Оптимизация числа, мощности и размещения КТП – модуль ОТ

Исходные данные

Таблица 1

Вариант 2

Кол-во цехов	S PT, МВт	NC, шт.	PH, кВт	L, км	SK, МВ× А	TGH
						0.08

Источником питания завода служит районная подстанция. Питание осуществляется двумя одноцепными воздушными линиями электропередачи (ЛЭП) напряжением 110 кВ.

Завод содержит группу электроприемников, относящихся к категории 1, 2 и 3.

Оптимизация числа, мощности и размещения КТП – модуль ОТ

В начале вводится количество N цехов, в которых есть низковольтная нагрузка. Затем для каждого из цехов вводятся данные из таблицы 2.

Таблица 2

N цеха	Наименование	PT, кВт	QT, квар	X, м	Y, м	Категория	MT	KZ
	Тарный							0.9
	Сборочный							0.8
	Сварочный							0.8
	Литейный							0.6
	Термический							0.8
	Штамповочный							0.8
	Компрессорная							0.6
	Гальванический							0.8
	Инструментальный							0.9

Далее вводятся параметры сети и стоимости КТП:

ZB (0, 93 руб./м) – начальная стоимость кабелей низкого напряжения (НН);

ZH (0, 028 руб./м× мм²) – то же, зависимая от сечения;

M (1) – код материала проводников кабелей НН;

UB (0, 4 кВ) – напряжение сети НН;

GK (1, 8 руб./м) – начальная стоимость кабелей ВН;

HK (0, 022 руб./м× мм²) – то же, зависимая от сечения;

MM (1) – код материала проводников кабелей ВН;

U (10, 5 кВ) – напряжение сети ВН;

C0 (100 руб./кВт× год) – стоимость электроэнергии;

KL1 (0) – ключ расположения КТП;

ZT – стоимость КТП.

В результате оптимизации выбираем окончательно мощности КТП

S_1КТП = 1000 кВ× А;

S_2КТП = 2500 кВ× А.

Далее распределяем КТП между двумя трансформаторами ГПП, добиваясь равенства загрузки последних (табл. 3).

Таблица 3

N цеха	NT	S_ном, кВ× А	NT для 1Т	NT для 2Т









Итого:

Ввод данных по участкам (подстанциям) – модуль ТП

Цеховые КТП на машиностроительном заводе питаются по магистральной схеме. Для правильного формирования магистралей необходимо цеха разбить на участки, обслуживаемые одной КТП. Количество трансформаторов не должно превышать трех при мощности трансформаторов 630 – 1600 кВ× А и двух при 2500 кВ× А. При разбиении цеха на участки следует КТП располагать, приближая их к предполагаемым трассам сети 6 – 20 кВ.

Нагрузки участков определяются как доли нагрузок цеха, пропорциональные числу находящихся на участке КТП.

Исходные данные по участкам приведены в табл. 4.

Таблица 4

N уч.	P, кВт	Q, квар	SH, кВ× А	NT, шт.	XC, м	YC, м
Для первой половины завода










Для второй половины завода

4. Оптимизация схемы распределительной сети 6 – 10 кВ первой половины завода – модуль ОС

Работа модуля ОС начинается с ввода количества узлов KN в половине СЭС завода. Значение KN складывается из числа узлов с КТП, количества узлов с высоковольтной нагрузкой (секция 10 кВ компрессорной – узел 8), двух секций шин ГПП (для ТРО – узлы 12 и 13) и еще одного узла, представляющего центр звезды схемы замещения ТРО.

Далее вводятся данные по KN (14) узлам.

Таблица 5

Первая половина завода

N узла	R, Ом	PA, кВт	QA, квар	PH, кВт	D1, кВт	D2, кВт	N, шт.	XC, м	YC, м
			-		6, 77	6, 98
	0, 021		-		-	-	-
	0, 021		-		-	-	-
			-		-	-	-

Таблица 6

Вторая половина завода

N узла	R, Ом	PA, кВт	QA, квар	PH, кВт	D1, кВт	D2, кВт	N, шт.	XC, м	YC, м
			-		6, 77	6, 98
	0, 021		-		-	-	-
	0, 021		-		-	-	-
			-		-	-	-

Где в табл. 4 и табл. 5 представлены параметры электродвигателя 10 кВ:

PA, QA – расчетные активная и реактивная мощности АД;

N – количество однотипных синхронных двигателей (СД);

PH – номинальная активная мощность одного СД;

D1, D2 – коэффициенты потерь активной мощности в СД.

Мощность трансформаторов ГПП определена исходя из суммарной нагрузки завода (29 МВт ), их числа (2) и максимального коэффициента загрузки (0, 7):

S_н = = 20714 кВ× А, округляем до 25000 кВ× А.

После ввода данных таблиц 5 и 6 поочередно формируем схемы сети 6 – 20 кВ с помощью трех алгоритмов:

- минимальной длины (М);

- зон (З);

- динамического программирования (Д).

При этом следует ввести номер корневого узла, которым является ГПП (14). Каждый алгоритм формирует схему сети 6 – 20 кВ, которая представляется на экране графически и оценивается суммарной длиной (LL) и затратами на сеть 6 – 20 кВ (ЗЛВ), расчетными затратами на ячейки распределительных устройств (ЗРУ) и суммарными затратами ( табл.7 и табл. 8).

Таблица 7

Первая половина завода

Алгоритм	LL, м	ЗЛВ, руб./год	ЗРУ, руб./год	ЗА, руб./год
М
З
Д
В

Р и с. 1. Алгоритм минимальной длины

Р и с. 2. Алгоритм зон

Р и с. 3. Алгоритм динамического программирования

Таблица 8

Вторая половина завода

Алгоритм	LL, м	ЗЛВ, руб./год	ЗРУ, руб./год	ЗА, руб./год
М
З
Д
В

Р и с. 4. Алгоритм минимальной длины

Р и с. 5. Алгоритм зон

Р и с. 6. Алгоритм динамического программирования

Выбираем схему предложенную пользователем, так как она технически более предпочтительна.

Расчет коэффициента ZE2

Значение ZE2 для принятого варианта энергосистемы определяется выражением:

ZE2= , руб./Мвар²,

где C0 (100) – стоимость потерь электроэнергии, руб./кВт× год;

R_ЛЭП- сопротивление питающей линии, приведенное к стороне 10, 5 кВ, Ом;

RT – сопротивление трансформатора ГПП от конца ЛЭП до корневого узла, приведенное к стороне 10, 5 кВ.

Для условий примера определим R_ЛЭП и RT. В разделе 4 найдена номинальная мощность ТРО ГПП равная 25000 кВ× А. Этой мощности соответствует RT=0, 021 (для обмотки ВН).

Расчетный ток ЛЭП определим из суммарной нагрузки завода (29000 кВ× А):

А.

С четом экономической плотности тока (1, 1 А/мм²) получим экономическое сечение

мм², округляем до стандартного в большую сторону F=70 мм²

С учетом удельного сопротивления алюминиевых проводов (31, 5 Ом× мм²/км), получим удельное активное сопротивление ЛЭП

Ом/км.

Окончательно, учитывая длину ЛЭП (11 км), найдем ее сопротивление, приведенное к стороне 10, 5 кВ:

Ом.

Тогда коэффициент

руб./Мвар² или 0, 00005829 руб./квар².