

,

де Δ P х.х. - активні втрати холостого ходу в трансформаторі, кВт.

Індуктивна провідність трансформатора, См, обчислюємо з виразу

,

де I х.х. - струм холостого ходу трансформатора,%.

Таблиця 1.2 - Паспортні дані трансформаторів ШРЕС

Назва підстанції

Тип трансформатора

Межі регулювання

Кол. ТР, шт

U ном, кВ

u к,%

Δ P к, кВт

Δ P х.х., кВт

I х.х.,%





ВН

СН

НН

ВН-СН

ВН-ПН

СН-ПН




Ітатская 10В

АОДЦТН-167000

± 6 × 2,1%

2

500 / √ 3

230 / √ 3

11,0

11,0

35,0

21,5

325

125

0,4

Шариповський № 25

АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

2

230

121

11,0

11,0

31,0

16,0

290

85

0,5

БУР

АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

2

230

121

11,0

11,0

31,0

16,0

290

85

0,5

Жилпоселок

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

85,0

19,0

0,7

Конвеєрного транспорту

ТРДН-40000/110

± 9 × 1,78%

1

115

10,5 / 10,5

-

10,5

-

172

36,0

0,65


ТРДЦН-40000/110

± 9 × 1,78%

1

115

10,5 / 10,5

-

10,5

-

172

36,0

0,65

Березівка

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

38,5

11,0

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

Новоалтатка

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7

Центральний виїзд

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

85,0

19,0

0,7

Поєднуючи. тягова

ТДТНЖ-25000/110

± 9 × 1,78%

2

115

27,5

6,6

10,5

17,0

6,0

140

42,0

0,9

Дренажна шахта

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

6,6

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Дренажна шахта

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

11,0

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7

Опорна база

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

6,6

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Західний Борт

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

11,0

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7


ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

6,6

-

10,5

-

85,0

19,0

0,7

Будує. БГРЕС-1

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

85,0

19,0

0,7

Інголь

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

РПКБ

ТРДН-40000/110

± 9 × 1,78%

2

115

10,5 / 10,5

-

10,5

-

172

36,0

0,65

Береш

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7

Західна

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

85,0

19,0

0,7

Парна

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Шариповський № 27

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

38,5

11,0

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

Міська

ТРДН-25000/110

± 9 × 1,78%

2

115

10,5 / 10,5

-

10,5

-

120

27,0

0,7

Ітатская 19В

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Горячегорск

ТМТГ-7500/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

6,6

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8


ТМТГ-5000/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

6,6

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Кия-Шалтирь

ТДТНГ-10000/110

± 9 × 1,78%

1

115

38,5

6,6

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1


ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

1

115

38,5

6,6

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

ОРАК

ТАМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%

1

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5


ТАМН-2 500/110

+10 (-8) × 1,5%

1

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5

Ужур

АТДЦТН-63000

± 6 × 2,0%

2

230

121

11,0

11,0

35,7

21,9

215

45

0,5

Учум

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

38,5

11,0

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

Малий Імишь

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

38,5

11,0

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

Светлолобовская

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Новоселівська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Зрошення

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

6,6

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7

Товстий Мис

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Кургани

ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%

2

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5

Чулимська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Балахтанская

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

60,0

14,0

0,7

Приморська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

1

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8


ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%

1

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5

Новий Огур

ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%

1

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5


ТАМ (Н) -2500/110

+10 (-8) × 1,5%

1

110

-

11,0

-

10,5

-

22,0

5,5

1,5

Кажани

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%

2

115

-

11,0

-

10,5

-

44,0

11,5

0,8

Тюльковская

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%

2

115

38,5

11,0

10,5

17,0

6,0

76,0

17,0

1,1

Шушь

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

33,5

6,7

1,0

Локшина

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

33,5

6,7

1,0

Михайлівка

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

33,5

6,7

1,0

Крутоярського

ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

46,5

9,2

0,9

Яга

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1

Солгон

ТМ-2500/35

± 2 × 2,5%

2

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1

Петропавлівка

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1

Грузенка

ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

46,5

9,2

0,9

Курбатовская

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%

1

35,0

-

11,0

-

7,5

-

33,5

6,7

1,0


ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%

1

35,0

-

11,0

-

7,5

-

46,5

9,2

0,9

Белоярська

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%

1

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1


ТМ-2500/35

± 2 × 2,5%

1

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1

Еловка

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

6,5

-

23,5

5,1

1,1

Ужурсовхоз

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%

2

35,0

-

11,0

-

7,5

-

33,5

6,7

1,0

Параметри двообмоткових трансформаторів у схемі заміщення наведені в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 - Параметри двообмоткових трансформаторів ШРЕС

Тип трансформатора

R, Ом

X, Ом

G, мСм

B, мСм

ТДН-16000/110

4,391

86,79

1,437

8,469

ТРДН-40000/110

1,422

34,72

2,722

19,660

ТРДЦН-40000/110

1,422

34,72

2,722

19,660

ТДН-10000/110

7,935

138,86

1,059

5,293

ТМН-6300/110

14,661

220,42

0,870

3,811

ТРДН-25000/110

2,539

55,55

2,042

13,233

ТМТГ-7500/110

10,345

185,15

0,870

4,537

ТМТГ-5000/110

23,276

277,73

0,870

3,025

ТМН (ТАМН) -2500/110

42,592

508,20

0,455

3,099

ТМН-4000/35

2,565

22,97

5,469

32,653

ТМН-6300/35

1,435

14,58

7,510

46,286

ТМН (ТМ) -2500/35

4,606

31,85

4,163

22,449

Трьохобмотувальні трансформатори представляються у вигляді трипроменевою Г-образної схеми заміщення.

Параметри триобмоткового трансформатора також можна визначити, використовуючи довідкові дані / 2 / або такі вирази.

Активні опору обмоток вищої, середньої та нижчої напруг, Ом, визначимо за формулами

,

,

,

де Δ P к, в, Δ P к, с, Δ P к, с - втрати активної потужності короткого замикання

відповідні променям схеми заміщення, кВт.

Втрати активної потужності короткого замикання відповідні променям схеми заміщення, кВт, визначаються з виразів

Δ P к, в = 0,5 P к, в-н + Δ P к, в-с - Δ P к, с-н),

Δ P к, с = 0,5 P к, в-с + Δ P к, с-н - Δ P к, в-н),

Δ P к, н = 0,5 P к, в-н + Δ P к, с-н - Δ P к, в-с),

де Δ P к, в-н, Δ P к, в-с, Δ P к, с-н - втрати активної потужності короткого замикання між обмотками ВН і НН, ВН і СН, СН і НН, відповідно, кВт.

Так як вітчизняні трьохобмотувальні трансформатори з метою уніфікації в основному виготовляються з обмотками однакової потужності, то в таблиці 1.3 задані втрати на одну пару обмоток P к, в-н). У цьому випадку активні опори всіх трьох обмоток рівні між собою.

Індуктивні опору обмоток вищої, середньої та нижчої напруг, Ом, визначаються з виразів

,

,

,

де u k, у, u к, с, u к, н - напруги короткого замикання обмоток відповідних променів схеми,%.

Напруги короткого замикання відповідні променям схеми заміщення визначаються з виразів виду:

u к, в = 0,5 (u к, в-н + u к, в-с - u к, с-н),

u к, с = 0,5 (u к, в-с + u к, с-н - u к, в-н),

u к, н = 0,5 (u к, в-н + u к, с-н - u к, в-с),

де u к, в-н, u к, в-с, u к, с-н - втрати активної потужності короткого замикання між обмотками ВН і НН, ВН і СН, СН і НН відповідно, кВт.

Провідності триобмоткових трансформаторів обчислюються за виразами (1.3) та (1.4). Параметри триобмоткових трансформаторів для схеми заміщення наведені в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 - Параметри триобмоткових трансформаторів ВЕС.

Тип трансформатора

R В, Ом

R С, Ом

R Н, Ом

X В, Ом

X С, Ом

X Н, Ом

G · 10 -6, См

B · 10 -6, См

АОДЦТН-167000

0,486

0,486

0,486

61,128

0

113,523

1,500

8,016

АТДЦТН-125000

0,491

0,491

0,736

55,016

0

76,176

1,607

11,815

ТДТН-10000/110

5,026

5,026

5,026

142,169

0

82,656

1,285

8,318

ТДТНЖ-25000/110

1,481

1,481

1,481

56,868

0

33,063

3,176

17,013

ТДТНГ-10000/110

5,026

5,026

5,026

142,169

0

82,656

1,285

8,318

АТДЦТН-63000

1,433

1,433

2,149

104,121

0

195,646

0,851

5,955

Для розрахунку усталеного режиму на схемі заміщення також необхідно вказати коефіцієнти трансформації трансформаторів. Значення коефіцієнтів трансформації і відповідні їм анцапфи зведені в таблицю 1.6. База даних анцапф наведена в додатку А.

Об'єктом моделювання є чотири режими характерних зимових та літніх доби Шариповський районних електричних мереж 2004 року. Заміри проводилися в 4, 9, 19 і в 22 години, позначимо ці режими номерами по порядку: перший, другий, третій і четвертий, відповідно.

Таблиця 1.2 - Паспортні дані трансформаторів ШРЕС

Назва підстанції

Тип трансформатора

Межі регулювання

Позначення

Сторона

Режим






4.00

10.00

19.00

22.00






k т

АНЦ.

k т

АНЦ.

k т

АНЦ.

k т

АНЦ.

Ітатская 10В

АОДЦТН-167000

± 6 × 2,1%

ВН










АОДЦТН-167000

± 6 × 2,1%

ВН









Шариповський № 25

АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

ВН










АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

ВН









БУР

АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

ВН










АТДЦТН-125000

± 6 × 2,0%

ВН









Жилпоселок

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%












ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%











Конвеєрного транспорту

ТРДН-40000/110

± 9 × 1,78%












ТРДЦН-40000/110

± 9 × 1,78%











Березівка

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%












ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











Новоалтатка

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%












ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%











Центральний виїзд

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%












ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%











Поєднуючи. тягова

ТДТНЖ-25000/110

± 9 × 1,78%












ТДТНЖ-25000/110

± 9 × 1,78%











Дренажна шахта

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%












ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%











Опорна база

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%












ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Західний Борт

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%












ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%











Будує. БГРЕС-1

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%












ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%











Інголь

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











РПКБ

ТРДН-40000/110

± 9 × 1,78%











Береш

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%











Західна

ТДН-16000/110

± 9 × 1,78%











Парна

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Шариповський № 27

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











Міська

ТРДН-25000/110

± 9 × 1,78%











Ітатская 19В

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Горячегорск

ТМТГ-7500/110

± 9 × 1,78%












ТМТГ-5000/110

± 9 × 1,78%











Кия-Шалтирь

ТДТНГ-10000/110

± 9 × 1,78%












ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











ОРАК

ТАМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%












ТАМН-2 500/110

+10 (-8) × 1,5%











Ужур

АТДЦТН-63000

± 6 × 2,0%











Учум

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











Малий Імишь

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











Светлолобовская

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Новоселівська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Зрошення

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%











Товстий Мис

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Кургани

ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%











Чулимська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Балахтанская

ТДН-10000/110

± 9 × 1,78%











Приморська

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%












ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%











Новий Огур

ТМН-2500/110

+10 (-8) × 1,5%












ТАМ (Н) -2500/110

+10 (-8) × 1,5%











Кажани

ТМН-6300/110

± 9 × 1,78%











Тюльковская

ТДТН-10000/110

± 9 × 1,78%











Шушь

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%











Локшина

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%











Михайлівка

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%











Крутоярського

ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%











Яга

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%











Солгон

ТМ-2500/35

± 2 × 2,5%











Петропавлівка

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%











Грузенка

ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%











Курбатовская

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%












ТМН-6300/35

± 6 × 1,5%











Белоярська

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%












ТМ-2500/35

± 2 × 2,5%











Еловка

ТМН-2500/35

± 6 × 1,5%











Ужурсовхоз

ТМН-4000/35

± 6 × 1,5%











2. Характеристика задачі розрахунку, аналізу та оптимізації режимів РЕЗ 110-35 кВ по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації

Живильні електричні мережі напругою 110 кВ, розподільні мережі вищого (6-35 кВ) і нижчого (до 1 кВ) напружень формують склад і структуру більшості підприємств електричних мереж (ПЕМ). Мережі напругою 220 кВ входять переважно до складу формуються підприємств магістральних електричних мереж (МЕМ). Основне завдання ПЕМ в сучасних умовах полягає у виконанні своїх договірних зобов'язань перед електроспоживачами щодо забезпечення їх якісною електричною енергією при мінімальних власних витратах / 3 /. Одним з напрямків вирішення даної задачі є оптимальне керування режимами мереж.

При плануванні режимів, як короткостроковому (від доби до тижня), так і довгостроковому (місяць, квартал, рік) і при оперативному управлінні режими, звичайно, є допустимими, але рідко оптимальними. Допустимий режим - це режим задовольняє умовам надійності електропостачання та якості електроенергії, в той час як оптимальний режим - це такий з допустимих режимів, який забезпечує мінімум витрат при заданій на кожний момент часу навантаженні споживачів. Під витратами в даному випадку розуміються втрати активної потужності і енергії

При плануванні та веденні режимів необхідно забезпечення ряду режимно - технічних обмежень та умов для забезпечення допустимості режиму. Останні практично зводяться до обмежень по відхиленнях напруги, по завантаженню елементів мережі, по реактивній потужності джерел. Обмеження по відхиленнях напруги визначаються допусками для обладнання мереж 6-110 кВ / 3,4 /, вимогами стандарту (ГОСТ 13109 - 97) на якість електроенергії в низьковольтних мережах / 5 /. Крім того необхідно забезпечити прийнятні умови регулювання напруги на приймальних підстанціях 35 - 110 кВ, внаслідок обмеженого наявного регульованого діапазону пристроїв регулювання цих підстанцій. Більшість трансформаторів підстанцій 110 кВ і в меншій мірі трансформатори 35 кВ обладнані пристроями РПН. За їх відсутністю регулювання напруги може виконуватися генераторами місцевих ТЕЦ, регульованими конденсаторними батареями, синхронними двигунами та іншими керованими джерелами реактивної потужності. При розрахунку режиму допускається зміна регульованих параметрів в досить широких межах, до тих пір поки параметри режиму та схеми не виходять за рамки режимно - технічних обмежень і умов (режим є допустимим). При цьому їх значення справляють істотний вплив на економічність режиму. Вибір таких параметрів вручну без оптимізації надзвичайно складний, і навіть у досвідчених і кваліфікованих співробітників майже завжди призводить до погіршення економічності. Тому доцільно на підставі розрахунку та аналізу наявних або планованих усталених режимів електричних мереж виконувати їх оптимізацію, яка призводить до зменшення втрат активної потужності в результаті оптимального вибору наведених вище параметрів режиму.

