Проектирование электрической сети

Составление возможных вариантов конфигурации электрической сети. Расчет перетоков мощности, потерь напряжения. Выбор трансформаторов на подстанциях. Технико-экономическое сравнение вариантов сети. Исследование колебательной статистической устойчивости.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 30.03.2015
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Проектирование электрической сети 220 кВ

1.1 Составление возможных вариантов конфигурации сети

Составим два варианта конфигурации электрической сети, один из которых будет радиальным, а другой с элементом кольца.

Радиальная сеть ():

Рисунок 1.1. Вариант радиальной сети

Кольцевая сеть ():

Рисунок 1.2. Вариант сети с элементом кольца

1.2 Расчёт перетоков мощности

Таблица 1.1. Расчётные нагрузки

Подстанция

Максимальный режим нагрузки потребителей

P, МВт

Q, МВар

S, МВА

1

33

24,75

41,25

2

27

20,25

33,75

3

30

22,5

37,5

4

40

30

50

5

69

51,75

86,25

Расчёт перетоков мощности для радиальной сети:

Рисунок 1.3. Перетоки радиальной сети

Проверка правильности расчёта перетоков:

Расчёт перетоков мощности для кольцевой сети:

Рис. 1.4. Перетоки кольцевой сети

Разрываем кольцевую сеть по второй подстанции и преобразуем её в схему с двухсторонним питанием:

Рис. 1.5. Разорванная кольцевая сеть

Проверка:

Оставшиеся перетоки мощности находим по первому закону Кирхгофа:

1.3 Оценка целесообразности применения напряжения 220 кВ

Подсчитаем значение напряжений на каждой линии, которое целесообразнее всего применять.

Для радиальной сети:

Таблица 1.2. Выбор номинального напряжения

Линия

P, МВт

L, км

, кВ

ИП-3

199

47

175.7

220

3-2

100

37

125.56

220

3-5

69

32

104.88

220

2-1

33

45

76.29

220

2-4

40

41

82.46

220

Так как на всех участках радиальной сети по две линии, то:

Для кольцевой сети:

Таблица 1.3. Выбор номинального напряжения

Линия

P, МВт

L, км

, кВ

ИП-3

200,14

47

176

220

3-2

101,14

37

126

220

3-5

69

32

104,88

220

2-1

34,14

45

106

220

2-4

38,86

41

112

220

4-1

1,14

50

36

220

Для линий в кольце:

Расчёты показали, что как для радиальной, так и для кольцевой сети применение напряжения 220 кВ не вполне оправдано.

1.4 Выбор сечения проводов участка цепи

Для радиальной сети:

Таблица 1.4. Выбор сечения проводов

Линия

S, МВА

Uном, кВ

I, А

Iп. ав, А

Iдоп, А

F, мм2

Fном, мм2

ИП-3

248,75

220

652,8

825

400

3-2

125

220

164

328

605

164

240

3-5

86,25

220

113,2

226,4

605

113,2

240

2-1

41,25

220

54,1

108,2

605

54,1

240

2-4

50

220

65,6

131,2

605

65,6

240

- для участка с двумя линиями.

-условие целесообразности применения данного сечения по допустимой токовой нагрузке по нагреву.

Для кольцевой сети:

Таблица 1.5. Выбор сечения проводов

Линия

S, МВА

Uном, кВ

I, А

Iп. ав, А

Iдоп, А

F, мм2

Fном, мм2

ИП-3

250,18

220

328,28

656,56

825

328,28

400

3-2

126,43

220

165,9

331,8

605

165,9

240

3-5

86,25

220

118,79

237,58

605

118,79

240

2-1

42,68

220

112,01

239,48

605

112,01

240

2-4

48,58

220

127,47

239,48

605

127,47

240

4-1

1,43

220

3,75

-

605

3,75

240

- для линий в кольце.

Получены сечения проводов для каждого участка радиальной и замкнутой сети. Также была проведена проверка сечений линий по допустимой токовой нагрузке по нагреву, в ходе которой была установлена целесообразность выбора данного сечения.

