Проектирование районной электрической сети
Расположение пунктов питания и потребления электрической энергии. Выбор номинального напряжения, схемы основных параметров линий и подстанций. Выбор главных схем электрических соединений подстанций. Схема замещения проектируемой сети и ее параметры.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 17.05.2016 |
Размер файла | 683,7 K |
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/
Перечень сокращений
ВЛ - воздушная линия
ВН - высокое напряжение
КЛ - кабельная линия
КУ - компенсирующие устройства
ЛЭП - линия электропередач
НН - низкое напряжение
ОРУ - открытое распределительное устройство
ПУЭ - правила устройства электроустановок
РП - распределительный пункт
РПН - регулирование под нагрузкой
РУ - распределительное устройство
ТП - трансформаторная подстанция
Содержание
Введение
1. Расположение пунктов питания и потребления электрической энергии
2. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети
2.1 Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности
2.2 Баланс реактивной мощности
3. Выбор номинального напряжения, схемы основных параметров линий и подстанций
3.1 Потокораспределение для варианта схемы 1
3.2 Потокораспределение для варианта схемы 2
3.3 Потокораспределение для варианта схемы 3
3.4 Выбор номинального напряжения
3.5 Выбор сечений проводов
3.6 Определение потерь напряжения на участках линий в нормальном и послеаварийном режимах
4. Выбор числа и мощности трансформаторов
5. Выбор главных схем электрических соединений подстанций
6. Технико-экономическое сравнение вариантов
7. Расчет параметров основных режимов сети
7.1 Схема замещения проектируемой сети и ее параметры
7.2 Электрический расчет
8. Регулирование напряжения в сети
Заключение
Список литературы
Введение
электрический энергия напряжение сеть
В курсовом проекте разрабатывается электрическая сеть напряжением 35…220 кВ, предназначенная для электроснабжения промышленного района, содержащего шесть пунктов нагрузки. Электроснабжение этих пунктов осуществляется от ТЭЦ энергосистемы.
Электрическая сеть - это совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторного оборудования подстанций, их распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Таким образом, электрическая сеть как элемент электроэнергетической системы обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, ее передачу на расстояние, преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока) на подстанциях и ее распределение по некоторой территории вплоть до непосредственных электроприемников.
Электрическая сеть должна проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы была обеспечена ее работоспособность во всех возможных режимах работы: нормальном, ремонтном и послеаварийном. Наряду с обеспечением работоспособности, надежности функционирования и качества поставляемой потребителям электроэнергии электрическая сеть должна удовлетворять критериям экономической эффективности. При проектировании таким критерием на сегодня выступает минимум приведенных затрат, а при эксплуатации - минимум расходов энергоресурсов на выработку электроэнергии. Это означает, что при разработке вариантов развитие существующей сети на перспективу, выбор параметров элементов новой части сети необходимо осуществлять в соответствии с указанным критерием и с учетом технических ограничений.
1. Расположение пунктов питания и потребления электрической энергии
Таблица 1
Сведения о потребителях электроэнергии по пунктам
Наименование данных |
Пункты |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
Наибольшая зимняя активная нагрузка, МВт |
30 |
40 |
12 |
14 |
20 |
16 |
||
Коэффициент мощности нагрузки |
0,85 |
0,9 |
0,8 |
0,87 |
0,91 |
0,92 |
||
Состав потребителей электоэнергии по категориям, % |
1 |
15 |
15 |
20 |
10 |
25 |
25 |
|
2 |
45 |
45 |
30 |
40 |
50 |
25 |
||
3 |
40 |
40 |
50 |
50 |
25 |
50 |
||
Номинальное напряжение электрической сети, кВ |
6 |
10 |
6 |
10 |
10 |
6 |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таблица 2
Активная, реактивная, полная мощности и соотношения между ними
S1=35,294 |
tgц1=0,62 |
Q1=18,6 |
|
S2=44,444 |
tgц2=0,484 |
Q2=19,36 |
|
S3=15 |
tgц3=0,75 |
Q3=9 |
|
S4=16,092 |
tgц4=0,567 |
Q4=7,938 |
|
S5=21,978 |
tgц5=0,456 |
Q5=9,12 |
|
S6=17,391 |
tgц6=0,426 |
Q6=6,816 |
|
S=P/cosц |
tgц1 вычисляется по известному cosц |
Q=P•tgц |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 2 Вариант № 1 схемы электрической сети
Длины участков сети с учетом ландшафта местности для варианта 1:
L51=32•1,1=35,2 км L6-ТЭЦ1=65•1,1=71,5 км
L52=32•1,1=35,2 км L13=62•1,1=68,2км
L26=54•1,1=59,4 км L34=43•1,1=47,3км
L4-ТЭЦ1=44•1,1=48,4км
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 3 Вариант № 2 схемы электрической сети
Длины участков сети с учетом ландшафта местности для варианта 2:
LТЭЦ1-3=60•1,1=66км L51=32•1,1=35,2км
LТЭЦ1-6=65•1,1=71,5км L14=43•1,1=47,3км
L62=54•1,1=59,4км L4-ТЭЦ-1=45•1,1=49,5км
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 4 Вариант № 3 схемы электрической сети
Длины участков сети с учетом ландшафта местности для варианта 3:
LТЭЦ1-6=65•1,1=71,5км L13=58•1,1=63,8 км
L62=54•1,1=59,4км L43=40•1,1=44 км
LТЭЦ1-4=45•1,1=49,5км L25=32•1,1=35,2 км
L41=43•1,1=47,3км
2. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети
2.1 Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности
Источниками активной мощности в электроэнергетических системах являются электрические станции. Установленная мощность генераторов электростанций должна быть такой, чтобы покрыть все требуемые нагрузки с учетом потребителей собственных нужд станций и потерь мощности в элементах сети, а также обеспечить необходимый резерв мощности в системе.