2.1 Математична постановка задачі розрахунку усталених режимів

У схемі заміщення електричної мережі містить вузлів і гілок відомі опору і провідності елементів, задані значення навантаження у вузлах навантажень і значення генерації у вузлах джерел, а також напруга одного вузла - базисного по напрузі. Потрібно визначити напруження в вузлах і струми в гілках. Слід зауважити, що параметри схеми заміщення електричної мережі вважаються незалежними від струму або напруги (лінійними), завдання ж навантаження і генерації постійними значеннями потужностей або навантаження її статичними характеристиками відповідає нелінійного елементу. Таким чином усталені режими описувані лінійними параметрами схеми і нелінійними параметрами джерел і навантаження описуються нелінійними алгебраїчними рівняннями - нелінійними рівняннями усталеного режиму (УУР).

В якості невідомих приймаються вузлових напруг, то режим описується вузловими рівняннями, що випливають з першого закону Кірхгофа і закону Ома. Напруга одного з вузлів (базисного) задається перед розрахунком. У загальному випадку базисний по напрузі і балансуючий по і вузли можуть не збігатися. Однак для простоти викладу будемо вважати базисний по напрузі і балансуючий по і один і той же вузол, який будемо називати балансуючим.

У мережі змінного струму рівняння вузлових напруг (УУН) наводяться до системи дійсних рівнянь порядку . Для цього представляють матриці і вектор-стовпці з комплексними елементами у вигляді сум матриць і вектор-стовпчиків з дійсними елементами.

При розрахунку потокорозподілу електричної мережі зі схемою, яка налічує вузол, заданими величинами є незалежних параметрів режиму. Решта (залежні) параметри визначаються шляхом вирішення УКР, а також розрахунків за простими формулами. Вибір незалежних параметрів, названих вище, визначається наступними міркуваннями. Активні і реактивні навантаження споживачів визначаються за прогнозом або за значеннями мають місце при експлуатаційних вимірах, активні потужності станцій (крім балансуючої) так само задаються з експлуатаційних міркувань. В якості другого незалежного параметра для генераторних вузлів можуть бути задані напруги або реактивні потужності.

Рівняння вузлових напруг в матричній формі має вигляд

,

де - Матриця власних і взаємних провідностей;

- Вектор стовпець задають струмів, елементи якого визначаються виразом

;

- Заданий напруга балансуючого вузла.

Ці рівняння можна записати у вигляді дійсних рівнянь,

.

Ці рівняння справедливі за = 0, тобто при рівності нулю фази напруги балансуючого вузла.

Матриця власних і взаємних провідностей відіграє важливу роль у розрахунках усталених режимів. Ця матриця провідностей складається із взаємних провідностей і власних провідностей, значення яких обчислюються на початку розрахунку на ЕОМ. Найважливішим властивістю матриці власних і взаємних провідностей є велика кількість нульових елементів - слабка заповненість, так як в електричній системі кожен вузол пов'язаний лише з невеликою кількістю сусідніх вузлів. Можливість використання слабкою заповнювання матриці є важливою властивістю, яке треба враховувати при розгляданні методів вирішення УУН.

Як вказувалося вище, знайдені в результаті рішення УУР залежні параметри режиму можуть не відповідати умовам допустимості режиму. Наприклад, можуть виходити за допустимі межі напруги в неопорних і навантажувальних вузлах, реактивні потужності в опорних вузлах, струми гілок. При розрахунку усталеного режиму зазвичай передбачається тільки облік обмежень у формі нерівностей накладених на реактивні потужності у вузлах з заданими і (Генеруючі вузли). Ці обмеження мають вигляд

.

У разі порушення обмеження, реактивна потужність закріплюється на порушеному межі і вузол переходить в розряд неопорних з заданими і граничним значенням . Однак при цьому можуть бути порушені обмеження по напруженням в даному чи сусідніх вузлах.

Ці обмеження при розрахунку усталеного режиму не забезпечують введення режиму в допустиму область, хоча можливість цього як правило є, для цього необхідно змінити задані значення і в інших вузлах або коефіцієнти трансформації трансформаторів. Однак ці більш суворі методи введення режиму в допустиму область застосовуються в алгоритмах оптимізації режимів. При розрахунку ж сталих режимів використовується тільки закріплення реактивної потужності у разі порушення її меж.

2.2 Методи рішення УУР

У застосовується при розрахунках усталених режимів ШРЕС програмно-обчислювальному комплексі "RASTR" для вирішення УУР використовується комбінація двох методів: методу Зейделя і методу Ньютона. При цьому метод Зейделя використовується в якості стартового алгоритму (для оцінки початкових наближень), а основним методом є класичний метод Ньютона.

Метод Зейделя представляє собою незначну модифікацію методу простої ітерації. Ітераційне вираз методу простої ітерації в матричному вигляді:

.

Елементи матриці В - безрозмірні величини виду , K ≠ j, а елементи вектора b мають розмірність напружень, , K, j = 1, 2, 3.

Основна ідея методу Зейделя на відміну від простої ітерації полягає в тому, що знайдене (i +1)-е наближення (k -1)-го напруги U (i +1) (k -1) відразу ж використовується для обчислення наступного, k -го напруги U (i +1) k. Іншими словами, отримане (i +1)-е значення напруги відразу ж використовується для обчислення (i +1)-го значення напруг U 2, U 3 і т. д.

За методом простої ітерації (i +1)-е наближення k-го напруги U (i +1) k для системи n-го порядку обчислюється за наступним виразом:

.

За методом Зейделя (i +1)-е наближення k-го напруги U (i +1) k обчислюється так:

.

Як правило, метод Зейделя надійніше і швидше сходиться, ніж метод простої ітерації. Крім того, метод Зейделя вимагає дещо меншою пам'яті, ніж проста ітерація, так як необхідно пам'ятати тільки один вектор змінних. При рішенні щодо Зейделя, рівнянь вузлових напруг відразу після обчислення (i +1)-е наближення (k)-го напруги U (i +1) (k) записується в ту ж комірку пам'яті, де раніше зберігалося (i)-е наближення U (i) (k). При використанні простої ітерації необхідно пам'ятати два вектора вузлових напруг, з ответствующих (i)-му і (i +1)-му кроків / 6 /.

Алгоритмічна реалізація методу Зейделя настільки ж проста, як і простий ітерації. Єдина зміна в алгоритмі розрахунку полягає в засилання обчисленого U (i +1) (k), в те ж місце пам'яті, де раніше зберігалося U (i) (k). Оскільки метод простої ітерації не має жодних переваг перед методом Зейделя, при практичних розрахунках усталених режимів електричних систем на ЕОМ завжди використовується метод Зейделя, а не проста ітерація.

Якщо метод Зейделя сходиться швидко і для вирішення системи n-го порядку потрібно менше n кроків, то при розрахунку на ЕОМ отримаємо виграш у часі в порівнянні з точними методами, наприклад з методом Гаусса. Це випливає з того, що число арифметичних операцій, необхідних для одного кроку методу Зейделя, пропорційно n 2, а загальна кількість арифметичних операцій, наприклад в методі Гаусса, пропорційно n 3. Наведене співвідношення числа операцій справедливо для розрахунків усталеного режиму, якщо не враховується слабка заповненість матриць вузлових провідностей. У той же час і в разі врахування слабкою заповнювання цих матриць метод Зейделя, якщо він сходиться швидко, вимагає менше часу ЕОМ, ніж точні методи. Окрему достоїнство цього методу полягає у швидкому наближенні до області рішення протягом декількох початкових ітерацій, тому він і використовується в якості стартового у ПВК "Rastr". Надалі збіжність методу сповільнюється, тому він і не набув широкого застосування в якості основного методу розрахунку.

Інше важливе достоїнство методу Зейделя полягає в простоті алгоритму і в зручності його реалізації на ЕОМ. Він особливо ефективний при обліку слабкою заповнювання матриці вузлових провідностей, оскільки алгоритм такого обліку в методиці Зейделя дуже простий. У результаті економія пам'яті при використанні методу Зейделя стає тим істотніше, ніж більше вузлів містить електрична система. Застосування спеціальних методів обліку слабкою заповнювання при застосуванні точних методів трохи зменшує перевага методу Зейделя з точки зору необхідного обсягу пам'яті ЕОМ. Проте в точних методах такої облік алгоритмічно складний і навіть при його застосуванні метод Зейделя все одно потребує менше пам'яті ЕОМ.

Істотний недолік методу Зейделя - його повільна збіжність або навіть расходимость при розрахунку електричних систем з пристроями поздовжньої компенсації, з трехобмоточньтмі трансформаторами, коли опір обмотки середньої напруги дуже мало, а так само при розрахунках граничних і нестійких режимів.

Метод Ньютона придатний для вирішення великого класу нелінійних рівнянь. Ідея методу Ньютона полягає в послідовній заміні на кожній ітерації системи нелінійних рівнянь деякою лінійною системою, вирішення якої дає значення невідомих, більш близьких до вирішення нелінійної системи, ніж вихідне наближення. Вирішуючи лінійне рівняння визначаємо поправку Δ x (1) до початкового наближення:

Δ x (1) = x (1) - x (0).

За нове наближення невідомого приймаємо:

x (1) = x (0) + Δ x (1).

Аналогічно визначаємо наступні наближення:

x (i +1) = x (i) + Δ x (i +1).

Ітераційний процес сходиться якщо функція нев'язок буде близька до нуля. Збіжність вважається досягнутою, якщо абсолютна величина нев'язки менше заданої, тобто при

.

Рівняння вузлових напружень у формі балансу потужностей для k-го вузла записується у вигляді:

.

У цьому виразі для зручності запису доданок внесено в суму, причому балансуючого вузла привласнений номер n +1. Для того, щоб оперувати з речовими величинами, виділяють дійсні та уявні частини в цьому рівнянні. В якості невідомих при вирішенні рівнянь сталого режиму використовуються модулі і фази напруги у вузлах. Рівняння балансу потужностей за таких змінних можна отримати в наступному вигляді:

;

;

де δ kj = δ k - Δ j; k ​​= 1, ..., n.

У цьому випадку

,

елементи матриці Якобі - це приватні похідні небалансів активної і реактивної потужностей по модулях і фазам напруг вузлів. Якщо активні і реактивні потужності задані у всіх вузлах, то число рівнянь вузлових напруг балансу потужності і число змінних дорівнює 2 n.

Метод Ньютона широко застосовується для розрахунків усталених режимів на ЕОМ. Він не міг претендувати на практичні застосування в задачах розрахунку мереж до використання ЕОМ через трудомісткість обчислення матриці похідних. Широке застосування для розрахунків усталених режимів на ЕОМ метод Ньютона отримав з 60-х років / 6 /.

Матриця Якобі системи рівнянь сталого режиму слабко заповнена, як і матриця Y у. Тому в розрахунках режимів на ЕОМ на кожному кроці методу Ньютона можна використовувати способи обліку слабкою заповненості. Найважливіші переваги методу Ньютона в розрахунках усталених режимів на ЕОМ - швидка квадратична збіжність і можливість обліку слабкою заповнювання матриці похідних. Метод Ньютона можна успішно застосовувати для розрахунків усталених режимів при їх комплексної оптимізації.

Метод Ньютона вимагає стільки ж пам'яті ЕОМ, скільки при вирішенні на кожному кроці лінійних рівнянь вузлових напруг по Гауса, тобто більше, ніж за методом Зейделя але значно менше, ніж при використань матриці Z у. Для збільшення швидкості та надійності розрахунку усталеного режиму застосовуються різні модифікації методу Ньютона.

Після закінчення розрахунку усталеного режиму можна приступати до його оптимізації.

2.3 Загальна характеристика і математична постановка задачі оптимізації електричних режимів

При передачі електричної енергії від шин електростанцій до споживачів частина електроенергії неминуче витрачається на нагрівання провідників, створення електромагнітних полів та інші ефекти. При аналізі втрат електроенергії прийнято розрізняти такі види втрат:

- Звітна величина втрат електроенергії в енергосистемі - визначається як різниця між кількістю електроенергії, відпущеної в мережу власними електростанціями, електростанціями інших відомств і сусідніми енергопідприємствами, і реалізованої електроенергією, обчисленої за сумою сплачених рахунків від споживачів;

- Розрахункова або технічна величина втрат, яка визначається за відомим параметрам режимів роботи і параметрів елементів мережі, вона обумовлена ​​витратою електроенергії на нагрівання провідників та створення електромагнітних полів;

- Комерційні втрати - визначаються як різниця між звітними і технічними втратами, вони обумовлені недосконалістю системи обліку, неодночасно і неточністю зняття показань лічильників, похибкою використовуваних приладів обліку, нерівномірністю оплати електроспоживання, наявністю безоблікового споживачів, розкраданням і т. д.

Оптимізація режимів роботи ВЕС у цій роботі буде націлена на зниження саме технічної величини втрат електроенергії.

Оптимізація режиму по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації є частиною комплексної задачі оптимізації режиму "по всім змінним", т. е. завдання економічного розподілу активних і реактивних потужностей з урахуванням обмежень по надійності і якості енергії. Проте вплив основних змінних - активних потужностей електростанцій - на розподіл реактивних потужностей досить значно, а зворотний вплив відносно невелике. Цим виправдовується практичне вирішення задачі оптимізації режиму по напрузі, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації як завдання "дооптімізаціі" режиму при заданому розподілі активних потужностей.