1.5 Расчёт потерь напряжения и потерь мощности

Для радиальной сети:

Таблица 1.6. Удельные и расчётные параметры участков сети

Линия

Марка провода

L, км

N

R, Ом

Х, Ом

ИП-3

AC-400

47

0,075

0,420

2

1,763

9,87

3-2

AC-240

37

0,121

0,435

2

2,239

8,048

3-5

AC-240

32

0,121

0,435

2

1,936

6,961

2-1

AC-240

45

0,121

0,435

2

2,723

9,788

2-4

AC-240

41

0,121

0,435

2

2,481

8,918

Таблица 1.7. Потери напряжения и потери мощности

Линия

P, МВт

Q, Мвар

S, МВА

?U, кВ

?Р, МВт

ИП-3

220

199

149,25

248,75

8,29

2,25

3-2

220

100

75

125

3,76

0,72

3-5

220

69

51,75

86,25

2,245

0,3

2-1

220

33

24,75

41,25

1,505

0.095

2-4

220

40

30

50

1,665

0,13

Таблица 1.8. Удельные и расчётные параметры участков сети

Линия

Марка провода

L, км

N

R, Ом

Х, Ом

ИП-3

240

47

0,075

0,420

2

1,763

9,87

3-2

240

37

0,121

0,435

2

2,239

8,048

3-5

240

32

0,121

0,435

2

1,936

6,961

2-1

240

45

0,121

0,435

1

5,445

19,575

2-4

240

41

0,121

0,435

1

4,961

17,835

4-1

240

50

0,121

0,435

1

6,05

21,75

Таблица 1.9. Потери напряжения и потери мощности

Линия

P, МВт

Q, Мвар

S, МВА

?U, кВ

?Р, МВт

ИП-3

220

200,14

150,12

250,18

8,29

2,25

3-2

220

101,14

75,87

126,43

3,76

0,72

3-5

220

69

51,75

86,25

2,245

0,3

2-1

220

34,14

25,61

42,68

3,12

0,21

2-4

220

38,86

29,15

48,58

3,24

0,24

4-1

220

1,14

0,86

1,43

0,12

0,0003

Расчёт суммарных потерь напряжения и мощности.

Для радиальной сети:

Для кольцевой сети:

1.6 Выбор трансформаторов на подстанциях

Принципиальная схема сети.

Так как в каждом узле есть потребители первой категории, то на всех подстанциях устанавливаем по два двухобмоточных трансформатора со вторичным напряжением равным 10 кВ.

Таблица 1.10. Выбор мощности трансформаторов

Узел

Число тр.

1

2

41,25

40

0,52

1,03

2

2

33,75

40

0,42

0,84

3

2

37,5

40

0,47

0,93

4

2

50

40

0,63

1,25

5

2

86,25

63

0,69

1,37

- условие выбора номинальной мощности трансформатора

n - количество трансформаторов, работающих на подстанции в аварийном и поставарийном режиме.

Таблица 1.11. Паспортные данные двухобмоточных трансформаторов

Узел

Тип трансформатора

МВА

Диап. рег.

кВ

кВ

%

кВт

кВт

%

1

ТРДН-40000/220

40

±8*1,5%

230

11

12

170

50

0,9

2

ТРДН-40000/220

40

±8*1,5%

230

11

12

170

50

0,9

3

ТРДН-40000/220

40

±8*1,5%

230

11

12

170

50

0,9

4

ТРДН-40000/220

40

±8*1,5%

230

11

12

170

50

0,9

5

ТРДЦН-63000/220

63

±8*1,5%

230

11

12

300

82

0,8

Принципиальная схема радиальной сети:

Рис. 1.6. Принципиальная схема радиальной сети

Принципиальная схема замкнутой сети:

Рис. 1.7. Принципиальная схема замкнутой сети

1.7 Технико-экономическое сравнение вариантов сети

Таблица 12. Технико-экономические показатели вариантов сети

Затраты

Радиальная сеть

Замкнутая сеть

Общее кол-во

Стоимость, тыс. руб

Общее кол-во

Стоимость, тыс. руб

Капитальные затраты по

ВЛ-220кВ с проводом АС-240 и АС-400

Суммарное капвложение по линиям Кл

404

8747,2

486

7991,2

Стоимость ОРУ-220кВ

Суммарные вложения по РУ Кру

20

2100

18

1890

Стоимость трансформаторов

1) ТРДН-40000/220

2) ТРДЦН-63000/220

Суммарные вложения по трансформаторам Кт

8

2

-

1352

386

1738

8

2

-

1352

386

1738

Суммарные капзатраты по подстанциям Кпс

-

3838

-

3628

Суммарные капзатраты K

-

12585,2

-

11619,2

Так как разница в затратах составляет больше 5%, то вариант кольцевой сети более экономичен, нежели вариант радиальной сети.