Наибольшая суммарная активная мощность, потребляемая в проектируемой сети, составляет:
(2.1)
где Рiнб - наибольшая активная нагрузка подстанции i, i=1,2,...n, МВт;
ko(p)=0,95...0,96 - коэффициент одновременности наибольших нагрузок подстанции;
Рс=0,05 - суммарные потери мощности в сети в долях от суммарной нагрузки подстанции.
Соответствующая данной Рn.нб необходимая установленная мощность генераторов электростанций определяется следующим образом:
Рэс=Рn.нб+Рэс.сн+Рэс.рез, (2.2)
где Рэс.сн - электрическая нагрузка собственных нужд зависит от типа электрической станции и может быть ориентировочно принята для ТЭЦ - 10%, от установленной мощности генераторов электрической станции;
Рэс.рез - оперативный резерв мощности электростанции обоснованный экономическими сопоставлениями ущербов от вероятного недоотпуска электроэнергии при аварийном повреждении агрегатов на электростанции с дополнительными затратами на создание резерва мощности. Ориентировочно резервная мощность электростанций составляет 11% от суммарной установленной мощности генераторов, но не менее номинальной наиболее крупного из генераторов, питающих рассматриваемые потребители.
Рэс=132+13,2+14,52=159,72 МВт
2.2 Баланс реактивной мощности
Основным, но не единственным источником реактивной мощности в системе являются генераторы электростанции. Располагаемая реактивная мощность электростанций определяется согласно номинальному коэффициенту мощности установленных на станциях генераторов. Кроме этого, в электрических сетях широко используются дополнительные источники реактивной мощности - компенсирующие устройства (КУ). Основным типом КУ, устанавливаемых на подстанциях потребителей, являются конденсаторные батареи.
Уравнение баланса реактивной мощности в электрической сети имеет вид:
(2.3)
где QГ = РГtg - наибольшая реактивная мощность, потребляемая в сети (мощность генераторов), МВАр;
Qку - суммарная мощность компенсирующих устройств, необходимая по условию баланса), МВАр;
Qл - потери в сопротивлениях линии), МВАр;
kо = 0,98...1 - коэффициент несовпадения максимумов нагрузок по времени суток.
(2.4)
где Q*т=0,1 - относительная величина потерь мощности при каждой трансформации напряжения;
т - число трансформаций по мощности для - групп из - подстанций;
- количество групп подстанций с разным числом трансформаций напряжения;
- количество подстанций, имеющих одинаковое число трансформаций нагрузки;
Sj - номинальная мощность j-й подстанции.
Уравнение баланса Q имеет вид:
159,72
Так как мощность компенсирующих устройств, необходимая по уравнению баланса, оказалась отрицательной, то установка КУ в электрической сети не требуется.
3. Выбор номинального напряжения, схемы основных параметров линий и подстанций
3.1 Потокораспределение для варианта схемы 1
Нормальный режим работы сети
Кольцо: тэц-6-2-5-1-3-4-тэц
Рис. 6 Потокораспределение в кольце тэц-5-4-3-1-2-6-тэц'
Правильность найденных значений подтверждается следующей проверкой:
Sтэц-6+ Sтэц'-4= S5+S4+S3+S2+S6+S1
132+j70,834=132+j70,834
Поток мощности в 6-2:
Поток мощности 2-5:
Поток мощности 5-1:
Поток мощности 4-3:
Поток мощности 3-1:
Поток мощности 1-5:
Послеаварийный режим работы сети
Рассмотрим отказ линии ТЭЦ-6 в кольце. Рассчитаем потокораспределение при такой аварии.
Таблица 1
Результаты расчетов потокраспределения по схеме 1
№ |
n |
L, км |
Pн, MBт |
Qн, МВАр |
n |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
|
ТЭЦ-6 |
1 |
71,5 |
67,898 |
34,632 |
- |
- |
- |
|
6-2 |
1 |
59,4 |
51,898 |
27,816 |
1 |
16 |
6,816 |
|
2-5 |
1 |
35,2 |
11,898 |
8,456 |
1 |
56 |
26,176 |
|
5-1 |
1 |
35,2 |
8,102 |
0,664 |
1 |
76 |
35,296 |
|
4-3 |
1 |
47,3 |
50,102 |
28,264 |
1 |
118 |
62,896 |
|
3-1 |
1 |
68,2 |
38,102 |
19,264 |
1 |
106 |
53,896 |
|
4-ТЭЦ |
1 |
48,4 |
64,102 |
36,202 |
1 |
132 |
70,834 |
3.2 Потокораспределение для варианта схемы 2
Нормальный режим работы сети
Правильность найденных значений подтверждается следующей проверкой:
Послеаварийный режим работы сети
Рассматривается отказ одной цепи двухцепных линий.
