Қосалқы станцияның жүктеме графигін тұрғызу

 

Жыл мерзімдері үшін P^∑ _пс(t) соңғы сомасының  нәтижелері бойынша жоғарыда көрсетілген шығындар есебімен қосалқы станцияның жиынтық жүктеме графигі тұрғызылады.

 

 

 

 

Жүктемелер  ұзақтығы бойынша жылдық график 

 

Бұл график әр түрлі  жүктемелермен бір жыл аралығында қондырғы жұмысының ұзақтығын көрсетеді. Ордината осі бойынша сәйкес масштабта  жүктемені, ал абсцисса осі бойынша - 0-ден 8760 дейін жыл сағаттарын тұрғызады. Жүктемелерді графикте олардың P_max нан - P_min. дейін кему ретімен орналастырады.

Қыс пен жаз  маусымдық жыл уақыттарының ұзақтығы сәйкесінше 200 және 165 күнді құрайды  деп қабылданған.

Жүктемелер  ұзақтығы бойынша жылдық графикті тұрғызу  белгілі тәуліктік жүктеме графиктері негізінде жасалады- қысқы (200 күн) және жазғы (165 күн).

Жүктемелер  ұзақтығы бойынша графикті қондырғының  техника-экономикалық көрсеткіштерін, электрэнергия шығындарын есептегенде, бір жыл аралығындағы жабдықтардың пайдалануын бағалағанда және т.б. қолданады.

Ұзақтығы бойынша  жылдық график (қыс, жаз) жиынтық жүктеме графиктерінің проекциясы болып келеді.

 

2  Қондырғының техника-экономикалық көрсеткіштері

 

Активті жүктеме  графигі қисығымен шектелген, аудан, қарастырылып жатқан жылда тұтынушыларға  қосалқы станция шиналарынан жіберілген энергияға тең.

мұндағы P_i –графиктің i-сатысының қуаты, T_i – сатының ұзақтығы.

W_п(қыс)=723.94· 200=144788 МВт · сағ;

W_п(жаз)=602.62 · 165=94432.3 МВт · сағ;

W_п=144788+94432.3 = 244220.3 МВт · сағ.

Қарастырылып  отырған период үшін қондырғының  орташа жүктемесі тең:

P_ср=W _п / T

мұндағы: T –  қарастырылатын мерзімнің ұзақтығы, W_п – қарастырылған мерзім электрэнергиясы (жыл).

P_ср=W _п / T=244220.3 /8760=27.87 МВт.

Қондырғының жұмыс  істеу графигінің біркелкі еместігі толтырылу коэффициентімен бағаланады.

K_зап=W_п / P_{max пс} · T

P_{max пс} шығындар есебімен максималды мәні таңдалады.

K_{зап(қыс)}= W_п / P_{max пс} · 8760= 244220.3 /8760·33.45 =0.83

k_{зап(жаз)}= W_п / P_{max пс} · 8760=244220.3 /8760·30.1=0,92

Жүктеме графигінің толтырылу коэффициенті, кондырғының жүктемесі барлық уақытта максималды болған жағдайда, қарастырылып отырған мерзімдегі шинадан жіберілген электрэнергия көлемі қанша есе дәл осы уақытта қосалқы станция шиналарынан жіберілген электрэнергия көлемінен аз екенін көрсетеді. График біркелкі болған сайын k_тол мәні бірге жақын болады.

T_max = W_п / P_max  =   P_ср · T / P_{max пс} = k_зап · T 

 

Бұл шама, W_n электрэнергияның нақты көлемін қосалқы станция шиналарынан жіберу үшін, Т қарастырылған мерзімде (әдетте жыл) қанша сағат қондырғы тұрақты максималды жүктемемен жұмыс істеу керектігін көрсетеді.

T_{зап(қыс)}=W_п / P_{max  пс}=244220.3 /33.45=7301.05 с.

T_{зап(жаз)}=W_п / P_{max  пс}=244220.3 /30.1=8113.63 с.