2. Расчет режима максимальных нагрузок

2.1 Подготовка исходных данных

Таблица 2.1. Генераторы

Имя

Рном Мвт

Uном кВ

cosц

Хad o.e.

Хs o.e.

Хaq o.e.

Хsr o.e.

Tdo c

Tj c

Г1

10хТГВ-500

5000

20

0,85

1,408

0,162

0,778

0,25

6,3

5,6

Г2

5Хтгв-800-2

4000

24

0,9

1,408

0,162

0,778

0,25

9,4

5,3

Таблица 2.2. Генераторы

Хsrd o.e.

Trd c

Хsrq o.e.

Trq c

Tбч c

T1f c

Tokp1 c

Tokp2 c

T1u c

Г1

0,181

0,126

0,136

1

0,05

0,026

0,08

0,0016

0,0286

Г2

0,181

0,126

0,136

1

0,05

0,026

0,08

0,0016

0,0286

Таблица 2.3. Генераторы

K0u

K1u

K0w

K1w

Qmax

Qmin

Г1

120

20

0

0

0

0

Г2

120

20

0

0

0

0

Таблица 2.4. Параметры двухобмоточных трансформаторов

Имя

Sном МВА

Uв, кВ

Uн, кВ

Pкз, МВт

Uкз, %

Pхх, МВт

Ixx, %

10хТЦ630000/500

630

525

20

0

0

0

0

5хТЦ1000000/500

1000

525

24

0

0

0

0

T6

1000

500

220

0

0

0

0

T8

100

220

11

0

0

0

0

3

40

230

11

0

0

0

0

5

63

230

11

0

0

0

0

2

40

230

11

0

0

0

0

1

40

230

11

0

0

0

0

4

40

230

11

0

0

0

0

Таблица 2.5. Параметры двухобмоточных трансформаторов

Имя

R, Ом

X, Ом

Kтр

G, Ом

B, Ом

N,шт

10хТЦ630000/500

0,9

61,3

0,038095

0

0

10

5хТЦ1000000/500

0,55

40

0,045714

0

0

5

T6

2

100

0,44

0

0

1

T8

0,4

30

0,05

0

0

1

3

5,6

158,7

0,047826

0

0

2

5

3,9

100,7

0,047826

0

0

2

2

5,6

158,7

0,047826

0

0

2

1

5,6

158,7

0,047826

0

0

2

4

5,6

158,7

0,047826

0

0

2

Таблица 2.6. Линии 500 кВ

Имя

R, Ом/км

X, Ом/км

B, Ом/км

L, км

N, шт

Линия №1 3хАС400/51

0,025

0,42

2,7

220

6

Линия №3 3АС300/66

0,034

0,429

2,64

130

6

Линия №2 3хАС400/51

0,025

0,42

2,7

180

6

ип-3

0,075

0,42

2,7

47

2

3-5

0,121

0,435

2,6

32

2

3-2

0,121

0,435

2,6

37

2

2-1

0,121

0,435

2,6

45

1

1-4

0,121

0,435

2,6

50

1

2-4

0,121

0,435

2,6

41

1

Таблица 2.7. Данные по нагрузкам

Имя

Pном, МВт

Uном, кВ

Qном, МВт

А0 А1 А2 В0 В1В2

эквивалентная нагрузка

1500

525

800

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

Нагрузка S4

70

11

40

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

3

30

11

22,5

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

5

69

11

51,75

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

2

27

11

20,25

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

1

33

11

24,75

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

4

40

11

30

0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0 ; 0

Таблица 2.8. Реакторы

Имя

Uном, кВ

G, мкСм

B, мкСм

реактор №1

525

0

1306

реактор №2

525

0

1306

реактор №3

525

0

2612

Таблица 2.9. Компенсатор

Имя

Sном, МВт

Uном, кВ

Ераб

Xd

X”d

X2

6хКСВБ-100-11

600

11

0

0

0

0

2.2 Расчёт режима

Отчет программы расчета режима

Таблица 2.10. Расчетные параметры ЛЭП

Имя

Эквивалентное активное сопротивление - R, Ом

Эквивалентное реактивное сопротивление - X, Ом

Эквивалентная емкостная проводимость - B, Ом

Линия №1 3хАС400/51

0,91667

15,4

3564

Линия №3 3АС300/66

0,73667

9,295

2059,2

Линия №2 3хАС400/51

0,75

12,6

2916

ип-3

1,7625

9,87

253,8

3-5

1,936

6,96

166,4

3-2

2,2385

8,0475

192,4

2-1

5,445

19,575

117

1-4

6,05

21,75

130

2-4

4,961

17,835

106,6

Таблица 2.11. Шины бесконечной мощности

Имя

Номинальное напряжение - Un, кВ

S1

500

Таблица 2.12. Расчетные параметры двухобмоточных трансформаторов (Г-образная схема замещения)

Имя

Активное сопротивление - R, Ом

Реактивное сопротивление - X, Ом

Коэффициент трансформации Re(Kтр)

Коэффициент трансформации Im(Kтр)