Практично рішення задачі оптимізації режиму енергосистем по напрузі і реактивної потужності зводиться до наступного. Для центрів живлення з можливістю незалежного регулювання напруги (у межах, обмежених розташовуваними технічними засобами) встановлюються графіки бажаних і гранично допустимих рівнів напруги (таблиця 1.2), і ці центри служать контрольними точками по режиму напруги. Крім того, вибираються контрольні точки по напрузі у вузлах основної мережі, підтримкою заданого графіка в яких забезпечуються необхідні рівні напруги в центрах живлення, що не мають власних (місцевих) засобів регулювання напруги.

Відзначимо, що отримане значення втрат електроенергії після реалізації всіх рекомендацій у загальному випадку буде відрізнятися на величину комерційних втрат і деякого значення (не обов'язково позитивного), обумовленого не урахуванням впливу погодних умов.

Таблиця 2.1 - Графіки бажаних і гранично допустимих напружень в кіловольта

Режим

Клас напруги, кВ

1

6


10


35


110


220


500

2, 3, 4

6


10


35


110


220


500

Пояснимо на прикладі позначену вище взаємозв'язок між втратами потужності і значеннями напруги у вузлах, реактивної потужності джерел і коефіцієнтів трансформації. Розглянемо фрагмент мережі, схема заміщення якого в загальному випадку містить наступні комплексні параметри (рис. 2): поздовжнє опір (Провідність ) З навантажувальними втратами при протіканні струму навантаження по лініях і трансформаторів та поперечну провідність (шунт провідності) , Що відображає переважно втрати холостого ходу трансформаторів, компенсуючих пристроїв та ліній. У схемі заміщення врахований ідеальний трансформатор з дійсним оеффіціентом трансформації ( ), Оскільки в даних мережах здійснюється тільки поздовжнє регулювання напруги і перерозподіл реактивної потужності. Комплексні значення напруги на початку ділянки і в його кінці , Розрізняється падінням напруги та об'єднані трансформацією у вигляді

,

визначаються з розрахунків вихідного і оптимального режимів. В електричних мережах 35-110 кВ втрати напруги в основному визначаються поздовжньої складової падіння напруги

,

величина якої, а отже і значення напруг у вузлах в силу співвідношення переважно визначається потоками реактивної потужності.

Рисунок 2 - Загальний фрагмент схеми заміщення електричної мережі

Взаємозв'язок параметрів даної оптимізаційної задачі можна представити за допомогою відомих формул. Втрати активної потужності

, ,

залежать від величини струму в поздовжній частині схеми заміщення (рис. 2)

,

і в її поперечної частини

.

Аналізовані втрати потужності висловимо через модулі напруг і втрати напруги: у поздовжньої частини схеми заміщення у вигляді

,

чи інакше ,

а також у вигляді

;

в поперечної частини

, .

Відзначимо також залежність потоків активної та реактивної потужностей

,

,

і зарядної (ємнісний) потужності шунтів

, ,

від оптимізуються значень напруг і трансформацій.

У результаті для електричної мережі з n вузлами сумарні втрати потужності постають у вигляді

,

Точне підсумовування (інтеграція) втрат потужності в мережі з m - гілками і n - вузлами при незмінному у період часу складі і схемою дозволяє визначити сумарні втрати електроенергії у вигляді

.

З виразів (2.22) випливає, що для зниження навантажувальних втрат необхідно збільшити напругу у вузлах мережі і в цілому рівень (середнє значення) напруги в ній. У той же час для зниження втрат холостого ходу (2.23) рівень напруги необхідно знижувати. Впливати на напруги і навантажувальні втрати відповідно до виражень (2.15), (2.16), (2.17) можна також шляхом зниження реактивних навантажень поздовжніх елементів мережі, що досягається компенсацією реактивних навантажень споживачів або більш сприятливим перерозподілом перетоків реактивної потужності в гілках замкнутої мережі / 4, 7, 8 /. Обидва зазначені заходи можуть бути реалізовані в ПЕМ з допомогою місцевих джерел реактивної потужності, регульованих трансформаторів в замкнутих контурах і оптимальним розмиканням контурів. Оскільки втрати потужності залежать від режиму напружень (2.20) - (2.23), а останній тісно пов'язаний з розподілом реактивної потужності і трансформаціями в мережах (2.15), (2.26), (2.27), поняття регулювання напруги, реактивної потужності і коефіцієнтів трансформації об'єднують, а відповідне завдання вирішують спільно / 9, 10 /.

Таким чином аналіз складових втрат (2.20), (2.21), (2.22) у складі вираження їх сумарних значень (2.26), (2.27), показує, що економічність режимів роботи мереж в значній мірі залежить від поєднання коефіцієнтів трансформації і реактивних потужностей джерел, впливають на напруги вузлів, правильний вибір яких дозволяє поліпшити режим напруг вузлів і знизити втрати потужності та енергії.

У підсумку виникає оптимізаційна задача визначення таких взаємопов'язаних напруг, коефіцієнтів трансформації і реактивних потужностей джерел, при реалізації яких сумарні втрати активної потужності або електроенергії мережі (2.26) будуть мінімальні.

При цьому завдання оптимізації режимів ЕС, відноситься до класичної задачі нелінійного математичного програмування, в загальному випадку має наступне формулювання / 11, 12 /: для (n +1) вузлів ЕЕС знайти мінімум цільової функції

,

відповідної функції сумарних втрат активної потужності (2.26) або ЕЕ (2.27) за умови балансу потужностей у вузлах

, , ;

, , , ;

і при виконанні експлуатаційних та технічних обмежень у вигляді нерівностей

, ;

, ;

, .

Передбачено розділення змінних на залежні (базисні) і незалежні (регульовані) змінні.

Обмеження у вигляді рівностей (2.29), (2.30) накладаються на активні і реактивні потужності у вузлах споживання (навантаження) і активні потужності у вузлах генерації . Прості режимні обмеження (2.31) - (2.33), що утримують оптимізуються змінні в допустимих межах, накладаються на реактивні потужності джерел , Напруги у всіх пунктах мережі і коефіцієнти трансформації в регульованих трансформаторах.

У загальному випадку балансові обмеження (2.29), (2.30) контролюються на кожному кроці оптимізації за допомогою рівнянь усталених режимів, порушення простих обмежень (2.31) - (2.33) - добавкою до цільової функції (2.28) штрафний складової або (і) фіксацією змінних на порушених граничних значеннях, супроводжуваних зміною складу залежних і незалежних змінних (зміна базису). Так при порушенні обмежень (2.31), реактивна потужність джерел закріплюється на порушених межах зі збільшенням на величину кількості обмежень (2.30). Вихід за межі напруги в м генераторному вузлі враховується заміною (добавкою) відповідного рівняння в системі (2.30) рівнянням виду

, .

При цьому на кожному кроці оптимізації проводиться аналіз можливості зняття змінних з межі, відповідно коригуючи кількість балансових рівнянь (2.29).

Постановка і рішення оптимізаційної задачі можливі тільки при ненульовий ступеня її свободи

,

найбільша величина якої проявляється при відсутності закріплених на граничних значеннях реактивної потужності або напруги джерел ( ) І коефіцієнтів трансформації регульованих трансформаторів ( ) І дорівнює кількості незалежних змінних ( + ).

Фіксація незалежних оптимізуються змінних у всіх вузлах генерації ( або , ) На відповідних межах зводить задачу оптимізації (2.28) - (2.33) до рішенню 2 -Мірною системи нелінійних УУР (2.29), (2.30).

Методика рішення передбачає на кожному кроці оптимізації:

а) розрахунок усталеного режиму при заданих значеннях регульованих параметрів і визначення значення цільової функції;

б) виконання кроку оптимізації, на якому відбувається зміна регульованих (незалежних) параметрів;

в) зіставлення цільової функції з попереднім значенням.

Рішення даної оптимізаційної задачі виконується, як правило, на основі градієнтних методів у детермінованою або стохастичною постановках / 11, 12 /.

2.4 Опис методу оптимізації

Цільову функцію оптимізації (2.28) можна записати докладно у вигляді

,

де - Порушення обмеження (2.32), визначається з виразу

= , Якщо ;

= 0, якщо ;

= , Якщо ;

де - Штрафний коефіцієнт, підбирається емпірично.

Для визначення найкращих напруг джерел, генерацій реактивної потужності із джерел і коефіцієнтів трансформації організується ітераційний процес на кожній стадії якого визначається:

Допустиме напрям максимального зменшення цільової функції (2.36)

,

де - Ваговий коефіцієнт, що враховує різні фізичні одиниці і ;

2 Напрям зміни залежних змінних ( ), Необхідне для дотримання балансу потужностей при зміні незалежних змінних в напрямку ;

3 З умов непорушення (2.31) - (2.33) і (2.37) - (2.39) знаходиться максимальний припустимий крок в напрямку ;

4 Обчислюються значення функції у трьох точках , , . Визначається , Відповідний мінімального значення функції на інтервалі . Якщо = 0, то проводиться розподіл кроку порівну = і на новому інтервалі знову визначається . Процедура розподілу кроку повторюється не більше за обумовлену в параметрах оптимізації числа раз і, якщо залишиться = 0, то оптимізація припиняється;

5 Якщо обмеженням кроку послужило одне з обмежень (тобто = ) - Проводиться заміна набору незалежних змінних;

6. Нові значення змінних,

;

7 Розраховуються небаланси потужності і, в залежності від їх величини, дораховується новий сталий режим.

Крім цього, через певне число ітерацій проводиться повна перевірка набору незалежних змінних для генераторних вузлів типу , і , . Їм присвоюється тип , і знаходиться знак . Eсли прирощення направлено поза допустимої області, яка визначається (2.37) - (2.39), то тип , або , відновлюється або в іншому випадку тип , зберігається.

Закінчення оптимізації визначається за величиною межітераціонного зниження втрат

;

;

де , - Задані точності;

- Номер ітерації і штрафний складової.

У зв'язку з тим, що довжина кроку на окремій ітерації може бути дуже малої через обмеження, що призведе до невиправдано малому зниження втрат і штрафний складової на ітерації, дотримання умов (2.42) - (2.43) потрібний на деякому числі суміжних ітерацій, що задаються додатковим параметром.

3. Розрахунок і аналіз характерних усталених режимів ШРЕС

3.1 Характеристика ПВК розрахунку усталеного режиму і його оптимізації

Розрахунки сталих режимів та їх оптимізація виконувалися за допомогою ПВК "RASTR".

3.1.1 Характеристика ПВК "R ASTR"

Комплекс "R ASTR" призначений для розрахунку і аналізу усталених режимів електричних систем. "R ASTR" дозволяє робити розрахунок, Еквивалентування і вага режиму, забезпечує можливості екранного введення і корекції вихідних даних, швидкого відключення вузлів та гілок схеми, має можливості районування мережі, також передбачено графічне представлення схеми або окремих її фрагментів разом з практично будь-якими розрахунковими і вихідними параметрами. У комплекс включена функція оптимізації режиму по напрузі, реактивної потужності коефіцієнтами трансформації.

"R ASTR" не має програмних обмежень на обсяг розраховуються завдань. Захоплення оперативної пам'яті визначається розміром розраховується схеми, для розрахунку схем понад 1000 вузлів може виявитися необхідним наростити оперативну пам'ять понад 4 Мб.

У процесі роботи програмою можуть створюватися три типи файлів:

*. Rge - містять інформацію про вихідні дані та режимі схеми і вимагають 1 Кбайт дискової пам'яті на 10 вузлів схеми;

*. Uk - містять інформацію про траєкторію обважнення;

*. Cxe - містять інформацію про графічний образі схеми.

Необхідні для розрахунків дані вводяться за допомогою вбудованого в комплекс редактора.

Дані про вузли представляються у наступному форматі:

Район - номер району, до якого належить вузол (до 255);

Номер - номер вузла;

N - номер статичної характеристики (0 - не задана, 1 - стандартна, для 6-10 кВ, 2 - стандартна для 110-220 кВ (обидві "зашиті" у програму), 3-32000 - задаються користувачем в таблиці "Поліноми";

Назва - назва вузла (від нуля до дванадцяти символів;

U ном - номінальна напруга або модуль напруги, кВ;

P нагий, Q наг - потужність навантаження;

P ген, Q ген - потужність генерації;

Q min, Q max - межі генерації реактивної потужності;

G шунт, B шунт - провідність шунта на землю, мСм;

V, Delta - модуль і кут напруги;

X г - опір генератора (зарезервовано для подальшого використання);

До ст - крутість статичної характеристики активної потужності по частоті, якщо До ст> 0 регулювання здійснюється зміною потужності генерації (поле Р ген), якщо До ст <0 - зміною навантаження, якщо До ст = 0 - вузол у регулюванні частоти не бере участь;

U min, U max - діапазони зміни напруги, кВ;

P ном - номінальна потужність навантаження або генерації (в залежності від знаку До ст), яка використовується для обчислення частотного ефекту;

Р min, P max - діапазони зміни потужності генерації в вузлах регулюють частоту;

Район 2 - номер другого району, до якого належить вузол.

Активні (реактивні) потужності можуть вводитися в кіло-або мегаватах (квар, МВАр).

Дані про гілках представляються у форматі:

N поч, N кон - номери вузлів, що обмежують лінію;

N п - номер паралельної гілки;

R, X - активне і індуктивний опори гілки, (Ом);

G, B - провідності гілок, мкСм, для шунтів П - подібної схеми (B <0), для трансформатора провідність шунта Г - образної схеми (B> 0);

K т \ в, К т / м - дійсна і уявна складові коефіцієнта трансформації;

I доп - допустимий струм гілки;

До r, min K r, max - діапазони зміни речової частини коефіцієнта трансформації

K i, min K i, max - те ж для уявної частини;

БД - номер транформатора в базі даних;

N anc - номер анцапфи;

K справ - коефіцієнт розподілу втрат на межсітемних лініях, втрати розносяться по следущим формулами: (1-К справ) · Δ P ЛЕП - до району, якому належить вузол початку лінії (N поч); До справ · Δ P лин - до району, якому належить вузол кінця лінії (N кон).