Таблица 2
Результаты расчетов потокраспределения по схеме 2
№ |
n |
L, км |
Pн, MBт |
Qн, МВАр |
n |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
|
3-ТЭЦ |
2 |
66 |
12 |
9 |
1 |
12 |
9 |
|
4-1 |
2 |
47,3 |
50 |
27,72 |
1 |
50 |
27,72 |
|
1-5 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
1 |
20 |
9,12 |
|
2-6 |
2 |
59,4 |
40 |
22,23 |
1 |
40 |
22,23 |
|
4- ТЭЦ |
2 |
49,5 |
64 |
35,118 |
1 |
64 |
35,118 |
|
6- ТЭЦ |
2 |
71,5 |
56 |
26,176 |
1 |
56 |
26,176 |
3.3 Потокораспределение для варианта схемы 3
Нормальный режим работы сети
Кольцо 4-2-3-4'
Рис. 7 Потокораспределение в кольце 3-2-1-3'
Послеаварийный режим работы сети
Рассмотрим отказ линии 43 в кольце. Рассчитаем потокораспределение при такой аварии.
Таблица 3
Результаты расчетов потокраспределения по схеме 3
№ |
n |
L, км |
Pн, MBт |
Qн, МВАр |
n |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
|
ТЭЦ-6 |
2 |
71,5 |
76 |
35,296 |
2 |
76 |
35,296 |
|
6-2 |
2 |
59,4 |
60 |
28,48 |
2 |
60 |
28,48 |
|
2-5 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
2 |
20 |
9,12 |
|
3-1 |
1 |
63,8 |
5,775 |
3,119 |
1 |
12 |
9 |
|
4-1 |
1 |
47,3 |
24,225 |
15,481 |
1 |
42 |
27,6 |
|
4- ТЭЦ |
2 |
49,5 |
52,809 |
33,559 |
2 |
68 |
44,538 |
|
4-3 |
1 |
44 |
17,745 |
12,119 |
- |
- |
- |
3.4 Выбор номинального напряжения
Номинальное напряжение для n-цепной линии можно предварительно определить по известной передаваемой мощности Р МВт, и длине линии L км, по формуле Г. А. Илларионова:
(3.1)
Для схемы 1:
04
Для 1 варианта структурной схемы все расчетные данные сведём в таблицу 6
Таблица 4
№ |
U,кВ |
L, км |
Pн, MBт |
|
ТЭЦ-6 |
153,702 |
71,5 |
67,898 |
|
6-2 |
139,04 |
58,3 |
38 |
|
3-1 |
141,734 |
37,4 |
36 |
|
2-5 |
94,053 |
39,6 |
26 |
|
5-1 |
86,797 |
33,55 |
82 |
|
4-3 |
126,155 |
25,2 |
78 |
|
ТЭЦ-4 |
129,692 |
48,4 |
64,102 |
Для этих линий выбираем Uном = 220 кВ с учетом возможности дальнейшего расширения сети.
Выбор номинального напряжения для варианта 2 и 3.
Выбор номинального напряжения для вариантов 2 и 3 проводится аналогично варианту 1. То есть номинальное напряжение можно предварительно определить по известной передаваемой мощности Р МВт по линии, и длине линии L км, по формуле Г. А. Илларионова (3.1).
Результаты выбора напряжения показаны в таблицах 7 и 8 для вариантов 2 и 3 соответственно.
Таблица 5
№ |
U, кВ |
L, км |
Pн, MBт |
|
ТЭЦ-3 |
112,122 |
66 |
12 |
|
ТЭЦ-4 |
130,948 |
49,5 |
64 |
|
ТЭЦ-6 |
150,938 |
71,5 |
56 |
|
4-1 |
126,134 |
47,3 |
50 |
|
1-5 |
102,05 |
35,2 |
20 |
|
2-6 |
135,348 |
59,4 |
40 |
|
- |
- |
- |
- |
Для этих линий выбираем Uном = 110 кВ с учетом возможности дальнейшего расширения сети.
Таблица 6
№ |
U, кВ |
L, км |
Pн, MBт |
|
ТЭЦ-6 |
155,148 |
71,5 |
76 |
|
6-2 |
140,83 |
59,4 |
60 |
|
2-5 |
102,05 |
35,2 |
20 |
|
3-1 |
89,17 |
63,8 |
5,775 |
|
4-1 |
116,647 |
47,3 |
24,225 |
|
4- ТЭЦ |
129,128 |
49,5 |
52,809 |
|
- |
- |
- |
- |
Для этих линий выбираем Uном = 110 кВ с учетом возможности дальнейшего расширения сети.
