74387

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ И НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Доклад

Энергетика

При построении схем системы передачи и распределения электроэнергии можно условно разделить на системообразующие и распределительные электрические сети. К системообразующим относят электрические сети которые объединяют электрические станции и крупные узлы нагрузки. Системообразующие сети выполняют на напряжения 330 500 и 750 кВ обеспечивая тем самым их большую пропускную способность. Назначение распределительных сетей передача электроэнергии от подстанций системообразующей сети к центрам питания сетей городов промышленных предприятий и...

Русский

2014-12-31

61.5 KB

11 чел.

93. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ И НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

При построении схем систем передачи и распределения электроэнергии решаются основные задачи выбора схем выдачи мощности новых (реконструируемых) электростанций, мест размещения новых подстанций и схем их присоединения к существующим (проектируемым) сетям, схем электрических соединений электростанций и подстанций, мест размещения компенсирующих и регулирующих устройств.

При построении схем системы передачи и распределения электроэнергии можно условно разделить на системообразующие и распределительные электрические сети.

К системообразующим относят электрические сети, которые объединяют электрические станции и крупные узлы нагрузки. Они предназначены для передачи больших потоков мощности и выполняют функции формирования энергосистемы как единого объекта. Системообразующие сети выполняют на напряжения 330, 500 и 750 кВ, обеспечивая тем самым их большую пропускную способность. Назначение распределительных сетей — передача электроэнергии от подстанций системообразующей сети к центрам питания сетей городов, промышленных предприятий и сельской местности. К первой ступени распределительных сетей относятся сети напряжением 220, 110 и 35 кВ, а ко второй — сети 20,10 и 6 кВ. Конечно, такое деление сетей на системообразующие и распределительные достаточно условное. При относительно небольшой мощности энергосистемы сети напряжением 220 кВ, а иногда и 110 кВ могут выполнять системообразующую роль. По мере увеличения плотности нагрузок часть сетей утрачивают системное значение, превращаясь в распределительные. Обычно это происходит в результате «надстройки» сети более высокого напряжения на существующую сеть.

При разработке схем сети важно обеспечить преемственность на временном уровне, то есть возможность перехода от предшествующего состояния сети в последующее состояние. Это оказывается возможным лишь в том случае, если при выборе предшествующих решений производится оценка их влияния на последующее развитие сети и, наоборот, оценивается влияние последующих решений на первоочередные решения.

Возможные варианты конфигураций и схем электрических сетей зависят от многих факторов: географических условий территории, мест расположения источников энергии и предполагаемых потребителей и др. Поэтому число вариантов развития сети может быть очень большим. Для отбора ряда наиболее экономичных вариантов на основе формализованного подхода к построению конфигурации сети предлагаются специальные оптимизационные модели. Однако из-за их несовершенства они могут быть использованы лишь в качестве «советчика» проектировщика. Технико-экономическую оценку отработанных вариантов предлагается осуществлять с использованием оценочных моделей.

В соответствии с [6] к схемам электрических сетей предъявляются следующие требования:

1.  Обеспечение необходимой надежности. Имеются два принципиальных подхода к оценке надежности схем сетей. Первый опирается на нормативные документы [12,65], в которых все электроприемники по требуемой степени надежности разделяются на три категории (см. параграф 12.4). Для электроснабжения потребителей каждой из категорий предъявляются соответствующие требования к схемам (питание от одного, двух и т. д. независимых источников). Реализация этого подхода при формировании схем сетей формально не представляет затруднений. Однако к узлам сети, как правило, подключаются потребители, относящиеся к различным категориям. При этом, если ориентироваться на наименее ответственных потребителей, т. е. выбирать наиболее простую и, следовательно, наиболее дешевую схему, то не будут обеспечены требуемым уровнем надежности электроснабжения наиболее ответственные потребители. Если же при выборе схемы ориентироваться на них, то это может привести к неоправданному усложнению и удорожанию схемы сети.

Второй подход предполагает экономическую (количественную) оценку ущерба от недоотпуска электроэнергии (см. параграф 12.4). Его рекомендуют использовать прежде всего в тех случаях, когда сравниваемые варианты схем сети существенно отличаются по надежности электроснабжения, а также для оценки эффективности мероприятий, направленных на повышение надежности. Недостаток такого подхода заключается в неоднозначности численных значений удельных ущербов от недоотпуска электроэнергии потребителям, несмотря на то, что их определению посвящено достаточно большое количество научных работ.

