«Проектирование распределительной электрической сети Дальнего Востока»

На территории ОЭС Востока действуют электрические сети напряже-нием 110–220–500 кВ. В изолированных энергорайонах действуют электрические сети напряжением 220 кВ и ниже. Характерной особенностью электрических сетей ОЭС Востока является их цепочечный характер и большая протяженность, связанная с удаленностью крупных электростанций от потребителей (западной части Амурской энергосистемы, Хабаровской энергосистемы, юга Приморской энергосистемы). В изолированных энергосистемах, вследствие работы не в составе объединенной энергосистемы Востока, возникает необходимость содержания увеличенного резерва мощности и использования большого количества дизельных электростанций на дорогом топливе. Развитие сетевой инфраструктуры ДФО и строительство в соответствии с Генеральной схемой размещения объектов электроэнергетики межси-стемных линий электропередачи ЛЭП-220-500 кВ общей протяженностью свыше 3,5 тыс. км жизненно необходимо для решения задачи по обеспече-нию параллельной работы ОЭС Сибири и ОЭС Востока, а также сокращения до минимума существования изолированных узлов в самом округе.

Дальний Восток обладает огромным потенциалом для развития альтернативной энергетики на возобновляемых источниках. Основную часть потенциала составляет геотермальная энергия и энергия приливов.

На Дальнем Востоке развитие электроэнергетики будет происходить главным образом за счет строительства новых ГЭС и ТЭС на угле и газе (по мере освоения газовых месторождений в этой части страны для смягчения экологической обстановки, прежде всего, в крупных городах).

Широко будут использоваться гидроэнергетические установки различных мощностей с их концентрацией в регионах Сибири и Дальнего Востока, выполняющих системообразующую роль и покрывающих пиковую часть графика нагрузки.

На сегодняшний день состояние электрических сетей Приморского края находится в изношенном состоянии, оборудование устарело, потери электроэнергии значительны, что ведет к увеличении тарифа.

Передача и распределение электрической энергии осуществляется с помощью электрических сетей.

Основные задачи проектирования электрических сетей:

1 анализ энергоэкономической характеристики районопроектирования или развития электрических сетей;

2 расчет и прогнозирование электрических нагрузок на основе теории вероятности;

3 составление балансов активных и реактивных мощностей;

4 разработка конкурентноспособных вариантов развития или рекон-струкции электрической сети;

5 выбор оптимального варианта развития на основе современных экономических подходов;

6 проектирование линии электропередачи;

7 проектирование новых подстанций;

8 расчет и анализ установившихся режимов;

9 организация релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи;

10 оптимизация параметров режима;

11 оценка надежности.

Целью проектирования электрических сетей является обеспечение эф-фективной и надежной схемы энергоснабжения потребителей при соблюде-нии энергетических балансов и надлежащих уровней качества электрической энергии.

Проектирование осуществляется по известному взаимному географическому расположению источников питания и пунктов приема электроэнергии, климатических и географических особенностей района проектирования, категорийности и типу потребителей, продолжительности использования наибольшей нагрузки. В проекте применим такие методы, как:

- расчёт и прогнозирование электрических нагрузок;

- технический анализ вариантов конфигураций электрической сети.

Данный проект предусматривает проектирование электроэнергетиче-ской сети на примере Приморского края.

При определении рационального напряжения выбранных схем вос-пользуемся формулой Илларионова, которая применяется для классов напряжения 35 кВ и выше. Для этого необходимо знать активную мощность и длину, определяемого участка с учётом коэффициента трассы [6]:

, (7)

где L – длина линии электропередач в одноцепном исполнение, км;

Р – передаваемая активная мощность по одной цепи линии, макси-мальная зимняя, МВт.

Рассмотрим потоки на головных участках для участка ИП1 - А - Б - Е – ИП2 схемы 2:

МВт,

МВт.

Определяем рациональные напряжения на головных участках:

кВ,

кВ.

Принимаем напряжение равным 220 кВ.

Основные расчеты представлены в приложении В. Результаты расчетов по выбранным схемам приведены в таблице 10.