3.5 Выбор сечений проводов
Выбор сечений проводов для варианта 1
Экономический выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи проводится по экономической плотности тока jэк. Порядок расчета при этом следующий.
Определяем токи на участке сети:
, (3.2)
где Pj, Qj - активная и реактивная мощности линии в режиме максимальных нагрузок, кВт, кВАр;
n - количество цепей линии электропередачи;
По таблице 1.3.36 [3] в зависимости от материала проводника, района страны и времени использования наибольших нагрузок Тнб определяем jэк=1А/мм2.
Выбираем стандартное сечение, ближайшее к экономическому, определенному по формуле:
, (3.3)
где Iмаксi - ток в j линии;
При выборе стандартного сечения следует учитывать, что по механической прочности и отсутствию общей короны, марки проводов линий электропередачи напряжением 35 кВ должны укладываться в пределы АС-35 - АС-150, линий 110 кВ - АС-70 - АС-240, линий 150 кВ - АС-120 - АСО-400, линий 220 - АСО-500.
,принимаем ,
,принимаем ,
,принимаем ,
,принимаем ,
,принимаем ,
,принимаем ,
,принимаем ,
Проверим выбранные сечения проводов на ток послеаварийного режима. Токи в линиях подсчитываем с учетом того, что по условию задания напряжение на шинах ТЭЦ-6 при тяжелых авариях в сети равно U = 1,1•Uн = 1,1•220 = 242 кВ.
При сравнении наибольшего тока с длительно допустимым током выполняется неравенство Iдоп Iнб. Следовательно, сечения проводов выбраны верно.
Сведем полученные результаты в таблицу 9.
Таблица 7
Данные по выбору марки проводов для варианта 1
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
Iнорм, А |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
Iп.ав, А |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т6 |
1 |
71,5 |
67,898 |
34,632 |
200 |
220 |
- |
- |
- |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
62 |
1 |
59,4 |
51,898 |
27,816 |
154,53 |
220 |
16 |
6,816 |
41,49 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
25 |
1 |
35,2 |
11,898 |
8,456 |
38,31 |
220 |
56 |
26,176 |
147,48 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
51 |
1 |
35,2 |
8,102 |
0,664 |
21,33 |
220 |
76 |
35,296 |
199,92 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
43 |
1 |
47,3 |
50,102 |
28,264 |
150,96 |
220 |
118 |
62,896 |
319,01 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
31 |
1 |
68,2 |
38,102 |
19,264 |
112,05 |
220 |
106 |
53,896 |
283,7 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
4Т |
1 |
48,4 |
64,102 |
36,202 |
193,2 |
220 |
132 |
70,834 |
357,4 |
605 |
АС-240/32 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
3.5.2 Выбор сечений проводов для вариантов II и III
Выбор сечений для вариантов II и III проводим аналогично варианту I,
Выбор сечений для вариантов 2 и 3 проводится аналогично варианту 1. Результаты выбора занесем в таблицу 10 и таблицу 11. При поверке послеаварийного режима в варианте 3 рассматривается отказ линии 2-3.
Таблица 8
Данные по выбору марки проводов для варианта 2
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
Iнорм,А |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
Iп.ав,А |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т3 |
2 |
66 |
12 |
9 |
39,365 |
110 |
12 |
9 |
71,572 |
175 |
АС-35/6,2 |
0,7897 |
0,459 |
2,464 |
|
41 |
2 |
47,3 |
50 |
27,72 |
150,032 |
110 |
50 |
27,72 |
272,786 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
15 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
57,686 |
110 |
20 |
9,12 |
104,883 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
26 |
2 |
59,4 |
40 |
22,23 |
120,094 |
110 |
40 |
22,23 |
218,354 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
4Т |
2 |
49,5 |
64 |
35,118 |
191,58 |
110 |
64 |
35,118 |
348,328 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
6Т |
2 |
71,5 |
56 |
26,176 |
162,224 |
110 |
56 |
26,176 |
294,953 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 9
Данные по выбору марки проводов для варианта 3
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
Iнорм, А |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
Iп.ав, А |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т6 |
2 |
71,5 |
76 |
35,296 |
219,908 |
110 |
76 |
35,296 |
219,908 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
62 |
2 |
59,4 |
60 |
28,48 |
174,318 |
110 |
60 |
28,48 |
174,318 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
25 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
57,686 |
110 |
20 |
9,12 |
57,686 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
31 |
1 |
63,8 |
5,775 |
3,119 |
34,449 |
110 |
12 |
9 |
71,572 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
41 |
1 |
47,3 |
24,225 |
15,481 |
150,894 |
110 |
42 |
27,6 |
239,8 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
4Т |
2 |
49,5 |
52,809 |
33,559 |
164,203 |
110 |
68 |
44,538 |
193,931 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
43 |
1 |
44 |
17,745 |
12,119 |
112,785 |
110 |
- |
- |
- |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
3.6 Определение потерь напряжения на участках линий в нормальном и послеаварийном режимах
Проверка по потере напряжения выполняется как для нормального, так и для послеаварийного режимов работы сети. Суммарные потери напряжения до наиболее удаленного пункта сети одного номинального напряжения в нормальном режиме работы не должны превышать 15%, а при наиболее тяжелых аварийных отключеньях линий - 20%.