Опір гілки має бути приведене до напруги U поч, а коефіцієнт трансформації визначається як відношення U кон / U поч. При завданні гілки з нульовими опорами вона сприймається як вимикач.

Крім цього в комплексі так само є таблиці, куди заносяться дані характеризують райони, поліноми статичних характеристик навантаження та анцапфи трансформаторів.

У таблицю "Райони" вводять такі дані:

Номер - номер району;

Номер2 - номер додаткового (другого) району, кожен вузол може знаходиться в двох незалежних районах;

Назва - назва району;

dP н, dQ н, dP г - коефіцієнти, на які множаться відповідні потужності району (вихідні дані не змінюються, розрахунок виконується з урахуванням цих коефіцієнтів).

Таблиця "Поліноми" містить дані про статичних характеристиках навантаження:

СХН - номер статичної характеристики навантаження;

Р 0, Р 1, Р 2, Р 3 - коефіцієнти полінома активної потужності навантаження;

Q 0, Q 1, Q 2, Q 3 - коефіцієнти полінома реактивної потужності навантаження;

Поліноми можуть бути задані коефіцієнтами аж до четвертого ступеня.

Дані про трансформаторах вносяться в таблицю "Анцапфи":

N бд - номер трансформатора в базі даних;

Назва - його назва (необов'язково);

EІ - одиниці виміру отпаек (% або кВ); якщо це поле не заповнено, передбачаються відсотки, якщо в це поле занести будь-який символ, відмінний від% або пробілу, передбачатиметься кіловольт;

"+," - "- Порядок нумерації анцапф," + "- анцапфи нумеруються, починаючи від максимальної позитивної добавки," - "- від максимальної негативною (за замовчуванням "+");

Тип-тип регулювання; 0 - вольтодобавка (dV) додається до напруги V (рег), коефіцієнт трансформації буде розраховуватися за формулою К т = (V рег + dV) / V нр (зазвичай це РПН з регулюванням на середній строне); 1 - вольтодобавка додається до обох напруженням, коефіцієнт трансформації буде розраховуватися за формулою К т = (V рег + dV) / (V нр + dV) (наприклад вольтододаткових трансформатор при регулюванні у нейтралі); 2 або 3 - вольтодобавка від наступної або попередньої фази додається до обом напруженням, коефіцієнт трансформації - комплексний;

До нейтр - число анцапф в нейтральному положенні (з нульовою добавкою), за замовчуванням - одиниця;

V (нр) - напруга нерегульованої ступеня;

V (рег) - вбрані регульованою ступеня;

N anc - число анцапф з кроком, заданим у наступному стовпчику;

Крок - величина кроку (% або кВ, в залежності від поля ОІ).

Дані по анцапфам задаються в окремому файлі, його ім'я можна встановити за допомогою спеціальної команди в головному меню.

У комплексі є можливість прочитати і (або) записати файл в макеті ЦДУ використовуючи спеціальні команди. Ці ж команди можуть бути також використані для проведення складних операцій з вихідними даними (злиття, поділ і Еквивалентування).

Розрахунковий блок комплексу являє собою подальший розвиток програми Уран-1000, включеної до складу КУРС-1000 і RGM. При розрахунку усталеного режиму дозволяється змінювати точність розрахунку, граничне число ітерацій, заборонити використання стартового алгоритму (погано працює при наявність КПК) або почати розрахунок з плоского старту (номінальні напруги і нульові кути - найнадійніше вихідне наближення). Так само можна змінити необхідну точність для контролю обмежень по реактивній потужності, припустимі межі зміни розраховуються параметрів, при порушенні яких фіксується аварійне закінчення розрахунку.

У комплекс включена програма оптимізація режиму по реактивній потужності методом приведеного градієнта (опис наведено в підрозділі 2.4). У процесі оптимізації режиму вузли поділяються на дві групи:

1) джерела реактивної потужності (ІРМ) - вузли в яких задані діапазони зміни напруги і реактивної потужності генерації. У цих вузлах здійснюється зміна заданого модуля напруги для досягнення мінімальних втрат і введення всіх напруг в допустиму область. У ході оптимізації суворо витримуються обмеження по реактивній потужності і, в більшості випадків, обмеження по напрузі. Обмеження по напрузі можуть бути порушені в наступних випадках: у вузлі генерується мінімальна потужність, але його напруження досягло максимального, і навпаки.

2) контрольовані вузли, в яких задані обмеження по напрузі; програма намагається утримати напруги всередині обмежень, але це не завжди можливо. Ступенем можливих порушень цих обмежень можна, як говорилося вище, керувати за допомогою параметрів оптимізації (штрафної коефіцієнт).

Для трансформаторів, які мають регулювання задаються діапазони зміни коефіцієнта трансформації (можуть бути розраховані автоматично по базі даних анцапф). Діапазони зміни коефіцієнтів завжди строго витримуються. Оптимізація трансформаторів з урахуванням поздовжньо - поперечного регулювання виконується тільки при підготовленій у базі даних анцапф інформації (тип регулювання 3 чи 4). Після оптимізації, в залежності від завдання параметрів, може відбуватися автоматичний вибір анцапф з округленням коефіцієнта трансформації до найближчої анцапфи.

Також до комплексу "RASTR" входить програма для проведення обважнення режиму по заданій траєкторії; з можливістю введення, корекції, збереження і завантаження траєкторії навантаження, а також для встановлення параметрів утяжеления.

Крім цього є дуже корисна функція - "Однорідна". При виконанні цієї команди реактивний опір ліній, що входять в замкнуті контури, перераховується пропорційно активного з заданим коефіцієнтом. При завданні цього параметра негативним, коефіцієнт вибирається по відношенню реактивних і активних втрат. Після перерахунку виконується розрахунок режиму отриманої однорідної мережі. Цей режим відповідає так званому "природному" потокорозподілу, що має найменші втрати активної потужності. Після виконання розрахунку відзначаються точки потокораздела в контурах, тобто ті вузли в яких доцільно виробляти розмикання контуру.

Відмінною особливістю комплексу є своєрідна графічна підпрограма з автоматизованим конфігуруванням графічного файлу, і з автоматизованою розстановкою параметрів у вузлах і лініях і з упрошенной їх модифікацією / 13 /.

3.2 Аналіз характерних електричних режимів

3.2.1 Аналіз зимового періоду

При регулюванні напруги і реактивної потужності центральним техніко-економічному показником мережі є сумарні (загальні) втрати активної потужності та електроенергії, при дотриманні всіх технічних вимог. Можливість їх зниження встановлюється на основі аналізу величини та структури втрат, режиму напруги по окремих районах і в цілому по мережі, завантаження ліній і трансформаторів, віддаленості параметрів поточного (характерного) стану в елементах мережі, регулюючих і компенсуючих пристроїв від допустимих (граничних) значень.

Таблиця 3.2 - Результати структурного аналізу втрат потужності (вихідні режими)

Втрати в ЛЕП, МВт

Режим

1 (4 год,)

2 (10 год,)

3 (19 год)

4 (22 год,)

U, кВ

МВт

%

МВт

%

МВт

%

МВт

%

500

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

220

0,012

0,34

0,014

0,37

0,023

0,56

0,020

0,54

110

0,664

19,26

0,916

24,06

1,034

25,53

0,893

23,64

35

0,269

7,80

0,325

8,55

0,396

9,76

0,301

7,96

Загальні

0,945

27,40

1,265

32,98

1,452

35,86

1,214

32,14

Втрати в трансформаторах, МВт

змінні (поздовжні)

500

0,003

0,10

0,004

0,10

0,006

0,15

0,006

0,15

220

0,041

1,18

0,067

1,75

0,081

2,00

0,070

1,84

110

0,080

2,33

0,121

3,18

0,162

4,00

0,132

3,48

35

0,036

1,03

0,042

1,12

0,050

1,24

0,039

1,04

Загальні

0,160

4,64

0,234

6,15

0,299

7,39

0,247

6,51

постійні (поперечні)

500

0,796

23,07

0,796

20,90

0,796

19,64

0,796

21,06

220

0,427

12,37

0,424

11,14

0,422

10,42

0,424

11,22

110

0,950

27,56

0,932

24,47

0,921

22,73

0,932

24,65

35

0,171

4,95

0,166

4,36

0,160

3,95

0,167

4,42

Загальні

2,344

67,95

2,318

60,87

2,299

56,74

2,319

61,35

Загальні тр-ах

2,503

72,60

2,552

67,02

2,598

64,14

2,564

67,86

Загальні в мережі

3, 448

100,0

3,808

100,0

4,051

100,0

3,779

100,0

Враховуючи, що мережі 500, 220, 110 та 35 кВ розрізняються за призначенням, обсягом розташовуваної режимної інформації, загальну величину втрат активної потужності та електроенергії доцільно розділити на складові (навантажувальні втрат в лініях і трансформаторах і втрати холостого ходу в трансформаторах) відповідних класів напруги.

В основному ШРЕС представлена ​​мережею живлення (110 кВ) і розподільної (35 кВ), тому характиристики будемо вести саме для цих мереж.

Результати розрахунку втрат потужності чотирьох характерних режимів представлені в таблиці 3.2, з якої видно, що від 49,2 до 52,3% загальної величини становлять втрати в мережі 110 кВ, з них від 19,3 до 25,5% припадає на втрати в лініях.

З цього випливає, що дані мережі є малозавантажених і основними втратами є втрати в трансформаторах.

Найбільш завантажена лінія 220 кВ з диспетчерськими номерами Д-123, Д-124. Її щільність струму в період максимального завантаження (режим 3 і 2) 0,1 А / мм 2. Відносні навантаження ліній 35 кВ перевищують навантаження ліній 110 кВ: середня щільність струму ліній 110 кВ в періоди найбільших навантажень дорівнює 0,13 - 0,10 А / мм 2 в мережі 110 кВ і близько 0,25 А / мм 2 в лініях 35 кВ , в тому числі для найбільш завантажених ПЛ - 110 кВ (С-72 - З-73) становить 0,51-0,50 А / мм 2, що відповідає навантажень в п'ять-шість рази віддаленим від граничних по нагріванню і для 35 кВ (Т-24) - 1,17 А / мм 2.

У трансформаторах у всіх режимах переважають сумарні втрати холостого ходу в співвідношенні в сотні разів в мережі 500 кВ, 5,2 до 10,4 в мережі 220 кВ, 5,7 до 12,0 в мережі 110 кВ і від 3,2 до 4,8 в мережі 35 кВ. У меншій мірі завантажені трансформатори мережі 110 кВ (завантаження не перевищує 38%, а в мережі 35 кВ - 55%).

ККД мережі по потужності, визначений з виразу

,

складає 96,2-96,7%.

Облік багаторежимних мережі представлений її інтегральними параметрами: втратами електроенергії (таблиця 3.3), рівнем напруги і діапазоном його зміни. Втрати електроенергії

,

визначені методом безпосереднього підсумовування сумарних втрат потужності в лініях і (або) в обмотках трансформаторів і сумарних втрат в сталі трансформаторів на характерних інтервалів часу неоднаковою тривалості (6, 9, 3, і 6 годин відповідно).

Структурний склад втрат електроенергії дано в таблиці 3.3. Сумарне значення втрат електроенергії одно 89,8 МВт · год, що становить 3,74% від спожитої електроенергії.

Таблиця 3.3 - Результати структурного аналізу технічних втрат електроенергії (вихідний режим)

Розрахункова величина втрат ЕЕ

Втрати електроенергії


в ЛЕП

у трансформаторах

загальні



змінні

постійні



МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

500

0,000

0,00

0,108

0,12

19,104

21,28

19,212

21,40

220

0,387

0,43

1,512

1,68

10,188

11,35

12,087

13,46

110

20,688

23,04

2,847

3,17

22,443

24,99

45,978

51,21

35

7,533

8,39

0,978

1,09

4,002

4,46

12,513

13,94

Загальні втрати ЕЕ

28,608

31,86

5,445

6,06

55,737

62,07

89,79

100

ККД мережі по енергії певний з виразу

,

становить 96,4%.

У першому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,4 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 227,2 кВ, середня напруга - 227,3 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 116,5 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,4 кВ, середня напруга - 113,4 кВ. У мережі 35 кВ найбільшу напругу в першому режимі у вузлі 3603 ("Малий Імиш", сторона СН першого трансформатора) - 37,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 36, 6 кВ.

У другому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,1 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 227,0 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,8 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,9 кВ, середня напруга - 112,9 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 5301 ("Червона сопка") - 37,2 кВ, найменше напруга у вузлі 5402 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,7 кВ.

У третьому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 226,9 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,5 кВ, середня напруга - 226,7 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,0 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,7 кВ, середня напруга - 112,1 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 36,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 34,2 кВ, середня напруга - 35,8 кВ.

У четвертому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН обох трансформаторів") - 227,0 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 226,9 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,4 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,0 кВ, середня напруга - 112,7 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 37,1 кВ, найменше напруга у вузлі 5201 ("Яга") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,6 кВ.

Таким чином рівень напруги перевищує номінальний в мережі 220 кВ (від 3,0 до 3,3%), 110 кВ (від 1,9 до 3,1%) і 35 кВ (від 1,7 до 4,6%) під всіх характерних режимах. Найбільшого розмаху напруги від -3,7 до 5,6% у мережі 110 кВ і від -0,6 до 14,3% у мережі 35 кВ, що дозволяє забезпечити необхідний режим центрів живлення розподільчої мережі 6-10 кВ.

Аналіз характерних умов роботи мережі свідчить про невисоку завантаженні мережі і значних її резервах, також можна зробити висновок про можливість зниження втрат потужності і енергії шляхом оптимізації.

3.2.2 Аналіз літнього періоду

Аналіз літніх характерних чотирьох режимів проводимо аналогічно зимовим. Навантаження в літні місяці рази в два-три менше. Результати розрахунку втрат потужності представлені в таблиці 3.2. 51,2 до 54,2% загальної величини становлять втрати в мережі 110 кВ, з них від 16,5 до 19,6% припадає на втрати в лініях. Оснавная частина втрат припадає на трансформатори.