Берілген қуат коэффициенттерін тригонометриялық функцияны  қолдана отырып, косинустардан тангенстерге ауыстырамыз:

Сos φ=0,83    түрлі түсті металлургия                     tg φ₁=0,672

Сos φ=0,79  химия өнеркәсібі                                  tg φ₂=0,776

Сos φ=0,83    Қағаз өнеркәсібі                                  tg φ₃=0,672

Сos φ=0,80   қара металлургия                                tg φ₄=0,75

Сos φ=0,78   тоқыма кәсіпорыны                                  tgφ₅=0,802 Тұтынушылардың белгілі активті қуаттары бойынша максималды жүктеме сағаттары кезіндегі тұтынушылардың реактивті қуатын табамыз:

∑Q=P_1(t) · tg φ₁ +  P_2(t) · tg φ₂ +…+ P _{i (t)} · tg φ_i

 

мұндағы P_1(t), P_2(t)-тәулік ішінде бес кәсіпорынмен қолданылатын, қуаттың максималды мәні, tg φ_1, tg φ₂ жоғарыда табылған.

∑Q=23.886(қыс)

∑Q=21.49(жаз)

tg φ_ср.- қосалқы станция шиналарындағы қуаттың орта өлшенген коэффициенті.

tg φ_ср.= ∑Q/∑ P_{max пс}

∑ P_{max пс}-шығындарсыз ескеріледі.

tg φ_{ср. (қыс)}= ∑Q/∑ P_{max пс}=23.886/30=0,75

tg φ_{ср. (жаз)}= ∑Q/∑ P_{max пс}=21.49/27=0,77

Қосалқы станцияның толық қуаты формула бойынша табылады:

S _max(қыс)= P_{max пс}  ·

S _max(қыс)=33.45· =42.62МВ·А;

 

S _max(жаз)=30.1 =38.35 МВ·А.

 

3. Қосалқы станцияда трансформаторлар қуатын және санын таңдау

 

Қосалқы станцияларда орнатылатын, трансформаторлар саны, берілгеніне байланысты және тұтынушылар  құрамының есебімен екеуге тең қабылданады.

Трансформатордың  алғашқы есептік қуатын шығарамыз. Ол формула бойынша анықталады:

S_н.расч. ≥ S_max / k_ав=30,17/1,4=21,55 МВ·А(қыс)

Апатты асқын  жүктелу коэффициентін1,4 тең деп қабылдаймыз.

Алдын-ала 25 МВ·А қуатымен трансформаторды қабылдаймыз.

Белгілі әр сағаттың орта өлшенген коэффициентін толық  қуатты табу үшін формула бойынша  шығарамыз:

tg φ_с.в.(i) = P₁ · tg φ₁ +  P₂ · tg φ₂ +…/

P_i

Қалған орта өлшенген коэффициентін барлық қалған сағаттар үшін (24 с.) ұқсас есептеледі.

 

tg φ_с.в.(1) =0,71

tg φ_с.в.(2) =0,71

tg φ_с.в.(3) =0,71

tg φ_с.в.(4) =1

tg φ_с.в.(5) =0,72

tg φ_с.в.(6) =0,71

tg φ_с.в.(7) =0,71

tg φ_с.в.(8) =0,71

tg φ_с.в.(9) =0,71

tg φ_с.в.(10) =0,72

tg φ_с.в.(11) =0,71

tg φ_с.в.(12) =0,71

tg φ_с.в.(13) =0,71

tg φ_с.в.(14) =0,71

tg φ_с.в.(15) =0,71

tg φ_с.в.(16) =0,71

tg φ_с.в.(17) =0,71

tg φ_с.в.(18) =0,72

tg φ_с.в.(19) =0,71

tg φ_с.в.(20) =0,71

tg φ_с.в.(21) =0,71

tg φ_с.в.(22) =0,71

tg φ_с.в.(23) =0,71

tg φ_с.в.(24) =0,71

 

 

 

Әр белгілі  сағат үшін жоғарыда табылған орта өлшенген коэффициенттердің есебімен толық қуатты формула бойынша  шығарамыз:

S_(t) = P_(t)·

Қалған толық  қуаттар қалған барлық сағаттар үшін (24 с.) ұқсас шығарылады.