Потери напряжения для n-цепной линии определяется по формуле:
, (3.4)
где Pj,Qj - активная и реактивная мощности линии, кВт, кВАр;
r0j x0j - удельное активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км;
L - длина линии, км.
Вариант №1
Нормальный режим (рассчитывается по потокораспределению в нормальном режиме работы сети - таблица 1).
Суммарная потеря напряжения в сети от источника питания до самой удаленной точки при нормальном режиме работы:
(3.4)
Аварийный режим.
Рассмотрим отказ линии ТЭЦ-6 в кольце. Падения напряжения в линиях подсчитываем с учетом того, что по условию задания напряжение на шинах ТЭЦ-6 при тяжелых авариях в сети равно U = 1,09•Uн = 1,09•220 = 242 кВ.
Суммарная потеря напряжения в сети от источника питания до самой удаленной точки при нормальном режиме работы:
Таблица 10
Результаты расчета потерь для варианта 1
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
?U,кВ |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
?Uп.,кВ |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т6 |
1 |
71,5 |
67,898 |
34,632 |
6 |
220 |
- |
- |
- |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
62 |
1 |
59,4 |
51,898 |
27,816 |
3,96 |
220 |
16 |
6,816 |
0,93 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
25 |
1 |
35,2 |
11,898 |
8,456 |
0,675 |
220 |
56 |
26,176 |
2,07 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
51 |
1 |
35,2 |
8,102 |
0,664 |
0,123 |
220 |
76 |
35,296 |
2,8 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
43 |
1 |
47,3 |
50,102 |
28,264 |
3,17 |
220 |
118 |
62,896 |
6,49 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
31 |
1 |
68,2 |
38,102 |
19,264 |
3,19 |
220 |
106 |
53,896 |
8,1 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
|
4Т |
1 |
48,4 |
64,102 |
36,202 |
4,15 |
220 |
132 |
70,834 |
7,47 |
960 |
АС-500/27 |
0,06129 |
0,413 |
2,771 |
Суммарные потери напряжения в нормальном режиме работы не превышают 15%, а в аварийном режиме 20%. Следовательно сечения проводов воздушных линий выбраны верно.
3.6.2 Определение потерь напряжения на участках линий в нормальном и после аварийном режимах, для вариантов 2 и 3
Проверка по потере напряжения выполняется как для нормального, так и для после аварийного режимов работы сети. Суммарные потери напряжения до наиболее удаленного пункта сети одного номинального напряжения в нормальном режиме работы не должны превышать 15%, а при наиболее тяжелых аварийных отключениях линий - 20%. Проверка по потере напряжения проводится аналогично варианту 1.Результаты расчетов остальных вариантов сводятся в таблицы 12 и 13.
Таблица 11
Результаты расчета потерь для варианта 2
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
?U,кВ |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
?Uп.,кВ |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т3 |
2 |
66 |
12 |
9 |
4,08 |
110 |
12 |
9 |
7,42 |
175 |
АС-35/6,2 |
0,7897 |
0,459 |
2,464 |
|
41 |
2 |
47,3 |
50 |
27,72 |
4,12 |
110 |
50 |
27,72 |
7,49 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
15 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
1,96 |
110 |
20 |
9,12 |
1,99 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
26 |
2 |
59,4 |
40 |
22,23 |
4,62 |
110 |
40 |
22,23 |
8,4 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
4Т |
2 |
49,5 |
64 |
35,118 |
5,48 |
110 |
64 |
35,118 |
9,97 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
6Т |
2 |
71,5 |
56 |
26,176 |
7,125 |
110 |
56 |
26,176 |
12,95 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 12
Результаты расчета потерь для варианта 3
№ |
n |
L, км |
P, MBт |
Q, МВАр |
?U,кВ |
Uн, кВ |
Pп.ав, MBт |
Qп.ав, МВАр |
?Uп.,кВ |
Iдоп,,А |
Марка |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b010-6, См/км |
|
Т6 |
2 |
71,5 |
76 |
35,296 |
8,56 |
110 |
76 |
35,296 |
8,56 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
62 |
2 |
59,4 |
60 |
28,48 |
5,68 |
110 |
60 |
28,48 |
5,68 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
25 |
2 |
35,2 |
20 |
9,12 |
1,1 |
110 |
20 |
9,12 |
1,1 |
520 |
АС-185/24 |
0,157 |
0,408 |
2,783 |
|
31 |
1 |
63,8 |
5,775 |
3,119 |
1,41 |
110 |
12 |
9 |
3,22 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
41 |
1 |
47,3 |
24,225 |
15,481 |
4,82 |
110 |
42 |
27,6 |
7,72 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
4Т |
2 |
49,5 |
52,809 |
33,559 |
5,48 |
110 |
68 |
44,538 |
6,53 |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
|
43 |
1 |
44 |
17,745 |
12,119 |
3,41 |
110 |
- |
- |
- |
450 |
АС-150/24 |
0,198 |
0,414 |
2,739 |
Суммарные потери напряжения в нормальном режиме работы не превышают 15%, а в аварийном режиме - 20%. Следовательно, сечения проводов воздушных линий выбраны верно.