Таблиця 3.2 - Результати структурного аналізу втрат потужності (вихідні режими)

Втрати в ЛЕП, МВт

Режим

1 (4 год,)

2 (10 год,)

3 (19 год)

4 (22 год,)

U, кВ

МВт

%

МВт

%

МВт

%

МВт

%

500

0, 000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

220

0,005

0,18

0,007

0,25

0,006

0,19

0,007

0,23

110

0,489

16,51

0,569

19,16

0,582

19,56

0,510

17,56

35

0,031

1,06

0,037

1,26

0,034

1,15

0,040

1,36

Загальні

0,525

17,75

0,614

20,67

0,622

20,90

0,557

19,16

Втрати в трансформаторах, МВт

змінні (поздовжні)

500

0,002

0,07

0,002

0,08

0,002

0,07

0,002

0,08

220

0,011

0,36

0,017

0,57

0,016

0,52

0,014

0,50

110

0,023

0,78

0,040

1,35

0,030

1,01

0,028

0,96

35

0,004

0,13

0,005

0,18

0,005

0,17

0,005

0,17

Загальні

0,040

1,34

0,064

2,18

0,053

1,77

0,049

1,71

постійні (поперечні)

500

0,780

26,36

0,780

26,26

0,780

26,22

0,780

26,84

220

0,435

14,69

0,350

11,78

0,351

11,79

0,349

12,01

110

1,005

33,96

0,992

33,40

1,000

33,59

0,996

34,26

35

0,175

5,90

0,170

5,71

0,170

5,72

0,175

6,01

Загальні

2,395

80,91

2,292

77,15

2,301

77,32

2,300

79,12

Загальні тр-ах

2,435

82,25

2,357

79,33

2,354

79,10

2,350

80,84

Загальні в мережі

2,960

100,0

2,971

100,0

2,976

100,0

2,907

100,0

Найбільш завантажена лінія 220 кВ з диспетчерським номером Д-123. Її щільність струму в період максимального завантаження 0,05 А / мм 2. Середня щільність струму в мережі 110 кВ в періоди найбільших навантажень (режими 2 і 3) дорівнює 0,06 - 0,08 А / мм 2 і близько 0,08 А / мм 2 в лініях 35 кВ, в тому числі для найбільш завантаженої ПЛ - 110 кВ (С-762) становить 0,40 А / мм 2, що відповідає навантажень в сім-вісім рази віддаленим від граничних по нагріванню і для 35 кВ (Т-24) - 0,31 А / мм 2.

У трансформаторах у всіх режимах переважають сумарні втрати холостого ходу в співвідношенні в сотні разів в мережі 500 кВ, 20,6 до 39,5 в мережі 220 кВ, 24,8 до 43,7 в мережі 110 кВ і від 34,0 до 43,5 у мережі 35 кВ.

ККД мережі по потужності становить 93,1-94,8%.

Структурний склад втрат електроенергії дано в таблиці 3.3. Сумарне значення втрат електроенергії одно 70,8 МВт · год, що становить 6,7% від спожитої електроенергії, з переважанням втрат в мережі 110 кВ (53,0%) і холостого режиму трансформаторів над навантажувальними (78,6% і 1,8 %).

ККД мережі по енергії становить 93,6%.

Таблиця 3.3 - Результати структурного аналізу технічних втрат електроенергії (вихідний режим)

Розрахункова величина втрат ЕЕ

Втрати електроенергії


в ЛЕП

у трансформаторах

загальні



змінні

постійні



МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

500

0,000

0,00

0,048

0,07

18,720

26,42

18,768

26,49

220

0,153

0,22

0,351

0,50

8,907

12,57

9,411

13,28

110

12,861

18,15

0,756

1,07

23,934

33,78

37,551

53,00

35

0,861

1,22

0,114

0,16

4,140

5,84

5,115

7,22

Загальні втрати ЕЕ

13,875

19,59

1,269

1,79

55,701

78,62

70,845

100

У першому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1203 ("БУР, сторона СН другого трансформатора") - 230,5 кВ, найменше у вузлі 1004 ("Ітатская", сторона ВН другий трансформатора) - 230,2 кВ, середня напруга - 230,3 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 4501 ("Новий Огур", сторона ВН першого трансформатора) - 119,4 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 111,3 кВ, середня напруга - 113,4 кВ. У мережі 35 кВ найбільшу напругу в першому режимі у вузлі 5601 ("Петропавлівка", сторона ВН першого трансформатора) - 37,7 кВ, найменше напруга у вузлі 4802 ("Шушь, сторона ВН другого трансформатора") - 36,4 кВ, середнє напруга - 36,6 кВ.

У другому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,1 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 227,0 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,8 кВ, найменше напруга у вузлі 1702 ("Н-Алтатка") - 106,4 кВ, середня напруга - 112,9 кВ . У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 2904 ("Шарипово", сторона СН другого трансформатора) - 40,0 кВ, найменше напруга у вузлі 5701 ("Грузенка") - 35,2 кВ, середня напруга - 35,7 кВ.

У третьому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН обох трансформаторів") - 226,8 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,5 кВ, середня напруга - 226,6 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,0 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,9 кВ, середня напруга - 112,1 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 2903 ("Шарипово", сторона СН перший трансформатора) - 36,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Курбатова") - 34,9 кВ, середня напруга - 35,8 кВ.

У четвертому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН обох трансформаторів") - 227,0 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,7 кВ, середня напруга - 226,8 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,3 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,2 кВ, середня напруга - 112,7 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН перший трансформатора) - 36,7 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 34,8 кВ, середня напруга - 35,6 кВ.

Таким чином рівень напруги перевищує номінальний в мережі 220 кВ (від 3,0 до 3,3%), 110 кВ (від 1,9 до 3,1%) і 35 кВ (від 1,7 до 4,6%) під всіх характерних режимах. Найбільшого розмаху напруги від -3,7 до 5,6% у мережі 110 кВ і від -0,6 до 14,3% у мережі 35 кВ, що дозволяє забезпечити необхідний режим центрів живлення розподільчої мережі 6-10 кВ.

Аналіз характерних умов роботи мережі свідчить про невисоку завантаженні мережі і значних її резервах, також можна зробити висновок про можливість зниження втрат потужності і енергії шляхом оптимізації.

3.2.3 Аналіз зимового періоду в підсистемах

Розглядаючи нормальний режим роботи "КАТЕКелектросеть" можна виділити чотири підсистеми.

У перших двох великих підсистемах балансуючим підстанціями можуть виступати ПС Ітатская та ПС Ужур. Точками потокараздела цих двох підсистем є ПС Ужур, де лінії З-71, С-70 відключені, і підстанція Михайлівка, де секційні вимикачі на 35 кВ та 10 кВ відключені. Таким обазом, ПС ОРАК в нормальному режимі отримує харчування по включених лініях З-70, С-71 від ПС Парна. На ПС Михайлівка другий трансформатор по лініях 35 кВ отримує живлення від ПС Шарипово-27 через прохідні підстанції Шушь і Локшина, а перший трансформатор вже належить третій підсистемі.

Третя підсистема, складається з підстанцій

- Червона сопка - балансує;

- Крутоярського - СВ-35 включений;

- Михайлівка - СВ-35 відключений;

- Солгон - СВ-35 відключений;

- Яга - СВ-35 відключений.

При цьому всі секційні вимикачі на 10 кВ є відключеними. Підсистема отримує харчування по лінії 35 кВ від ПС Червона сопка. Диспетчерський номер лінії - Т24.

Четверта підсистема складається всього з двох підстанцій:

- Степова - балансує;

- Солгон, IT за СВ-35 кВ відключеному. Підсистема живиться від ПС Степова по лінії Т-25.

Аналогічно загальній схемі розглянемо кожну підсистему окремо.

Підсистема 1

Балансуючим вузлом є підстанція Ітатская-500. На шинах ВН зазначеної підстанції задано напруга 515 кВ. Для даної підсистеми головними живлячими підстанціями є ПС Шариповський-220 і БУР-1-220.

Результати розрахунку втрат потужності чотирьох характерних режимів представлені в таблиці 3.2, з якої видно, що від 49,2 до 52,3% загальної величини становлять втрати в мережі 110 кВ, з них від 19,3 до 25,5% припадає на втрати в лініях.

Таблиця 3.2 - Результати структурного аналізу втрат потужності (вихідні режими)

Втрати в ЛЕП, МВт

Режим

1 (4 год,)

2 (10 год,)

3 (19 год)

4 (22 год,)

U, кВ

МВт

%

МВт

%

МВт

%

МВт

%

500

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

220

0,011

0,48

0,014

0,59

0,022

0,89

0,020

0,82

110

0,318

14,09

0,357

15,26

0,401

16,42

0,382

15,86

35

0,065

2,90

0,084

3,60

0,104

4,27

0,104

4,34

Загальні

0,395

17,47

0,455

19,45

0,526

21,58

0,506

21,02

Втрати в трансформаторах, МВт

змінні (поздовжні)

500

0,003

0,13

0,004

0,16

0,006

0,23

0,005

0,22

220

0,007

0,32

0,010

0,44

0,016

0,66

0,014

0,59

110

0,042

1,88

0,061

2,60

0,087

3,59

0,077

3,18

35

0,005

0,21

0,006

0,25

0,007

0,27

0,007

0,28

Загальні

0,057

2,54

0,081

3,45

0,116

4,75

0,103

4,27

постійні (поперечні)

500

0,796

35,20

0,796

34,05

0,796

32,63

0,796

33,05

220

0,332

14,67

0,331

14,16

0,330

13,54

0,330

13,73

110

0,646

28,57

0,641

27,43

0,637

26,13

0,639

26,54

35

0,035

1,55

0,034

1,47

0,033

1,37

0,034

1,39

Загальні

1,809

79,99

1,802

77,11

1,796

73,67

1,799

74,71

Загальні тр-ах

1,865

82,53

1,882

80,55

1,913

78,42

1,901

78,98

Загальні в мережі

2,260

100,0

2,337

100,0

2,439

100,0

2,407

100,0

З цього випливає, що дані мережі є малозавантажених і основними втратами є втрати в трансформаторах.

Найбільш завантажена лінія 220 кВ з диспетчерськими номерами Д-123, Д-124. Її щільність струму в період максимального завантаження (режим 3 і 2) 0,1 А / мм 2. Середня щільність струму ліній 110 кВ в періоди найбільших навантажень дорівнює 0,13 - 0,10 А / мм 2 в мережі 110 кВ і близько 0,25 А / мм 2 в лініях 35 кВ, в тому числі для найбільш завантажених ПЛ - 110 кВ (С-72 - З-73) становить 0,51-0,50 А / мм 2, що відповідає навантажень в п'ять-шість рази віддаленим від граничних по нагріванню і для 35 кВ (Т-24) - 1,17 А / мм 2.

У трансформаторах у всіх режимах переважають сумарні втрати холостого ходу в співвідношенні в сотні разів в мережі 500 кВ, 5,2 до 10,4 в мережі 220 кВ, 5,7 до 12,0 в мережі 110 кВ і від 3,2 до 4,8 в мережі 35 кВ. У меншій мірі завантажені трансформатори мережі 110 кВ (завантаження не перевищує 38%, а в мережі 35 кВ - 55%).

ККД мережі по потужності, складає 96,2-96,7%.

Структурний склад втрат електроенергії дано в таблиці 3.3. Сумарне значення втрат електроенергії одно 89,8 МВт · год, що становить 3,74% від спожитої електроенергії.

Таблиця 3.3 - Результати структурного аналізу технічних втрат електроенергії (вихідний режим)

Розрахункова величина втрат ЕЕ

Втрати електроенергії


в ЛЕП

у трансформаторах

загальні



змінні

постійні



МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

500

0,000

0,00

0,102

0,18

19,104

33,89

19,206

34,07

220

0,378

0,67

0,264

0,47

7,941

14,09

8,583

15,23

110

8,616

15,29

1,524

2,70

15,390

27,30

25,530

45,29

35

2,082

3,69

0,147

0,26

0,819

1,45

3,048

5,41

Загальні втрати ЕЕ

11,076

19,65

2,037

3,61

43,254

76,74

56,367

100

ККД мережі по енергії, становить 96,4%.

У першому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,4 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 227,2 кВ, середня напруга - 227,3 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 116,5 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,4 кВ, середня напруга - 113,4 кВ. У мережі 35 кВ найбільшу напругу в першому режимі у вузлі 3603 ("Малий Імиш", сторона СН першого трансформатора) - 37,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 36, 6 кВ.

У другому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,1 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 227,0 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,8 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,9 кВ, середня напруга - 112,9 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 5301 ("Червона сопка") - 37,2 кВ, найменше напруга у вузлі 5402 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,7 кВ.

У третьому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 226,9 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,5 кВ, середня напруга - 226,7 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,0 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,7 кВ, середня напруга - 112,1 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 36,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 34,2 кВ, середня напруга - 35,8 кВ.

У четвертому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН обох трансформаторів") - 227,0 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 226,9 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,4 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,0 кВ, середня напруга - 112,7 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 37,1 кВ, найменше напруга у вузлі 5201 ("Яга") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,6 кВ.

Таким чином рівень напруги перевищує номінальний в мережі 220 кВ (від 3,0 до 3,3%), 110 кВ (від 1,9 до 3,1%) і 35 кВ (від 1,7 до 4,6%) під всіх характерних режимах. Найбільшого розмаху напруги від -3,7 до 5,6% у мережі 110 кВ і від -0,6 до 14,3% у мережі 35 кВ, що дозволяє забезпечити необхідний режим центрів живлення розподільчої мережі 6-10 кВ.

Аналіз характерних умов роботи мережі свідчить про невисоку завантаженні мережі і значних її резервах, також можна зробити висновок про можливість зниження втрат потужності і енергії шляхом оптимізації.

Підсистема 2

Балансуючим вузлом є підстанція Ужур.

Результати розрахунку втрат потужності чотирьох характерних режимів представлені в таблиці 3.2, з якої видно, що від 49,2 до 52,3% загальної величини становлять втрати в мережі 110 кВ, з них від 19,3 до 25,5% припадає на втрати в лініях.