 

S_1(t)=33.22 МВ·А;

S_2(t)=32.99 МВ·А;

S_3(t)=32.99 МВ·А;

S_4(t)=34.61 МВ·А;

S_5(t)=29.33 МВ·А;

S_6(t)=39.77 МВ·А;

S_7(t)=40.95 МВ·А;

S_8(t)=41.02 МВ·А;

S_9(t)=41.02 МВ·А;

S_10(t)=41.09 МВ·А;

S_11(t)=40.16 МВ·А;

S_12(t)=41.02 МВ·А; 
        S_13(t)=39.42 МВ·А;

S_14(t)=40.21 МВ·А;

S_15(t)=40.02 МВ·А;

S_16(t)=40.21 МВ·А;

S_17(t)=40.21 МВ·А;

S_18(t)=32.87 МВ·А;

S_19(t)=35.21 МВ·А;

S_20(t)=35.29 МВ·А;

S_21(t)=36.15 МВ·А;

S_22(t)= 35.43 МВ·А;

S_23(t)= 34.52 МВ·А;

S_24(t)= 34.52 МВ·А;

 

 

 

4 Қосалқы станция жүктемесінің эквивалентті екі сатылы графигін тұрғызу

 

Трансформатордың рұқсат етілген жүйелі асқын жүктелуін есептеу үшін нақты графигі эквивалентті екі сатылыға түрлендіріледі.  Графикте, асқын жүктеме деп жылулық импульс аталады.

Графикті тұрғызу  кезінде 3 жағдай қарастырылады:

1. 1 жылулық импульс. Бұл жағдайда ілгері келе жатқан оңсағаттық периодтың ұзақтығы асқын жүктеме периоды басталғанға дейін шегеріледі.

2. 2 жылулық импульс,  үлкен импульс кіші импульстен  кейін болады. Оңсағаттық периодтың ұзақтығы жылулық импульсі бойынша азырақ максимум жағына қалдырылады (аз _max ескеріледі).

3. 2 жылулық импульс,  кіші импульс үлкен импульстен  кейін болады. оңсағаттық периодтың ұзақтығы дәл осындай жылулық импульсы бойынша азырақ максимум жағына қалдырылады.

Жүктеме графигін талдай отырып келесі тұжырым жасауға болады, 2 жағдайы орын алғанын көреміз.

К₁ және К₂ коэффициенттерін формуламен анықтаймыз:

 

 

 

 

 

Тұрғызылған график пен анықталған жүктеме коэффициенттерін зерттей отырып, жоғарыда таңдалған номиналды қуаты 25 МВА-ге тең трансформаторды қалдырамыз.

 

 

 

5 ТК  және ЖК желі сымдарының қимасы  мен маркасын таңдау (жүктеменің  рұқсат етілген тогы бойынша  қиманы тексеру)

 

ТК және ЖК желі сымдарының қимасы мен маркасын таңдау үшін келесі параметлерді есептеу керек:

Ток күшінің  максималды мәні формуламен анықталады:

Максималды  қуат:

S_max.=42.62МВ·А

Өткізгіштің экономикалық қимасы формуламен шығарылады:

j_эк. – токтың экономикалық тығыздығы, j_эк. =1,3 А/мм². [1]

Конструктивті ойлармен АС-185/128 қималы сымдармен үш желі қабылдаймыз

Номиналды қимасы, мм² (алюминий/болат)-150/19

Сымның диаметрі d=23.1 мм

Сымның радиусы r=11.55 см

r₀=0,15 Ом/км 20 ⁰С кезінде тұрақты токқа кедергісі

x₀=0,396 Ом/км индуктивті кедергі

Бөлме сыртында рұқсат етілген  токтык жүктеме I_доп.=510 А

6 ҚТ  токтарын есептеу

6.1 Трансформатордың  және желінің кедергісін есептеу

 

 

Таңдалған трансформатор:

ТРДЦН-40000/110

ҚТ шығындары P_к.з. =121 кВт;

Бос жүріс шығындары P_х.х.=31,5 кВт;

ҚТ кернеуі U_к. =10,5 %;

Номиналды қуат S_н.=25000 МВ·А;

ЖК орамасының кернеуі,U_вн. =115 кВ;

ТК орамасының кернеуі, U_кн. =10,5 кВ.