При всех расчетах мы учитывали, что подстанции, соединенные в кольцо имеют одинаковое напряжение, поэтому потоки активной мощности и рациональное напряжение считались только на головных участках.

На всех участках схемы выбран класс напряжения 220 кВ. После сопостовительного анализа для дальнейших расчётов выбираем 2-ий и 7-ый варианты схем.

Таблица 7 – Номинальные напряжения

Номер варианта Участок Длина участка, км Потоки мак-симальной активной мощности, МВт Рациональное напряжение, кВ Номинальное напряжение, кВ

2 ИП1Ж 19,2 42,69 108,71 220

ИП2Д 21,47 63,95 126,61

ИП1А 21,47 90,02 63,4

ИП2Е 21,47 56,84 139,94

ИП1В 27,15 10,85 121,92

4 ИП1Ж 19,2 26,56 91,22 220

ИП2Г 27,15 24,09 90,47

ИП1А 21,47 90,02 139,94

ИП2Е 21,47 56,84 121,92

ИП1В 27,15 10,85 63,4

ИП2Д 21,47 27,99 94,24

6 ИП1В 27,15 23,55 89,59 220

ИП2Г 27,15 25,9 93,27

ИП1А 21,47 90,02 139,94

ИП2Е 21,47 56,84 121,92

ИП1Ж 19,2 11,46 63,98

ИП2Д 21,47 27,99 94,24

7 ИП1Ж 19,2 42,69 108,71 220

ИП2Д 21,47 63,95 131,87

ИП1А 21,47 50,71 117,37

ИП1Б 15,18 59,98 124,06

ИП1В 27,15 10,85 63,4

ИП2Е 21,47 18,09 78,69

Вторым разделом курсового проекта является расчет и прогнозирование электрических нагрузок. Этот пункт необходим, чтобы разработать схемы электрической сети, рассчитанные в нем характеристики необходимы для дальнейших расчетов.

Третий раздел назывался разработка конкурентоспособных вариантов конфигурации сети. Были разработаны восемь конкурентоспособных вариантов сети, затем, после попарного сравнения, выбрано четыре. Рассчитали напряжение сети и потоки активной мощности, необходимые для дальнейших расчетов сети. Выбрали схемы РУ ПС, необходимые для дальнейшей графической части проекта и для дальнейших расчетов. Посчитали суммарные длины линий и количество выключателей, что было необходимо для выбора двух конкурентоспособных вариантов. Произвели расчет токов с помощью экономических токовых интервалов и произвели проверку длительно допустимым током, что позволило выбрать сечение проводников в каждом из двух вариантов. Выбрали число и мощность трансформаторов, необходимых для расчета режима сети.

Четвертый раздел позволил выбрать один вариант схемы электриче-ской сети. В этом разделе рассчитывались капитальные вложения в линию, потери электроэнергии и рассчитали эксплуатационные издержки. Это было необходимо для определения среднегодовых эксплуатационных затрат на обслуживание сети. Результаты расчета этого раздела необходимы для нахождения технико-экономических показателей проекта.

В пятом разделе производился расчет режимов выбранной схемы электрической сети (максимального, минимального и послеаварийного), что было необходимо для вывода о наличии или отсутствии «очагов» повышенных потерь в спроектированной сети, этот вывод был сделан после анализа посчитанных режимов. В данном разделе использовался ПВК RastrWin.

Шестой раздел был необходим для регулирования напряжения в сети, чтобы обеспечить требования ГОСТ. Были выбраны номера отпаек РПН.

В седьмом разделе производился расчет технико-экономических показателей проекта, что было необходимо для вывода об инвестиционной привлекательности проекта.

Спроектированная реальная электрическая сеть Приморского края является инвестиционно привлекательной.

В приложении приведены ручной расчет с помощью программы MATHCAD и листинги с ПВК RastrWin.

5 Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии - Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). – 8-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 964 с.

6 Файбисович, Д.Л. Укрупненные стоимостные показатели электрических сетей 35 – 1150 кВ. / Д.Л. Файбисович, И.Г. Карапетян. – М.:ЭНАС, 2012. – 376 с., ил.