Таблиця 3.2 - Результати структурного аналізу втрат потужності (вихідні режими)

Втрати в ЛЕП, МВт

Режим

1 (4 год,)

2 (10 год,)

3 (19 год)

4 (22 год,)

U, кВ

МВт

%

МВт

%

МВт

%

МВт

%

220

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

0,000

0,00

110

0,295

32,47

0,513

43,45

0,564

45,20

0,465

41,30

35

0,035

3,81

0,047

4,00

0,049

3,91

0,048

4,27

Загальні

0,330

36,27

0,560

47,45

0,612

49,11

0,513

45,57

Втрати в трансформаторах, МВт

змінні (поздовжні)

220

0,033

3,60

0,055

4,69

0,062

5,01

0,054

4,82

110

0,036

3,95

0,059

5,01

0,068

5,48

0,055

4,93

35

0,010

1,09

0,016

1,36

0,016

1,31

0,013

1,14

Загальні

0,079

8,64

0,13

11,06

0,146

11,8

0,122

10,89

постійні (поперечні)

220

0,096

10,59

0,096

8,17

0,096

7,73

0,096

8,57

110

0,309

33,97

0,301

25,46

0,299

23,95

0,301

26,72

35

0,096

10,53

0,093

7,87

0,092

7,41

0,093

8,25

Загальні

0,501

55,09

0,49

41,5

0,487

39,09

0,49

43,54

Загальні тр-ах

0,580

63,73

0,620

52,55

0,635

50,89

0,612

54,43

Загальні в мережі

0,910

100,0

1,181

100,0

1,247

100,0

1,125

100,0

З цього випливає, що дані мережі є малозавантажених і основними втратами є втрати в трансформаторах.

Найбільш завантажена лінія 220 кВ з диспетчерськими номерами Д-123, Д-124. Її щільність струму в період максимального завантаження (режим 3 і 2) 0,1 А / мм 2. Середня щільність струму ліній 110 кВ в періоди найбільших навантажень дорівнює 0,13 - 0,10 А / мм 2 в мережі 110 кВ і близько 0,25 А / мм 2 в лініях 35 кВ, в тому числі для найбільш завантажених ПЛ - 110 кВ (С-72 - З-73) становить 0,51-0,50 А / мм 2, що відповідає навантажень в п'ять-шість рази віддаленим від граничних по нагріванню і для 35 кВ (Т-24) - 1,17 А / мм 2.

У трансформаторах у всіх режимах переважають сумарні втрати холостого ходу в співвідношенні в сотні разів в мережі 500 кВ, 5,2 до 10,4 в мережі 220 кВ, 5,7 до 12,0 в мережі 110 кВ і від 3,2 до 4,8 в мережі 35 кВ. У меншій мірі завантажені трансформатори мережі 110 кВ (завантаження не перевищує 38%, а в мережі 35 кВ - 55%).

ККД мережі по потужності, складає 96,2-96,7%.

Структурний склад втрат електроенергії дано в таблиці 3.3. Сумарне значення втрат електроенергії одно 89,8 МВт · год, що становить 3,74% від спожитої електроенергії.

Таблиця 3.3 - Результати структурного аналізу технічних втрат електроенергії (вихідний режим)

Розрахункова величина втрат ЕЕ

Втрати електроенергії


в ЛЕП

у трансформаторах

загальні



змінні

постійні



МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

МВт · год

%

220

0,000

0,00

1,203

4,53

2,304

8,67

3,507

13,20

110

10,869

40,91

1,281

4,82

7,266

27,35

19,416

73,08

35

1,068

4,02

0,33

1,24

2,247

8,46

3,645

13,72

Загальні втрати ЕЕ

11,937

44,93

2,814

10,59

11,817

44,48

26,568

100

ККД мережі по енергії, становить 96,4%.

У першому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,4 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 227,2 кВ, середня напруга - 227,3 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 116,5 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,4 кВ, середня напруга - 113,4 кВ. У мережі 35 кВ найбільшу напругу в першому режимі у вузлі 3603 ("Малий Імиш", сторона СН першого трансформатора) - 37,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 36, 6 кВ.

У другому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 227,1 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 227,0 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,8 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,9 кВ, середня напруга - 112,9 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 5301 ("Червона сопка") - 37,2 кВ, найменше напруга у вузлі 5402 ("Солгон") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,7 кВ.

У третьому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН першого трансформатора") - 226,9 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,5 кВ, середня напруга - 226,7 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,0 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 105,7 кВ, середня напруга - 112,1 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 36,8 кВ, найменше напруга у вузлі 5401 ("Солгон") - 34,2 кВ, середня напруга - 35,8 кВ.

У четвертому режимі найбільша напруга в мережі 220 кВ у вузлі 1003 ("Ітатская, сторона СН обох трансформаторів") - 227,0 кВ, найменше у вузлі 1202 ("БУР-1", сторона ВН другого трансформатора) - 226,8 кВ, середня напруга - 226,9 кВ. У мережі 110 кВ найбільша напруга у вузлі 1303 ("Ужур", сторона СН першого трансформатора) - 115,4 кВ, найменше напруга у вузлі 1602 ("Березівка") - 106,0 кВ, середня напруга - 112,7 кВ. У мережі 35 кВ найбільша напруга у вузлі 4703 ("Тюльково", сторона СН другого трансформатора) - 37,1 кВ, найменше напруга у вузлі 5201 ("Яга") - 35,3 кВ, середня напруга - 35,6 кВ.

Таким чином рівень напруги перевищує номінальний в мережі 220 кВ (від 3,0 до 3,3%), 110 кВ (від 1,9 до 3,1%) і 35 кВ (від 1,7 до 4,6%) під всіх характерних режимах. Найбільшого розмаху напруги від -3,7 до 5,6% у мережі 110 кВ і від -0,6 до 14,3% у мережі 35 кВ, що дозволяє забезпечити необхідний режим центрів живлення розподільчої мережі 6-10 кВ.

Аналіз характерних умов роботи мережі свідчить про невисоку завантаженні мережі і значних її резервах, також можна зробити висновок про можливість зниження втрат потужності і енергії шляхом оптимізації.

4. Облік якості електричної енергії при розрахунках зі споживачами

Показники якості електричної енергії є режимними параметрами і пов'язані з балансом потужностей у системі, тобто в кожен момент часу в електричній системі має забезпечуватися рівність генерації та споживання енергії з урахуванням втрат потужності в електричних мережах / 5 /.

Конкретному балансу потужностей відповідають цілком певні значення частоти і напруги - основні показники якості електричної енергії (ПКЕ).

Порушення деякого вихідного балансу потужностей призводить до встановлення-нового режиму в системі, у якому знову балансуються генеруються та спожиті потужності, однак при інших показниках якості.

У Росії з 1 січня 1999 року введено в дію державний стандарт ГОСТ 13109-97 "Норми якості електричної енергії в системах електропостачання загального призначення". Стандарт встановлює одинадцять показників якості електричної енергії (ПКЕ) / 6 /:

- Усталене відключення напруги;

- Розмах зміни напруги (величина різкого стрибка напруги в зоні ± 10% номінального напруги);

- Доза флікера (накопичене вплив різких стрибків напруги з різними розмахами, які сталися протягом встановленого в стандарті інтервалу часу);

- Тривалість провалу напруги (короткочасною посадки напруги за рівень мінус 10%);

- Коефіцієнт спотворення синусоидальности;

- Коефіцієнт n-й гармонійної складової;

- Коефіцієнт несиметрії напруги по зворотній послідовності;

- Коефіцієнт несиметрії напруги за нульовою послідовності;

- Імпульсна напруга;

- Коефіцієнт тимчасового перенапруги;

- Відключення частоти.

Значення ПКЕ в нормальному режимі роботи електричної мережі повинні не виходити за межі максимальних значень, при цьому протягом не менше 95% часу кожної доби значення ПКЕ повинні не виходити за межі нормальних значень.

Вплив низької якості електричної енергії на роботу мереж і електрообладнання проявляється в збільшенні втрат електричної енергії; скорочення терміну служби устаткування; технологічному збиток, що складається в зниженні продуктивності (недоотпуск продукції), погіршення якості, і іноді й шлюбу.

Відхилення параметрів електроенергії від встановлених стандартом погіршують умови експлуатації електрообладнання енергосистем і споживачів і викликають додаткові витрати. Таким чином з'являється збиток від роботи на знижених ПКЕ, який в даний час враховується опосередковано - за допомогою системи знижок (надбавок).

Знижки з тарифу застосовуються при відпуску споживачеві електроенергії низької якості за відхиленнями напруги і частоти, а також при відпуску електроенергії зниженої якості з вини енергопостачальної організації за показниками: коефіцієнтам несинусоїдальності, зворотної та нульової послідовностей і розмаху зміни напруги (дозі коливань напруги).

Надбавки до тарифу застосовуються при зниженні з вини споживачів якості електричної енергії за показниками: коефіцієнтам несинусоїдальності, зворотної, нульової послідовностей і розмаху зміни напруги (дозі коливання).

Знижка (надбавка) до тарифу по кожному показника якості визначається за таблицею 5 / 5 / і лежить на перетині двох показників: по вертикалі Т 1, а по горизонталі Т 2, де T 1 - відносний час (у%) перевищення нормального допустимого значення показника якості, встановленого ГОСТ 13109-97; Т 2-відносний час (у%), максимально допустимого значення показника якості, встановленого ГОСТ.

При визначенні знижок (надбавок) значення Т 1 і Т 2; отримані при вимірах, округлюються до цілих значень відсотка. Сумарна знижка (надбавка) визначається сумою знижок (надбавок), обчислених за кожним показником якості.

При розрахунках за двохставковим тарифом знижки (надбавки) застосовуються до середньої величини двоставочного тарифу, що включає плату за потужність та енергію.

Будемо вважати, що на основі вимірів коефіцієнта несинусоїдальності були отримані такі значення Т 1 і Т 2:

- T 1 = 10% - значення відносного часу перевищення нормального допустимого значення коефіцієнта несинусоїдальності;

- Т 2 = 1% - відносний час, максимально допустимого коефіцієнта несинусоїдальності.

Тоді надбавка за порушення якості електричної енергії за показником - коефіцієнт несинусоїдальності складе по / 5, с. 44 / 2,0%.

Можна підрахувати надбавку в рублях на кожний кВт · год для двоставочного тарифу за формулою (67)

,

де а = 212,32 руб / кВт - відносна ставка, яка передбачає річну плату за 1 кВт дозволеної споживаної потужності;

b = 10,84 руб / кВт · год - додаткова ставка друхставочного тарифу, що передбачає плату за 1 кВт · год активної енергії, врахованої лічильниками;

Н = 2% - надбавка до тарифу на порушення якості електричної енергії.

руб / кВт · год

5. Безпека і екологічність проекту

5.1 Організація управління безпеки життя діяльності та охорони навколишнього середовища на підприємстві

Питання охорони на електроенергетичних підприємствах регламентується рядом законодавчих документів:

- Конституцією України;

- КЗпП України;

а також нормативними документами:

- Правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок;

- Правилами технічної експлуатації електричних станцій і мереж;

- Правилами безпеки при роботі з інструментами і пристроями;

- Правил улаштування електроустановок;

- Системою стандартів безпеки праці.

Згідно із КЗпП Росії відповідальність забезпечення здорових і безпечних умов праці несе адміністрація підприємства. Дане трудове законодавство встановлює, що відповідальність за організацію праці в цілому по підприємству несуть директор та головний інженер. За окремим підрозділам така відповідальність покладена на керівників ділянок, служб і т.д. Безпосереднє керівництво безпекою праці здійснює головний інженер. На ПЕМ щорічно від імені колективу, робітників і службовців полягають колективні договори з адміністрацією ПЕМ, в яких передбачається конкретна робота в області охорони праці (створення комплексних планів оздоровчих заходів тощо). В угодах з охорони праці по цехах і ділянках адміністрація підприємства електричних мереж здійснює:

- Розробку, проектування і придбання нових засобів техніки безпеки, охорони праці та їх впровадження у виробництво;

- Контроль за впровадженням, застосуванням і вдосконаленням засобів охорони праці, техніки безпеки і охорони навколишнього середовища;

- Розробку правил внутрішнього розпорядку;

- Організацію та проведення дня техніки безпеки;

- Організацію навчання та проведення інструктажів з техніки безпеки;

- Організацію та проведення протиаварійних і протипожежних навчань;

- Забезпечення персоналу засобами колективного та індивідуального захисту;

- Встановлення компенсацій і пільг за небезпечні умови праці;

- Будівництво санаторіїв і профілакторіїв;

- Організацію відпочинку персоналу.

Контроль за дотриманням КЗпП з боку адміністрації ПЕМ здійснюється триступеневої:

- Головний інженер, інспектор по ТБ - не рідше одного разу на місяць;

- Начальник служби не рідше одного разу на тиждень;

- Начальник дільниці, майстер - щоденний контроль.

З метою контролю за діяльністю адміністрації ПЕМ створюється рада підприємства. Даний орган координує роботу, контролює діяльність адміністрації в області безпеки життєдіяльності та охорони навколишнього середовища, намічає плани впровадження засобів і методів попередження захворювання та виробничого травматизму.

На робітників і службовців також покладаються певні обов'язки: дотримання інструкцій ТБ і з охорони праці, встановлених вимог поводження з машинами і механізмами, використання засобів індивідуального захисту, невиконання обов'язків робітниками і службовцями є порушенням трудової дисципліни.

5.2 Аналіз небезпек та умов уражень при експлуатації та ремонті ЛЕП 110 кВ

Роботи, вироблені на повітряній лінії (ПЛ) згідно з ПУЕ / 9 / відноситься до категорії з підвищеною небезпекою, так як ці роботи проводяться на великій висоті, що вимагає від ремонтного персоналу великих фізичних і нервово-психічних витрат. Ці небезпеки посилюються тим, що наявність напруги на струмовідних частинах не можна виявити органами почуттів без застосування спеціальних приладів.

Згідно ПУЕ за ступенем небезпеки ураження електричним струмом ЛЕП прирівнюється до електроустановок, що експлуатуються в особливо небезпечних приміщеннях. У Л 110 кВ споруджуються трифазними з глухозаземленою нейтраллю. Величина лінійного напруги дорівнює 110, а фазного 63,5 кВ. Струм в ЛЕП змінний з частотою, що дорівнює 50 Гц.