4. Выбор числа и мощности трансформаторов
При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется применять не более двух трехфазных трансформаторов. При определении номинальной мощности трансформаторов необходимо учитывать допустимые систематические и аварийные перегрузки трансформаторов в целях снижения суммарной установленной мощности. При выполнении курсового проекта конкретные суточные графики активных и реактивных нагрузок пунктов потребления не заданы и оценить допустимые систематические перегрузки в проекте не представляется возможным. Поэтому при расчете номинальных мощностей трансформаторов следует исходить из следующих положений:
1. На двухтрансформаторных подстанциях при отсутствии резервирования по сетям вторичного напряжения мощность каждого трансформатора выбирают равной не более 0,7…0,8 суммарной нагрузки подстанции на расчетный период (в период максимальной нагрузки).
2. При отключении наиболее мощного трансформатора оставшийся в работе должен обеспечить питание потребителей I, II категорий во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки 40%.
Мощность трансформатора на понижающих подстанциях рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в после аварийных режимах до 70…80% на время максимальной общей суточной продолжительностью не более 6 часов в течении не более 5 суток, т.е. по условию
(4.1)
где nТ = 2 - число однотипных трансформаторов, устанавливаемых на подстанции.
Для расчетной сети примем наибольшие ближайшие мощности трансформаторов из каталогов. Данные занесем в таблицу 13
Таблица 13
Данные по трансформаторам для варианта 1
ПС |
Типтрансформатора |
Sт расч,МВА |
Sт ном,МВА |
ДРхх,кВт |
ДРк,кВт |
Uк,% |
Iх,% |
Rт,Ом |
XТ,Ом |
ДQх,кВАр |
Пределырегулирования |
|
1 |
ТРДТН -25000/220 |
20,7 |
25 |
22 |
120 |
11,5 |
0,2 |
5,7 |
148 |
300 |
±9Ч1,78% |
|
2 |
ТРДН - 32000/220 |
26,1 |
32 |
70 |
265 |
11,5 |
0,5 |
7,7 |
190 |
208 |
±9Ч1,78% |
|
3 |
ТРДТН -25000/220 |
8,82 |
25 |
22 |
120 |
11,5 |
0,2 |
5,7 |
148 |
300 |
±9Ч1,78% |
|
4 |
ТРДТН -25000/220 |
9,47 |
25 |
22 |
120 |
11,5 |
0,2 |
5,7 |
148 |
300 |
±9Ч1,78% |
|
5 |
ТРДТН -25000/220 |
12,9 |
25 |
22 |
120 |
11,5 |
0,2 |
5,7 |
148 |
300 |
±9Ч1,78% |
|
6 |
ТРДТН -25000/220 |
10,2 |
25 |
22 |
120 |
11,5 |
0,2 |
5,7 |
148 |
300 |
±9Ч1,78% |
Таблица 14
Данные по трансформаторам для варианта 2
ПС |
Типтрансформатора |
Sт расч,МВА |
Sт ном,МВА |
ДРхх,кВт |
ДРк,кВт |
Uк,% |
Iх,% |
Rт,Ом |
XТ,Ом |
ДQх,кВАр |
Пределырегулирования |
|
1 |
ТРДН -25000/110 |
20,7 |
25 |
38,5 |
120 |
10,5 |
0,65 |
2,5 |
55,5 |
175 |
±9Ч1,78% |
|
2 |
ТРДН - 40000/110 |
26,1 |
40 |
34 |
170 |
10,5 |
0,65 |
1,4 |
34 |
165 |
±9Ч1,78% |
|
3 |
ТРДН -25000/110 |
8,82 |
25 |
38,5 |
120 |
10,5 |
0,65 |
2,5 |
55,5 |
175 |
±9Ч1,78% |
|
4 |
ТРДН -25000/110 |
9,47 |
25 |
38,5 |
120 |
10,5 |
0,65 |
2,5 |
55,5 |
175 |
±9Ч1,78% |
|
5 |
ТРДН -25000/110 |
12,9 |
25 |
38,5 |
120 |
10,5 |
0,65 |
2,5 |
55,5 |
175 |
±9Ч1,78% |
|
6 |
ТРДН -25000/110 |
10,2 |
25 |
38,5 |
120 |
10,5 |
0,65 |
2,5 |
55,5 |
175 |
±9Ч1,78% |
Для варианта 3 выбор трансформаторов аналогичен выбору трансформаторов для варианта 2.