Идеология обеспечения необходимой надежности схем сетей требует пересмотра при переходе от плановой к рыночной экономике. Понятие «народнохозяйственного» ущерба от перерывов электроснабжения, использовавшееся в условиях плановой экономики, в какой-то мере должно быть скорректировано. Действительно, при наличии новых негосударственных форм собственности потребителю выгодно требовать от энергосистемы как можно более высокой степени надежности электроснабжения, не неся при этом каких-либо финансовых затрат. В то же время энергосистема вынуждена нести дополнительные капитальные затраты и ежегодные издержки на резервные элементы (например, прокладка двух параллельных линий вместо одной). При этом, как правило, в нормальном режиме не используется вся пропускная способность сети, что фактически приводит к «омертвлению» капиталовложений. Один из путей решения данной проблемы заключается в учете требуемой потребителем степени надежности в тарифе на электроэнергию, т. е. оплата энергосистеме за обеспечение надежности электроснабжения.

2.   Обеспечение  нормируемого  качества  электроэнергии.   Действующий стандарт на качество электроэнергии устанавливает нормативные допустимые отклонения напряжения на зажимах электроприемников ± 5 % и предельно допустимые отклонения напряжения ± 10 % (см. параграф 10.3). Вероятность появления отклонений напряжения между нормативными допустимыми и предельно допустимыми не должна превышать 0,05. Очевидно, что при проектировании системообразующих сетей, а также распределительных сетей напряжением 220—35 кВ невозможно контролировать отклонения напряжения у каждого электроприемника. Поэтому контроль осуществляется на каждой ступени напряжения. Длительно допустимые рабочие напряжения установлены по условию нормальной работы электрооборудования (табл. П 1.2). Однако, в проектных расчетах на эти напряжения ориентируются лишь в сетях 750—330 кВ, так как допустимые значения незначительно превышают номинальные напряжения.

В сетях 220—35 кВ схемы и параметры формируют обычно так, чтобы напряжения в любой точке сети в нормальных режимах составляли 1,1—1,0 от номинального напряжения. При таких условиях за счет устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) трансформаторов оказывается возможным обеспечивать режим встречного регулирования напряжения на шинах 10—6 кВ подстанции в пределах 1,1—1,0 или 1,05—1,0 номинального напряжения. Тогда требования по обеспечению допустимых отклонений на зажимах электроприемников могут быть выполнены при проектировании сетей 10—6 кВ за счет соответствующего выбора их схем и параметров.

3. Достижение гибкости сети. Здесь подразумевается два аспекта. Первый предполагает, что схема сети должна быть приспособлена к обеспечению передачи и распределения мощности в различных режимах, в том числе в послеаварийных при отключении отдельных элементов. Второй аспект выражает требование создания такой конфигурации сети, которая позволяет ее последующее развитие без существенных изменений созданной ранее сети.

4.  Максимальное использование существующих сетей. Это требование сочетается с предыдущим (гибкость сети) и отражает то, что сеть должна представлять собой динамически развивающийся объект.

5.  Обеспечение максимального охвата территории. Сущность этого требования заключается в том, что конфигурация сети должна позволять подключение к ней всех потребителей, расположенных на данной территории, независимо от ведомственной подчиненности и форм собственности.

6.  Обеспечение оптимальных уровней токов короткого замыкания. В схеме сети, с одной стороны, токи короткого замыкания должны быть достаточны по значению для реагирования на них устройств релейной защиты, а с другой — ограничены с целью возможности использования выключателей с меньшей отключающей способностью. Для ограничения токов короткого замыкания рассматривается комплекс путей: применение трансформаторов с расщепленными обмотками и токоограничивающих реакторов, секционирование основной сети энергосистемы, шин электростанций и подстанций и др.

7.  Обеспечение возможности выполнения релейной защиты, противоаварийной и режимной автоматики. Данное требование связано с оптимизацией токов короткого замыкания и различными допустимыми режимами.

8.  Создание возможности построения сети из унифицированных элементов. Применение унифицированных элементов линий электропередачи и подстанций позволяет снизить стоимость сооружения проектной схемы сети. Поэтому целесообразно применять технически и экономически обоснованное минимальное количество схем новых решений.

9.  Обеспечение условий охраны окружающей среды. Это требование при построении схемы сети может быть выполнено за счет уменьшения отчуждаемой территории путем применения двухцепных и многоцепных линий, в том числе повышенной пропускной способности, простых схем подстанций и т. п.

При построении схем используется большое многообразие конфигураций электрических сетей. Условно их можно разделить на радиальные и замкнутые. В схемах радиальных сетей (рис. 11.1) узлы нагрузки получают ЭЭ от одного центра питания ЦП. При этом к одноцепной линии может быть подключен только один узел нагрузки (рис. 11.1, а) или несколько узлов нагрузки (рис. 11.1, б). Линия может быть разветвленной (рис. 11.1, в). В распределительных сетях 6 — 20 кВ центр питания может быть соединен с распределительным Пунктом РП, от которого уже отходят линии непосредственно к узлам нагрузки (рис. 11.1, г). Между ЦП и РП может быть проложено две цепи. В этом случае сеть превращается в частично резервируемую (рис. 11.1, д).

Радиальные сети ввиду их простоты оказываются наиболее дешевыми, но в. то же время они обеспечивают наименьшую надежность электроснабжения. Поэтому они используются обычно для питания узлов нагрузки небольшой мощности, а также в случае возможности резервирования по сети низшего напряжения.

Для повышения надежности электроснабжения используют двойные радиальные сети. Так же как и в одинарных радиальных сетях, к ним может быть подключен один узел нагрузки (рис. 11.1, е), несколько узлов (рис. МЛ, ж). Сеть может быть выполнена разветвленной (рис. 11.1, з). В такой сети обеспечивается резервирование питания потребителей. Линии такой сети могут быть выполнены на двухцепных опорах либо в виде двух цепей на отдельных опорах. В зависимости от схем подключения подстанций в нормальном режиме линии могут работать параллельно либо раздельно.

В схемах замкнутых сетей узлы нагрузки могут получать питание с двух и более сторон [20]. Применяют замкнутые сети кольцевой конфигурации, выполненные одинарными (рис.11.2, о) или двойными (рис. 11.2, б), подключенными к одному центру питания, что является некоторым их недостатком. Он устраняется в замкнутой одинарной (рис. 11.2, в) или двойной (рис. 11.2, г) сети, которая получает питание от двух ЦП. Еще большую надежность имеет узловая сеть (рис. 11-2, д), в которой подстанции могут получать питание от трех ЦП. К более сложным относятся многоконтурные сети, отдельные участки которых могут выполняться одиночными либо двойными линиями (рис. 11.2, е) или полностью двойными линиями (рис. 11.2, ж).

Рис. 11.1. Варианты конфигураций радиальных сетей: а, 6, в — одинарная с одним узлом нагрузки, с несколькими узлами, разветвленная; г, д — с промежуточным распределительным пунктом; е, ж, з — двойная с одним узлом нагрузки, с несколькими узлами, разветвленная В заключение заметим, что при построении схем сетей следует стремиться по возможности применять простые типы конфигураций, но обеспечивающие требуемую степень надежности, например, такие, как двойные радиальные (рис. • 11.1, ж, з), одинарная и двойная с питанием от двух ЦП (рис. 11.2, в, г).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51113. Разработка калькулятора с использованием формы и компонентов Button, Label и TextBox 64.94 KB
  Разработать калькулятор с использованием формы и компонентов Button, Label и TextBox. Сделать проверку вводимых значений, реализовать 4 действия: сложение, умножение, деление, вычитание. Код программы...
51114. Изучение переходных частотных типовых динамических звеньев 63.73 KB
  Сравнить полученные графики с табличными и сделать выводы. Теоретические сведения Частотными характеристиками называются формулы и графики характеризующие реакции звена или системы на синусоидальное входное воздействие в установившемся режиме вынужденные синусоидальные колебания звена. В данном случае имеет место опережение по фазе так как график лежит в первой четверти. Форсирующее звено 2го порядка 1 3000 V К=15 Т1=7 Т2=5 150000 V
51116. Метрологическая надежность средств измерений 427.81 KB
  Метрологической надежностью называют способность СИ сохранять установленное значение метрологических характеристик в течение заданного времени при определенных режимах и условиях эксплуатации.
51117. Исследование частотных характеристик типовых динамических звеньев 24.84 KB
  Цель работы: исследование амплитудных и фазовых частотных характеристик типовых динамических звеньев. Задачи: Ознакомиться с программой для исследования амплитудной частотной АЧХ и фазовой частотной ФЧХ характеристик типовых динамических звеньев. Произвести снятие частотных характеристик для различных значений параметров.
51119. Реєстрація сигналів в MatLAB 613.88 KB
  Прочитати за допомогою функції load в робочу область сигнал ЕКГ, отриманий з допомогою комп’ютерного електрокардіографа та збережений у mat-файлі. Вивести графік, позначити вісі. (файл архіву ECG_rec.rar на сайті, обрати сигнал згідно номеру за списком; ЕКГ дискретизована з частотою 400 Гц, значення напруги в мілівольтах отримується діленням величин відліків на 500). Визначити (програмно) тривалість записаного сигналу.
51120. Исследование устойчивости системы автоматического регулирования с использованием критериев Гурвица и Михайлова 73.21 KB
  По критерию Михайлова система 1 устойчива график начинается на положительной вещественной полуоси проходит против часовой стрелки 3 квадранта система 2 неустойчива график проходит через 3 квадранта но не против часовой стрелки система 3 устойчива график проходит через точку 00. для системы третьего порядка критерий Гурвица сводится к положительности всех...
51121. Моделювання лінійних систем в часовій та частотній області 500.67 KB
  Сформувати два синусоїдальних сигнали частоти 3 та 20 Гц тривалістю1 с. Проілюструвати властивість адитивності системи, визначивши реакціюсистеми спочатку на кожний з сигналів окремо, а потім на суму цих сигналів.Проілюструвати властивість однорідності системи.