Згідно ПУЕ визначено найбільші граничні допустимі рівні струму і тривалості його впливу на організм: при тривалості впливу до 0,1 с - допустимий струм 500 мА; до 0,2 с - 250 мА; до 0,5 с - 100 мА, до 0, 7 з - 75 мА, до 1,0 с - 65 мА.

Найбільші граничні рівні напруг дотику: при трива-ності впливу до 0,1 с найбільша напруга дотику дорівнює 500 В; до 0,2 с - 400 В, до 0,5 с - 200 В, до 0,7 с - 130 В, до 1 з - 100 В, до 3 з - 65 В. Розміри небезпечних зон це найменші допустимі відстані, на яких дозволяється наближатися до струмоведучих частин під напругою: відстань від людей і застосовуваних ними інструментів і пристосувань, від тимчасових огорож - 1,0 м; відстань від механізмів і вантажопідіймальних машин у робочому та транспортному положенні, від стропів, вантажозахоплювальних пристроїв і вантажів - 1,5 м. При наближенні до струмоведучих частин можлива поява електричної дуги, яка має на організм термічне і біологічний вплив. Термічна дія струму проявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріванні до високої температури кровоносних судин, нервів, серця, мозку та інших органів, що знаходяться на шляху струму, що викликає в них серйозні функціональні розлади. Біологічна дія струму проявляється в подразненні і збудженні живих тканин організму, а також у порушенні внутрішніх біоелектричних процесів. При близькій відстані від струмовідних частин людина знаходиться в електромагнітному полі, яке також впливає на організм людини: підвищена стомлюваність, млявість, з'являються головні болі, погіршується сон, з'являються болі в серці. Електромагнітне поле впливає на нервову й імунну системи організму. Вихід, раніше названих електропоразки посилюють такі чинники: підвищена вологість повітря, тривалість проходження струму через організм людини, індивідуальні фізіологічні особливості людини. Умовами ураження електричним струмом є такі:

- Доступ до струмоведучих частин під напругою у зв'язку з пробоєм ізоляторів, відсутністю огороджень, плакатів безпеки, відступом від правил вибору висоти підвіски проводів;

- Раптова поява напруги на металевих корпусах і кожухах електрообладнання в результаті порушення ізоляції при її старінні, механічних пошкодженнях,

- Випадкова поява напруги на відключених струмовідних частинах внаслідок помилкових або навмисних включень, перетоків, зворотної трансформації.

Причинами поразки електричним струмом є:

- Технічні, пов'язані з конструктивними та проектними помилками (неправильний вибір кількості ізоляторів, висоти підвіски проводів);

- Технологічні, пов'язані з порушенням електричного режиму;

- Організаційні, пов'язані з неякісним навчанням персоналу;

- Санітарно-технічні, пов'язані з мінливими кліматичними умовами, з підвищеною напруженістю електричного поля, хворобливим станом організму;

- Психологічні, пов'язані з нервовими розладами працівників, моральної несумісністю працівників у бригаді, а також виконання робіт в стані алкогольного сп'яніння та під дією наркотиків.

5.3 Захисні заходи і засоби, що забезпечують недоступність струмоведучих частин

Струмовідні частини, наприклад проводи ЛЕП, розташовуються над землею при номінальній напрузі лінії 11О кВ на висоті 6-7 метрів (з урахуванням провисання проводу), (рисунок 13). Опори споруджуються металевими або залізобетонними. Проводи від опор ізолюються з допомогою підвісних ізоляторів (6-7 ізоляторів). На ПЛ прикріплюються попереджуючі знаки "не залазь, вб'є". Так само виробляються контроль і профілактика ізоляторів з метою виявлення дефектів та попередження замикань на землю, а також коротких замикань. Періодично проводять чистку ізоляторів від пилу і забруднень. При оглядах виявляють пошкоджені ізолятори і замінюють їх на інші.

Малюнок 13 - Допустимі відстані від струмовідних частин до різних об'єктів: 1 - провід; 2 - ізолятори, 3 - грозозахисний трос; 4 - траверса; f - стріла провисання.

5.4 Засоби і заходи безпеки при випадковому появі напруги на металічних опорах і крокової напруги

Для попередження ймовірності випадкової появи напруги на металевих не струмоведучих частинах і для зниження ступеня ураження електричним струмом на ВЛ застосовують швидкодіючу релейну захист. Від міжфазних коротких замикань застосовують:

- Дистанційну захист;

- Струмовий відсічення;

- Подовжню диференціальну захист;

- Диференціально-фазову захист.

Від однофазних замикань на землю використовується:

- Поздовжня диференційний захист;

- Диференціально-фазова захист;

- Струмовий захист нульової послідовності.

Обов'язковою є захисне заземлення опор ліній електропередачі. Розрахунок заземлення анкерної опори У Л 110 кВ розглянуто нижче. В якості заземлення використовується фундамент опори, представлений на малюнку 14.

Рисунок 14 - Схема заземлювача опори

На малюнку 14 зображено такі величини:

- 1 - глибина закладення фундаменту, м;

- А - ширина підстави заземлювача, мм;

- B, с - відстані між заземлювачами, м. Розрахунок заземлювача зробимо по формулі (70).

де R заз - опір заземлювача, Ом;

β - коефіцієнт, що враховує форму заземлювача;

ρ - питомий опір грунту, Ом · м.

β = 0,12;

ρ = 40-150 Ом · м - для суглинного грунту;

l = 2,5-3 м - для лінії 110 кВ.

Розрахунковий опір заземлювача менше допустимого опору, рівне для суглинного грунту 10 Ом.

Таким чином, згідно з ПУЕ даний заземлювальний пристрій задовольняємо вимогам, що пред'являються до заземлювачів для зазначеного класу напруги і вибраного типу грунту.

У загальному випадку, для попередження появи напруги на металевих неструмоведучих частинах ПЛ і крокової напруги застосовуються такі засоби і заходи безпеки:

- Захисне (робоче) заземлення;

- Захисне відключення за допомогою релейного захисту при коротких замиканнях і інших аварійних режимах (замиканнях на землю, перевантаженнях, перенапруженнях, як комутаційних, так і атмосферних).

Захисним заземленням (розрахунок якого наведено раніше) називається заземлення частин електроустановки з метою забезпечення електробезпеки. Згідно ПУЕ на ПЛ повинні бути заземлені:

- Опори, мають грозозахисний трос або інші пристрої грозозахисту;

- Металеві і залізобетонні опори ПЛ 3-35 кВ;

- Опори, на яких встановлені силові чи вимірювальні трансформатори, роз'єднувачі, запобіжники або інші комутаційні апарати;

- Металеві і залізобетонні опори ПЛ 110-500 кВ без тросів і інших пристроїв грозозахисту.

5.5 Організаційні та технічні заходи при ремонтно-налагоджувальних роботах на ПЛ 110 кВ

Метою організаційних і технічних заходів при ремонтно-налагоджувальних роботах на ПЛ є забезпечення безпеки ремонтного персоналу при проведенні ремонту: попередження випадкового появи напруги на відключених струмовідних частинах і випадкового наближення на небезпечну відстань (аж до дотику) до струмоведучих частин під напругою / 12 /. Розглянемо на прикладі ремонту елемента ЛЕП зі знятим напругою.

Організаційними заходами, що забезпечують безпеку роботи в електроустановках є:

- Оформлення роботи нарядом-допуском, розпорядженням або переліком робіт, які виконуються в порядку поточної експлуатації;

- Допуск до роботи;

- Нагляд під час роботи;

- Оформлення перерви в роботі, переведення на інше місце, закінчення роботи.

Роботи на ПЛ щодо заходів з техніки безпеки поділяються на роботи, що виконуються:

- Зі зняттям напруги;

- Без зняття напруги, на струмовідних частинах і всередині їх;

- Без зняття напруги удалині від струмоведучих частин, що знаходяться під напругою.

Відповідальними за безпечне ведення робіт є:

- Видає наряд, віддає розпорядження, що затверджує перелік робіт, які виконуються в порядку поточної експлуатації;

- Відповідальний керівник робіт;

- Допускає;

- Виконавець робіт;

- Спостерігає;

- Член бригади.

Видає наряд, віддає розпорядження, визначає необхідність і можливість безпечного виконання роботи. Він відповідає за достатність і правильність вказаних у наряді (розпорядженні) заходів безпеки, за якісний і кількісний склад бригади і призначення відповідальних за безпеку, а також за відповідність виконуваній роботі груп перерахованих працівників.

Право видачі нарядів та розпоряджень надається працівникам з числа адміністративно-технічного персоналу організації, що має групу V - в електроустановках напругою вище 1000 В. Відповідальний керівник робіт відповідає за виконання всіх зазначених у наряді заходів безпеки їх достатність, за прийняті їм додаткові заходи безпеки, за повноту і якості цільового інструктажу бригади, в тому числі проведеного допускає і виконавцем робіт, а також за організацію безпечного ведення робіт. Відповідальний керівник робіт повинен мати групу по ТБ - V. Необхідність призначення відповідального керівника робіт визначає видає наряд.

Виконавець робіт відповідає:

- За відповідність підготовленого робочого місця зазначенням наряду, додаткові заходи безпеки, необхідні за умовами виконання робіт;

- За чіткість і повноту інструктажу членів бригади;

- За наявність, справність і правильне застосування необхідних засобів захисту, інструменту, інвентарю та пристосувань;

- За збереження на робочому місці огороджень, плакатів, заземлень, замикаючих пристроїв;

- За безпечне проведення роботи та дотримання правил ТБ ним самим і членами бригади;

- За здійснення постійного контролю за членами бригади. Виконавець робіт, виконуваних за нарядом в електроустановках напругою вище 1000 В, повинен мати групу IV, а виконуються за розпорядженням - III.

Спостерігає призначається для нагляду за бригадами, які не мають права самостійно працювати в електроустановках.

Спостерігає відповідає:

- За відповідність підготовленого робочого місця вказівок, передбаченим у вбранні;

- За наявність та збереження встановлених на робочому місці заземлень, огороджень, плакатів і знаків безпеки, запірних пристроїв приводів;

- За безпеку членів бригади відносно ураження електричним струмом електроустановки.

Спостерігає може призначатися працівник, що має групу III.

Кожен член бригади повинен дотримуватися правил ТБ та інструктивні вказівки, отримані при допуску до роботи і під час роботи, а також вимоги інструкцій з охорони праці.

Наряд виписується у двох, а при передачі його по телефону, радіо - в трьох примірниках.

У тих випадках, коли виробник робіт призначається одночасно допускає, наряд незалежно від способу його передачі заповнюється у двох примірниках, один з яких залишається у видає наряд.

Число нарядів, які видаються на одного відповідального керівника робіт, визначає видає наряд.

Допускає і виконавцю робіт (наблюдающему) може бути виданий одразу кілька нарядів та розпоряджень для почергового допуску та

роботи з ним. Наряд видається на термін не більше 15 календарних днів з дня початку роботи і може бути продовжений 1 раз на термін не більше 15 календарних днів з дня продовження. Продовжувати наряд може працівник, який видав наряд, або інший працівник, який має право видачі наряду на роботи в електроустановці.

Підготовка робочого місця і допуск бригади до роботи проводитися після отримання дозволу від оперативного персоналу або уповноваженого на це працівника. Дозвіл може бути передано виконує підготовку робочого місця і допуск бригади до роботи персоналу особисто, по телефону, радіо, з нарочним або через оперативний персонал проміжної підстанції. Не допускається видача таких дозволів заздалегідь. Допуск бригади дозволяється тільки по одному наряду.

Допуск до роботи за нарядами і розпорядженнями проводитися безпосередньо на робочому місці, Допуск до роботи проводиться після перевірки підготовки робочого місця. Початку робіт за нарядом чи розпорядженням передує цільовий інструктаж, який передбачає вказівки з безпечного виконання конкретної роботи.

Після допуску нагляд за дотриманням бригадою вимог безпеки покладається на виконавця робіт (наглядача), який так організує свою роботу, щоб вести контроль за всіма членами бригади, перебуваючи по можливості на тій ділянці робочого місця, де виконується найбільш небезпечна робота. Не допускається спостерігає поєднувати нагляд з виконанням будь-якої роботи.

Переклад бригади на інше робоче місце здійснює допускає, також можуть виконувати відповідальний керівник або виконавець робіт. Переклад оформляється у наряді.

При перерві в роботі протягом робочого дня бригада віддаляється з робочого місця, а двері РУ закриваються. Після повного закінчення роботи виконавець робіт видаляє бригаду з робочого місця, знімає встановлені бригадою тимчасові огорожі, переносні плакати безпеки, прапорці та заземлення, закриває двері електроустановки на замок і оформляє в наряді повне закінчення робіт своїм підписом.

Технічні заходи, що забезпечують електробезпеку при ремонтно-налагоджувальних роботах на В Л полягають:

- У відключенні ремонтованій лінії;

- Накладення переносних заземлень на дроти лінії в місці роботи;

- Установлення огороджень;

- Вивішування на робочому місці плакатів і знаків безпеки. Напруга з ремонтованої лінії знімається відключенням

комутаційних апаратів. Провід відключених комутаційних апаратів замикаються, а на їх рукоятці вивішуються плакати "Не вмикати! Робота на лінії".

Перед початком всіх видів робіт в електроустановках із зняттям напруги необхідно перевірити відсутність напруги на ділянці роботи. Для перевірки можуть застосовуватися покажчик напруги, а також ізолююча

штанга (про відсутність напруги в цьому випадку можна судити по відсутності іскор і потріскування при наближенні штанги до дроту).

Після перевірки відсутності напруги встановлюємо заземлення на струмовідні частини. Встановлення та зняття переносних заземлень виконуються в діелектричних рукавичках із застосуванням ізолюючої штанги. Переносні заземлення приєднують на металевих опорах - до їх елементам; на залізобетонних опорах з заземлювальними спусками - до цих спусків після перевірки їхньої цілості, якщо їх немає - до траверси та іншим металевих елементів опор, які мають контакт із заземлювальним пристроєм.

Оперативно-ремонтний персонал під час проведення ремонтно-налагоджувальних робіт на В Л 110 кВ повинен забезпечуватися наступними засобами з електробезпеки:

- Ізолюючими оперативними штангами типу ШОУ-110;

- Ізолюючими вимірювальними штангами типу ШИ-НО;

- Вимірювальними кліщами;

- Ізолюючими пристроями і пристосуваннями для ремонтних робіт (ізолюючими сходами, площадками, тягами, щитовими габаритников, захопленнями для перенесення гірлянд ізоляторів, ізолюючими штангами для зміцнення затискачів і для установки габаритников);

- Діелектричними рукавичками;

- Діелектричними ботами;

- Діелектричними калошами;

- Переносними заземленнями;

- Огороджувальними пристроями;

- Запобіжними поясами;

- Монтерські кігтями;

- Попереджувальними плакатами.

5.6 Пожежна безпека

Повітряна ЛЕП 110 кВ є можливим джерелом запалювання:

- В аварійних режимах (при однофазних і багатофазних замиканнях і замиканнях на землю);

- При перевантаженнях і перенапруженнях;

- При проходженні в лісовій місцевості поблизу пожежонебезпечних та вибухонебезпечних приміщень, поблизу і при перетині автомобільних і залізничних магістралей.

Зближення ПЛ з будівлями, спорудами та зовнішніми технологічними установками, пов'язаними з видобутком, виробництвом,

виготовленням вибухонебезпечних і пожежонебезпечних речовин, повинно виконуватися за нормами, затвердженими в установленому порядку.

Згідно ПУЕ, перетин У Л АЛЕ кВ і вище з споруджуються надземними і наземними магістральними газопроводами, нафтопроводами забороняється. Допускається перетин ПЛ з діючими однонитковий надземними і наземними магістральними газопроводами, нафтопроводами, а також з діючими технічними коридорами магістральних трубопроводів при прокладанні їх в насипу на відстані 1000 м в обидва боки від ПЛ.

У місцях перетину ПЛ надземні і наземні газопроводи, крім прокладених в насипу слід захищати огорожами.

У місцях перетину ПЛ надземні і наземні газопроводи, крім прокладених в насипу слід захищати огорожами.

Кут перетину ПЛ з надземними і наземними газопроводами, нафтопроводами рекомендується приймати близьким до 90 °.

При зближенні з нафтовими і газовими промисловими смолоскипами ПЛ повинна бути розташована з навітряного боку. Відстань від ПЛ до промислових факелів повинно бути не менше 60 метрів.

Відстань при перетині чи зближенні У Л 110 кВ з автомобільними дорогами по вертикалі від проводу до полотна дороги має становити не менше трьох метрів, а по горизонталь від основи опори до бровки земельного полотна дороги - не менше висоти опори.

При перетині чи зближенні ПЛ з залізними дорогами відстань від основи опори ПЛ до опор електрифікованого транспорту має бути не менше висоти опори плюс три метри.

Проходження ПЛ над будівлями і спорудами забороняється, виняток становлять виробничі будівлі та споруди, виконані з негорючих матеріалів. При цьому відстань по вертикалі від проводів ПЛ до будинку не повинен становити не менше 5 метрів.

При проходженні ВЛ по лісових масивах повинні бути прорубані просіки. Ширина просік для ПЛ у лісових масивах та зелених насадженнях повинна прийматися:

- У насадженнях низькорослих порід висотою до чотирьох метрів - не менше відстані між крайніми проводами плюс по три метри в кожну сторону від крайніх проводів;

- У насадженнях висотою понад чотири метри для радіальних У Л АЛЕ кВ і нижче, що служить єдиним джерелом живлення споживачів, - не менше відстані меду крайніми проводами плюс відстань, рівне висоті основного лісового масиву, з кожного боку від крайніх проводів ПЛ.

5.7 Екологічність проекту

Розвиток енергетики справляє негативний вплив на різні компоненти природного середовища:

- Атмосферу (споживання кисню, викиди газів, парів та твердих частинок);

- Гідросферу (споживання води, перекидання стоків, створення водосховищ);

- Літосферу (споживання копалин у вигляді палива, зміна ландшафту місцевості, викиди на поверхню і в надра землі твердих, рідких і токсичних газоподібних речовин).

В даний час це вплив набуває глобального характеру, витрачаючи всі структурні компоненти нашої планети.

Питання навколишнього середовища повинні вирішуватися на основі системного підходу (аналізу), розглядаючи при цьому систему "людина-виробництво-навколишнє середовище" як єдину і нерозривний.

При будівництві та експлуатації повітряних ліній електропередачі проявляється ряд факторів, які негативно впливають на умови життя людини, її здоров'я, порушують і знищують що склалися в даній місцевості (регіоні) екосистеми, біогеоценози, наприклад:

- Відчуження земель, яке, передусім, позначається на сільському господарстві (невпорядковане розташування повітряних ліній погіршує цілісність полів та кормових угідь, створюються значні перешкоди (опори ПЛ)) при обробці полів з ​​повітря;

- Порушення ландшафту при вирубці лісів, виробництві земельних робіт;

- Знищення і порушення грунтового шару транспортними, монтажними, землерийними машинами в процесі будівництва, монтажу та експлуатації повітряних ліній;

- Виснаження природних ресурсів за чіт знищення грунтового шару і рослинності;

- Порушення матеріального балансу грунту внаслідок її забруднення відходами будівельних матеріалів, використовуваних при будівництві ПЛ.

Проблема знищення та порушення грунтового шару при будівництві ПЛ стоїть найбільш гостро. Грунт - одна з основних частин середовища, що оточує людину. Вона є необхідною умовою існування і відтворення змінюють один одного людських поколінь, головним засобом виробництва сільського господарства. Грунт - складна відкрита система, що забезпечує обмін речовин з іншими елементами біосфери.

У сучасних умовах грунт відчуває все зростаюче антропогенний вплив. Наслідком нерозумного використання грунту є посилення ерозійних процесів та високий рівень забруднення. У результаті ерозії втрачається 200 т / га грунтового матеріалу. За рахунок викидів в грунт надходить щорічно 350 кг / га шкідливих речовин на рік. Забруднення грунту впливає на рослинність, поверхневі і грунтові води.

Сильне забруднення грунту важкими металевими і сірчистими сполуками призводить до виникнення техногенних пустель. У результаті грунт втрачає свою родючість, необхідне для повноцінного розвитку рослин.

У сучасних умови зростає актуальність оптимального землекористування в цілячи збереження грунтової родючості, запобігання забруднення грунту. У зв'язку з цим при будівництві ПЛ виконується низка заходів з охорони навколишнього середовища.

При розробці робочого проекту будівництва ПЛ враховують вимоги законодавства про охорону природи і основ земельного законодавства про охорону природи і основ земельного законодавства. Трасу У Л намагаються вести по території малопродуктивних земель. Площа земель, що вилучаються в тимчасове або постійне користування, визначають відповідно до "Нормами відведення земель для електричних мереж 0,4-500 кВ".

У процесі будівництва та експлуатації ПЛ для пересування транспортних засобів, монтажних і землерийних машин використовують вже існуючі дороги. Після спорудження ПЛ земельні ділянки, які використовуються при будівництві у тимчасовому користуванні, наводяться в попередній стан. Чорні та кольорові метали, ізоляційні матеріали - утилізуються.

Для збереження грунтового шару проводиться рекультивація земель. З метою зменшення псування родючого шару землі перевезення вантажів і основні Стоительно-монтажні роботи здійснюються в зимовий період, коли грунт промерз і захищений шаром снігу. В інші періоди, особливо при весняного та осіннього негоді застосовуються механізми, що мають невеликий тиск на одиницю поверхні грунту.

При необхідності порушення грунту родючий шар збирається і зберігається з подальшою рекультивацією.

В умовах, де прохідність наземних машин недостатня; коли звичайні методи монтажу неприйнятні, а так само з метою збереження структури грунту застосовують вертолітну техніку.

Розрізняють постійний відвід земельних площ і тимчасовий - на певний період. Відведення земель узгоджується із землекористувачем. Для постійного користування за час експлуатації лінії відводяться ділянки землі, необхідні для періодичних оглядів та проведення ремонтних робіт. Розмір площі для кожної опори визначається площею, займаної кожної опорою плюс два метри навколо її. За ділянки постійного відводу (забезпечення, збереження, попередження погіршення склад грунту, заболочування) відповідає організація, що експлуатує ПЛ.

Вище перераховані проблеми охорони навколишнього середовища можна вирішити, застосовуючи безвідходні технології виробництва, замкнуті цикли, впроваджуючи новітні розробки в області очищення відходів, стічних вод, застосовуючи поновлювані джерела енергії (енергію сонячної радіації, вітру

припливів і відливів, геотермальну енергію), знижуючи втрати електроенергії в процесі виробництва, передачі і розподілу електроенергії.

Зниження втрат електроенергії при передачі по ЛЕП розглядається нижче.

Заходи щодо зниження втрат поділяються на:

- Організаційні;

- Технічні;

- Заходи по вдосконаленню систем розрахункового та технічного обліку електроенергії.

Організаційні заходи практично не потребують для їх впровадження додаткових капіталовкладень. До них відносять заходи щодо вдосконалення експлуатаційного обслуговування електричних мереж та оптимізації робочих схем мереж та режимів їх роботи.

Завдання оптимізації у визначенні усталеного режиму електричної мережі, при якому були витримані технічні обмеження і втрати активної потужності в мережі були б мінімальними. Це здійснюється шляхом регулювання напруги та реактивної потужності на електричних станціях і підстанціях засобами регулювання напруги (РПН, ПБВ, лінійні регулювальні трансформатори, АРВ). Так підвищення робочого рівня напруги знижує втрати електроенергії в електричних мережах. Однак, при підвищенні напруги дещо зростають втрати на корону в ПЛ, але в мережах 110-220 кВ ці втрати незначні.

Зниження впливу неоднорідності замкнутих мереж також може призвести до зниження втрат електроенергії. У неоднорідних мережах, де відносини активних і реактивних опорів для різних гілок різні, існують зрівняльні струми, які і викликають додаткові втрати електроенергії. Для зниження впливу зрівняльних струмів застосовують: додаткові ЕРС у вигляді лінійних регуляторів напруги, що вводяться в неоднорідні контури, а також неврівноважені коефіцієнти трансформації.

Розмикання контурів мережі з пунктiв, при яких досягається мінімум втрат електроенергії.

Іншими організаційними заходами є:

- Використання генераторів електростанцій в якості синхронних компенсаторів;

- Скорочення тривалості технічного обслуговування та ремонту основного обладнання;

- Зниження витрат електроенергії на власні потреби підстанцій.

До технічних заходів належать заходи з реконструкції, модернізації або будівництва мереж, а так само заміні або встановлення додаткового обладнання. Таким чином, підтримуючи напругу в допустимих межах, ми знижуємо втрати електроенергії і, отже, покращуємо екологію навколишнього середовища, добуваючи менше палива.

Список використаних джерел

1. Ідельчік, В.І. Електричні системи і мережі: Учеб. для вузів / В.І. Ідельчік. - М.: Вища школа, 1989. - 520 с.

2. Неклепаев, Б.М. Електрична частина електростанцій і підстанцій: Довідкові матеріали для курсового і дипломного проектування: Учеб. посібник / Б.М. Неклепаев, І.П. Крючков. - М.: Вища школа, 1989. - 608 с.

3. Програмно-математичний комплекс розрахунку усталених режимів електричних систем: Навчально-методичний посібник / А.Е. Бобров, А.А. Герасименко, В.М. Гіренко, В.В. Нешатаев. - Красноярськ: КДТУ, 1999. - 112с.

4. Блок; В.М. Посібник до курсового та дипломного проектування для електроенергетичних спеціальностей: Учеб. посібник / В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно. - М.: Вищ. Школа, 1981. - 304 с.

5. Полікарпова, Т.І. Управління якістю в енергетиці: Учеб. посібник / Т.М. Полікарпова. - Красноярськ: КДТУ, 1999. - 99с.

6. ГОСТ 13109-97 Електроенергія. Вимоги до якості електроенергії в електричних мережах загального призначення.

7. Полікарпова, Т.І. Економіка енергетики. Розрахунок знижок (надбавок) до тарифів на електричну енергію: Методичні вказівки / Т.І. Полікарпова, Т.П. Рубан. - КрПІ, 1993. - 20 с.

8. Князівське, Б.А. Охорона праці в електроустановках: Підручник для вузів / Б.А. Князівське. -М.: Вища школа, 1983. - 336 с.

9. Правила улаштування електроустановок / Міністерство енергетики РФ. -СПб.: ДЕАі, 2000. - 926с.

10. ГОСТ 121004-85 ССБТ Пожежна безпека. Загальні вимоги.

11. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ Електробезпека. Загальні вимоги і номенклатура видів захисту. - М.: Видавництво стандартів, 1999. - 8 с.

12.Межотраслевие правила з охорони праці (правила безпеки) при експлуатації електроустановок. - М.: Видавництва НЦ ЕНАС, 2001. - 216 с.

13. Долін, П. А. Довідник по техніці безпеки / П.О. Долін. - М.: Вища школа, 1982. - 800 с.

14.Стандарт підприємства. Загальні вимоги до оформлення текстових і графічних студентських робіт. Текстові матеріали та ілюстрації СТП КДТУ 01-02. - Красноярськ.: Вид. КДТУ, 2002. - 52 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Диплом
654.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок і аналіз втрат активної потужності
Оптимізація режимів різання на фрезерному верстаті
Визначення планової виробничої собівартості електроенергії на промисловому підприємстві
Розрахунок режимів різання при розточуванні
Аналіз і прогнозування можливих втрат ресурсів
Розрахунок параметрів і режимів роботи транзисторних каскадів підсилювача низької частоти
Розрахунок параметрів структури інтегрального npn транзистора і визначення технологічних режимів
Оптимізація оподаткування на підприємстві
Оптимізація оподаткування на підприємстві
© Усі права захищені
написати до нас