5. Выбор главных схем электрических соединений подстанций
Схемы электрических соединений (тип схем) понижающих подстанций (ПС) 110(5)…220/10 кВ на стороне высшего напряжения (ВН) определяется назначением каждой из ПС и ее "местоположением" в составе сети. Это могут быть узловая, проходная (транзитная), тупиковая или на ответвлениях ("отпайках") от линии ПС. В соответствии с классификацией ПС подразделяются на подгруппы:
1) ПС 110(5)…330 кВ, осуществляемые по так называемым упрощенным схемам на стороне ВН с минимальным количеством или без выключателей, с одним или двумя трансформаторами, питающимися по одной или двум линиям ВН; на стороне "среднего" напряжения (СН, 110 или 35 кВ) может быть до шести присоединений воздушных линий.
2) ПС проходные (транзитные) 110…500 кВ с количеством трансформаторов или автотрансформаторов от двух до четырех, с количествами присоединяемых воздушных линий ВН - до четырех и на СН до десяти с количеством выключателей на ВН до девяти.
3) Узловые ПС (общесистемного значения) 30…1150 кВ с количеством автотрансформаторов - до четырех, воздушных линий на ВН - до восьми и на СН - до десяти.
Для рассматриваемых вариантов:
а) для ПС кольцевых сетей применяется схема четырехугольника.
б) Для тупиковых ПС применяется схема рис. 9 с двумя блочными соединениями воздушных линий и трансформаторов. В цепях присоединений трансформаторов имеются отделители в комплекте с короткозамыкателями. Со стороны линий ВН имеется перемычка с двумя разъединителями, один из которых отключен в нормальных режимах работы. Перемычка используется (при обоих включениях разъединителей) после отключения поврежденной линии, что позволяет сохранить в работе оба трансформатора, это повышает надежность электроснабжения потребителей и экономичность режима ПС. Указанное расположение перемычки объясняется существенно большей повреждаемостью воздушных линий по сравнению с трансформаторами.
в) При количестве присоединений на стороне ВН ПС более шести при напряжениях 110…220 кВ рекомендуется схема с одной рабочей, секционированной выключателем, и обходной системами шин (рис. 10).
Подача напряжения на обходную систему шин осуществляется только при включении предназначенного для этого выключателя ("среднего"). Такая операция нужна при ремонте или замене любого иного выключателя данной схемы
Рис. 8 Схема "мостик" с выключателем и отделителями в цепях трансформаторов
Рис. 9 Схема с двумя блочными соединениями воздушных линий и трансформаторов
Рис. 10 Схема с одной рабочей, секционированной выключателем, и обходной системами шин
Сведем результаты выбора главных схем для вариантов в таблицу 16.
Таблица 16
Выбор главных схем электрических соединений подстанций
Вариант |
Пункты питания |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
2 |
рис. 9 |
рис.9 |
рис. 10 |
рис. 9 |
рис. 10 |
рис. 10 |
|
1 |
рис. 10 |
рис. 10 |
рис.10 |
рис.10 |
рис. 10 |
рис. 10 |
|
3 |
рис. 10 |
рис. 10 |
рис. 10 |
рис. 9 |
рис.9 |
рис. 9 |
6. ???????-????????????? ?????????
Экономическая целесообразность схемы определяется минимальными дисконтированными затратами по формуле:
3=Dэкв·Kсоор+Зпот, (6.1)
где Dэкв - эквивалентный дисконтированный множитель;
Kсоор - капиталовложения на сооружение объекта;
Зпот - затраты на потери электроэнергии.
, (6.2)
где арен - коэффициент отчислений на реновацию;
а - общие нормы отчислений от капиталовложений;
Е = 0,1 - норматив дисконтирования;
Тэ = Тр - Тс = 10 - 2 = 8 лет - время эксплуатации объекта до окончания расчетного периода;
Dэр - расчетный дисконтированный множитель за срок эксплуатации до окончания расчетного периода.
(6.3)
(6.4)
где - издержки на возмещение потерь электроэнергии;
ДW = (ДРтр + ДРл)•ф - потери электроэнергии в объекте;
ч. - время максимальных потерь;
Тнб = 4500 ч - продолжительность использования наибольшей нагрузки в году;
С - стоимость 1 кВт, руб./кВт·ч.
6.1 Технико-экономический расчет первого варианта
Расчетный дисконтированный множитель за срок эксплуатации до окончания расчетного периода по формуле (6.3):
.
Эквивалентный дисконтированный множитель для ЛЭП по формуле (6.2):
Затраты на потери электроэнергии определяются по формуле:
(6.5)
ч.
Потери в линиях определяем по формуле:
, (6.6)
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
ДРЛ = 2,56+1,319+0,057+0,00033+1,041+0,761+1,745 = 7,483 МВт
Потери в трансформаторах определяем по формулам:
. (6.7)
. (6.8)
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр
кВт.
кВАр
Таблица 17
Потери мощности в трансформаторах
№ пунктапитания |
Активные P, кВт |
Реактивные Q, кВАр |
|
1 |
85,37 |
1091,25 |
|
2 |
228,44 |
1548,09 |
|
3 |
51,47 |
278,92 |
|
4 |
52,61 |
306,266 |
|
5 |
60,05 |
484,53 |
|
6 |
54,05 |
340,7 |
ДPТ = 85,37+228,44+51,47+52,61+60,05+54,05= 531,99 кВт.