 

Трансформатордың активті кедергісі формуламен шығарылады:

R_Т =

   

Жоғарғы кернеу жағы:

Төмен кернеу жағы:

Трансформатордың  индуктивті кедергісі формуламен шығарылады:

X_Т =

 

Жоғарғы кернеу жағы:

 

Төмен кернеу жағы:

 

Қосалқы станцияда  төмен кернеулі тарамдалған орамаларымен трансформатор қолданылған жағдайда кедергісінің корректировкасын 74  бетте жазылған әдістеме бойынша жасайды.

 

6.2 Желінің  параметрлерін және  қысқа тұйықталу  токтарын есептеу

 

Жүйе шиналарындағы  қысқа тұйықталудың қуаты S_к.з.=1100 МВ·А;

ЖК орамасының кернеуі U_вн. =115 кВ;

ТК орамасының кернеуі, U_нн. =10,5 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

6.2.1 суреті-желінің  орынбасу сұлбасы

Энергожүйенің индуктивті кедергісі формуламен анықталады:

X_к =

Жоғарғы кернеу жағы:

Төмен кернеу жағы:

Желінің активті  кедергісі:

R_л= R₀·L)=15 Ом

Желінің реактивті  кедергісі:

Х_л= х₀·L=39,4 Ом

Мұндағы L-желі ұзындығы 60 км тең.

К₁ нүктесінде желінің жалпы  кедергісін шығарамыз:

 

Жоғарғы кернеу жақтағы қысқа тұйықталудың үшфазалы тогы:

К₂ нүктесіне активті және реактивті кедергі келтіреміз.

К₂ нүктесінде желінің жалпы  кедергісін шығарамыз:ш

Мұндағы L-желі ұзындығы 80 км тең.

К₂ нүктесінде желінің жалпы  кедергісін шығарамыз:

 

 

Т_а – қысқа тұйықталу тогының апериодикалық құраушысының сөну уақытына тұрақтысы, келесі формула арқылы анықталады:

,

w=2·π·f=2·3,14·50=314

Жоғарғы кернеу жағы:

R_∑1= R_л=15 Ом

Х_∑1= Х_л+ Х_с1=39,4+12,02=51,42 Ом

Төмен кернеу жағы:

R_∑2= R^*_л+ R_т2 =0,12+0,001=0,121 Ом

Х_∑2= Х^*_л+ Х_с2+ Х_т2=0,32+0,1+0,28=0,68 Ом

Қысқа тұйықталу тогының апериодикалық  құраушысының сөну уақыты тұрақтысына  тәуелді, екпінді коэффициентті  формула бойынша табамыз:

Жоғарғы кернеу жағына:

Төмен кернеу жағына:

Екпінді ток, екпінді коэффициентті ескеріп, мына формула арқылы анықталады:

 

Жоғарғы кернеу жағы үшін:

 

Төмен кернеу жағы үшін:

 

7 Қосалқы  станция аппаратурасын және шинасын  тексеру, таңдау

 

Кажет жабдықтарды  таңдау қабылданған электр жалғанымдар  сұлбасы негізінде жасалады. ТК және ЖК жақтарына электржабдықтарды таңдамастан бұрын, жұмыс токтарын есептеп алу қажет, соларға сүйене отырып қосалқы станция аппаратурасы таңдалатын болады. Жұмыс токтары формуламен шығарылады:

Жоғарғы кернеу жағы үшін:

 

Төмен кернеу жағы үшін:

 

 

7.1 Ажыратқыштар  мен айырғыштарды таңдау

 

Ажыратқыштар  мен айырғыштарды таңдағанда біз  сүйенетін, негізгі параметрлер:

U_н.- номиналды кернеу;

I_p- номиналды (жұмыс) тогы;

i_y- екпінді (шектік өтпелі) ток;

B_K- термиялық төзімділік;

I_н.откл.-ажыратудың номиналды тогы, ажыратқыштар үшін ғана шығарылады.

 

 

Айырғыштарды  таңдау

Жоғарғы кернеу жағы үшін:

K₁ ¹ нүктесіндегі айырғыш (орынбасу сұлбасын қараңдар). Кірме желілерінің біреуін қарастырамыз, онда: