ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕРЕДАЧ ПОСТОЯННОГО ТОКА И СТАТИЧЕСКИХ ТИРИСТОРНЫХ КОМПЕНСАТОРОВ В СЕТИ 220/110 кВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ И КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ВВЕДЕНИЕ
1 ЭЛЕМЕНТЫ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ СЕТИ
1.1 Преобразователь напряжения - основной элемент управления
режима сети 8
1.2 Работа преобразователя напряжения на электроэнергетическую
систему 11
1.3 Преобразователь напряжения, как элемент управления режимами электрической сети
1.3.1 Преобразователь напряжения в режиме СТАТКОМ 13
1.3.2 Преобразователь напряжения в режиме устройства
продольной компенсации 14
1.3.3 Преобразователь напряжения в режиме фазоповоротного устройства 16
2 АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАЙОНА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УЧАСТКА СЕТИ, НЕ СОДЕРЖАЩЕЙ ЭЛЕМЕНТЫ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
2.1 Исходные данные для расчета рассматриваемого участка сети 18
2.2 Расчет параметров схем замещения линий и трансформаторов 20
2.3 Расчетная схема замещения сети 21
2.4 Расчет распределения потоков мощности с учетом потерь в линиях
и трансформаторах сети 110 кВ 22
2.5 Определение точки потокораздела 25
2.6 Расчет распределения потоков мощности с учетом потерь в линиях
сети 220 кВ 26
2.7 Расчет напряжений в узлах сети 28
2.8 Карта исходного режима сети 31
2.9 Расчет послеаварийных режимов при отключении части линий.... 32
2.10 Расчет послеаварийного режима при отключении части генерации 46
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМНОЙ ПРОХОДНОЙ ПОДСТАНЦИИ
3.1 Разработка структурной схемы подстанции
3.1.1 Выбор типа и количества силовых трансформаторов 49
3.1.2 Выбор схем распределительных устройств 53
3.2 Расчет рабочих токов и токов короткого замыкания
3.2.1 Расчет рабочих токов 55
3.2.2 Расчет токов короткого замыкания 56
3.3 Выбор коммутационной аппаратуры, измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоведущих частей и трансформаторов собственных нужд
3.3.1 Выбор аппаратуры в РУ 220 кВ 58
3.3.2 Выбор ячейки комплектного распределительного устройства (КРУ) 10 кВ 65
3.4 Выбор устройств релейной защиты
3.4.1 Выбор видов РЗА энергообъектов 10 кВ 75
3.4.2 Выбор типоисполнения устройств РЗА 81
3.4.3 Расчет параметров устройств РЗА 83
4 ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ ПРИ РАЗВИТИИ ЭЛЕТРОСЕТЕВОГО РАЙОНА
4.1 Расчет перспективного режима электросетевого района при
возрастании нагрузки 110
4.2 Применение передачи постоянного тока 118
4.3 Применение СТАТКОМ 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 134
Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие ее свойства, как универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния.
Важнейшие задачи, которые в настоящее время решают энергетики и энергостроители, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергии и т.д.
В ходе написания выпускной квалификационной работы были рассмотрены устройства силовой электроники: преобразователь напряжения в режиме СТАТКОМ, в режиме устройства продольной компенсации, в режиме фазоповоротного устройства, а так же возможность некоторых из них введения в конкретный электросетевой район.
Произведен расчет сети без использования полупроводниковых устройств, и определены ее параметры. В ходе ручного расчета, на основании исходных данных, построена схема замещения электросетевого района и определены ее параметры, определена точка потокораздела сети и найдены потоки мощности в линиях и трансформаторах, рассчитаны напряжения в узлах сети. В последующем, с помощью программы NETWorks,построена карта исходного режима электросетевого района и рассчитаны послеаварийные режимы при отключении части линий и части генерации. Все токи рассчитываемого электросетевого района в послеаварийных режимах находятся в допустимых пределах.
Спроектирована узловая подстанция 220/10 кВ в рассматриваемом электросетевом районе. При разработке структурной схемы подстанции были выбраны два трансформатора ТРДН - 40000/220. Был произведен выбор схем распределительных устройств по рекомендациям «ФСК ЕЭС». Для РУ 220 кВ выбрана схема «Две рабочие системы шин», а для РУ 10 кВ - «Две секционированные выключателями системы шин». В ходе проектирования были определены рабочие токи в линиях и в цепи трансформатора, а так же рассчитаны токи короткого замыкания. Для РУ 220 кВ были выбраны для установки модули КРУЭ производства фирмы «Электроаппарат», а для РУ 10 кВ - комплектное распределительное устройство «Волга» фирмы «ПО ЭЛТЕХНИКА», произведен выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения, токоведущий частей. Были выбраны устройства релейной защиты РУ 10 кВ и трансформаторов, а так же произведен расчет уставок для защиты.
Смоделирован сценарий развития электросетевого района увеличением нагрузки в узлах на 20% от исходных значений, что привело к возрастанию токов в линиях электропередач, и, для поддержания надежной работы сети в нормальных, так и послеаварийных режимах, рассмотрены введение передачи постоянного тока и статического компенсатора реактивной мощности. Оба устройства на базе преобразователя напряжения продемонстрировали сохранение параметров сети в допустимых пределах при отключении части ЛЭП, а так же уменьшение потерь при передаче мощности.