Активная проводимость - G, Ом

Реактивная проводимость - B, Ом

10хТЦ-630000/500

0,9

61,3

0,038095

0

0

0

5хТЦ1000000/500

0,55

40

0,045714

0

0

0

T6

2

100

0,44

0

0

0

T8

0,4

30

0,05

0

0

0

3

5,6

158,7

0,047826

0

0

0

5

3,9

100,7

0,047826

0

0

0

2

5,6

158,7

0,047826

0

0

0

1

5,6

158,7

0,047826

0

0

0

4

5,6

158,7

0,047826

0

0

0

Таблица 2.13. Расчетные напряжения в узлах схемы

Узел №

Модуль напряжения, кВ

Фаза, °

1

20

39,477

2

24

29,543

3

510,433

32,937

4

503,101

22,626

5

494,993

15,439

6

500

0

7

242,047

9,523

8

14,91

7,672

9

235,095

7,749

10

10,833

5,256

11

10,512

3,579

12

231,981

7,041

13

229,232

6,45

14

10,496

3,547

15

10,721

4,744

16

229,061

6,433

17

10,379

2,871

18

232,871

7,356

Таблица 2.14. Генерация и потребление мощности в узлах схемы

Узел №

Суммарная генерация активной мощности - Pg, МВт

Суммарная генерация реактивной мощности - Qg, МВАР

Суммарное потребление активной мощности - Pn, МВт

Суммарное потребление реактивной мощности - Qn, МВАР

1

5000

1452,89

0

0

2

4000

1633,719

0

0

3

0

0

0

0

4

0

0

1500

800

5

0

0

0

0

6

-6947,045

1523,312

0

0

7

0

0

0

0

8

0

600

70

40

9

0

0

0

0

10

0

0

30

22,5

11

0

0

69

51,75

12

0

0

0

0

13

0

0

0

0

14

0

0

33

24,75

15

0

0

27

20,25

16

0

0

0

0

17

0

0

40

30

18

0

0

0

0

Таблица 2.15. Потери мощности в ЛЭП

Имя

Узел №

Узел №

Потери активной мощности - dP, МВт

Потери реактивной мощности - dQ, МВАР

Линия №1 3хАС400/51

3

5

90,996

1528,7

Линия №3 3АС300/66

5

6

151,6

1912,8

Линия №2 3хАС400/51

4

5

18,735

314,74

ип-3

7

9

1,804

10,102

3-5

9

18

0,27905

1,0032

3-2

9

12

0,57833

2,0791

2-1

12

13

0,17431

0,62666

1-4

13

16

0,00040199

0,0014452

2-4

12

16

0,21007

0,75521

Таблица 2.16. Потери мощности в трансформаторах

Имя

Узел №

Узел №

Потери активной мощности - dP, МВт

Потери реактивной мощности - dQ, МВАР

10хТЦ-630000/500

1

3

8,8614

603,56

5хТЦ1000000/500

2

4

7,4326

540,55

T6

5

7

1,1873

59,363

T8

7

8

1,4346

107,6

3

9

10

0,077527

2,1971

5

18

11

0,3021

7,8004

2

12

15

0,064247

1,8207

1

13

14

0,099756

2,827

4

16

17

0,14976

4,2442

3. Исследование колебательной статистической устойчивости

3.1 Расчёт коэффициентов K0w и K1w для генератора Г1

Рис. 3.1. Область Д-разбиения для генератора Г1

Рис. 3.2. Сравнение характеристик и кривых

Рис. 3.3. Поиск бmax для Г1

Из рис.3.3 видно что бmax = -0,796, тогда K0w = 5,5 ; K1w =1,2

3.2 Расчёт коэффициентов K0w и K1w для генератора Г2

Учитывая найденные коэффициенты для Г1 построим область Д-разбиения для генератора Г2

Рис. 3.4. Область Д-разбиения для генератора Г2

Рис. 3.5. Сравнение характеристик и кривых

Рис. 3.6. Поиск бmax для Г2

Из рис.3.6 видно что бmax = -1,0268, тогда K0w = 4 ; K1w =1,6

Исходя из полученных данных заполняем таблицу для Г1 и Г2

Таблица 3.1. Регулировочные коэффициенты

Генератор

K0w

K1w

бmax

G1

5,5

1,2

-0,796

G2

4

1,6

-1,0268

электрический сеть напряжение трансформатор

Литература

1. Ванюков А.П., Игнатьев И.В. Электрический расчёт районной сети: Учебное пособие. - Братск: ГО У ВПО «БрГУ», 2008. - 80 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Составление возможных вариантов конфигурации сети. Расчёт перетоков мощности. Оценка целесообразности применения напряжения 220 кВ. Определение активного сопротивления участков. Выбор трансформаторов на подстанции. Расчет режима максимальных нагрузок.

    контрольная работа [1,7 M], добавлен 27.11.2012

  • Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов. Выбор сечений линий электропередач для различных вариантов схемы развития. Экономическое сравнение вариантов электрической сети. Исследование аварийных и послеаварийных режимов электрической сети.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.12.2014

  • Разработка вариантов конфигурации электрической сети. Выбор номинального напряжения сети, сечения проводов и трансформаторов. Формирование однолинейной схемы электрической сети. Выбор средств регулирования напряжений. Расчет характерных режимов сети.

    контрольная работа [616,0 K], добавлен 16.03.2012

  • Составление вариантов схемы электрической сети, выбор и обоснование наиболее рациональных из них. Расчет потокораспределения в электрической сети. Выбор номинальных напряжений, трансформаторов на подстанциях. Баланс активной и реактивной мощностей.

    курсовая работа [372,7 K], добавлен 17.12.2015

  • Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных решений. Приближенный расчет потокораспределения, определение номинального напряжения. Выбор трансформаторов на подстанциях. Разработка схемы электрических соединений сети.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 04.12.2012

  • Выбор рациональных вариантов схем электрической сети с обоснованием конфигурации сети, номинальных напряжений, числа и мощности трансформаторов на подстанциях, электрической схемы сооружаемой электростанции, а также материала и сечений проводов линии.

    курсовая работа [956,8 K], добавлен 14.05.2013

  • Разработка вариантов конфигураций и выбор номинальных напряжений сети. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрической сети. Выбор числа и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях. Электрический расчет характерных режимов сети.

    курсовая работа [599,7 K], добавлен 19.01.2016

  • Разработка проекта электрической сети с учетом существующей линии 110 кВ. Исследование пяти вариантов развития сети. Расчет напряжения, сечений ЛЭП, трансформаторов на понижающих подстанциях и схемы распределительных устройств для каждого варианта.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 24.10.2012

  • Анализ различных вариантов развития сети. Выбор номинального напряжения сети, определение сечения линий электропередачи, выбор трансформаторов на понижающих подстанциях. Расчет установившихся режимов сети для двух наиболее экономичных вариантов развития.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 20.08.2014

  • Определение сечения проводов сети 0,4 кВ по допустимым потерям. Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции. Расчет потерь мощности и электрической энергии в элементах сети. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети.

    курсовая работа [413,9 K], добавлен 25.10.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.