Общие активные потери линий и трансформаторов:
ДР=ДРТ+ДРЛ. (6.9)
ДР = 531,99 + 7483 = 8014,99 кВт.
Затраты на потери электроэнергии по формуле (6.5):
тыс. руб.
Капитальные затраты на сооружение линий определяются по формуле:
(6.10)
где Слi - стоимость 1 км линии [8], тыс.руб./км;
Li - длина линии, км;
n - число линий.
2782824 тыс. руб.
Капитальные затраты на сооружение подстанций определяются по формуле:
, (6.11)
Где KПС и KРУ - стоимость трансформаторов и РУ соответственно [7].
Таблица 18
Капитальные затраты на сооружение подстанций для варианта 1
№ |
Тип трансформатора |
Цена, руб. |
Общая стоимость РУ НН и РУ ВН, руб. |
Цена, тыс.руб. |
|
1 |
ТРДН -25000/220 |
38596416 |
74987321,69 |
113583,74 |
|
2 |
ТРДН -32000/220 |
55578839 |
74987321,69 |
130566,16 |
|
3 |
ТРДН -25000/220 |
38596416 |
74987321,69 |
113583,74 |
|
4 |
ТРДН -25000/220 |
38596416 |
74987321,69 |
113583,74 |
|
5 |
ТРДН -25000/220 |
38596416 |
74987321,69 |
113583,74 |
|
6 |
ТРДН -25000/220 |
38596416 |
74987321,69 |
113583,74 |
тыс. руб.
Общие минимальные дисконтированные затраты по формуле:
(6.12)
З1 = 0,71•2782824+ 0,94•698484,86 + 172174 = 2804554 тыс. руб.
6.2 Технико-экономический расчет второго варианта
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
ДРЛ = 0,135+1,679+0,144+1,27+2,832+2,152= 8,212 МВт
Потери в трансформаторах:
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр.
кВт.
кВАр
кВт.
кВАр
Таблица 19
Потери мощности в трансформаторах
№ пунктапитания |
Активные P, кВт |
Реактивные Q, кВАр |
|
1 |
118,37 |
1230,05 |
|
2 |
104,31 |
1417,04 |
|
3 |
84,47 |
488,36 |
|
4 |
85,61 |
513,33 |
|
5 |
93,05 |
676,09 |
|
6 |
87,05 |
544,77 |
ДPТ = 118,37+104,31+84,47+85,61+93,05+87,05= 572,86 кВт.
Общие активные потери линий и трансформаторов:
ДР = 572,86+ 8212 = 8784,86 кВт.
Затраты на потери электроэнергии по формуле:
тыс. руб.
Капитальные затраты на сооружение линий определяются по формуле:
тыс. руб.
Таблица 20
№ |
Типтрансформатора |
Цена, руб. |
Общая стоимость РУ НН и РУ ВН, руб. |
Цена, тыс.руб. |
|
1 |
ТРДН -25000/110 |
38761829 |
156591172 |
195353,001 |
|
2 |
ТРДН -40000/110 |
54586360 |
156591172 |
211177,532 |
|
3 |
ТРДН - 25000/110 |
38761829 |
156591172 |
195353,001 |
|
4 |
ТРДН - 25000/110 |
38761829 |
156591172 |
195353,001 |
|
5 |
ТРДН - 25000/110 |
38761829 |
156591172 |
195353,001 |
|
6 |
ТРДН - 25000/110 |
38761829 |
156591172 |
195353,001 |
тыс. руб.
З2 = 0,71•2319313,79 + 0,98•1187942,537 + 188712,418 = 2999608,9 тыс. руб.
6.3 Технико-экономический расчет третьего варианта
Потери в линиях по формуле:
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
МВА.
ДРЛ = 4,366+2,348+0,144+0,054+0,945+0,932+0,208= 8,997 МВт.
Потери в трансформаторах такие же, как и для варианта 2 (см. таблицу19).
Общие активные потери линий и трансформаторов по формуле
ДР = 572,86 + 8997 = 9569,86 кВт.
тыс.руб.
Капитальные затраты на сооружение линий по формуле (6.10):
Капитальные затраты на сооружение подстанций такие же, как и для варианта 2 (см. таблицу 20).
Общие минимальные дисконтированные затраты по формуле (6.12):
З3 = 0,71•2842736,16 + 0,98•1187942,537 + 205575,44 = 3388101,8 тыс. руб
1 вариант 2804554 тыс. руб.
2 вариант 2999608,9 тыс. руб.
3 вариант 3388101,8 тыс. руб.
Поскольку капитальные затраты на сооружение и эксплуатацию I варианта меньше остальных вариантов, так как он наиболее надежный, с наименьшими потерями, требует меньшего количества аппаратов, позволяет развивать сеть при росте нагрузок и создавать новые пункты потребления (рисунок 2),то для дальнейшего рассмотрения выбираем данный вариант.
Удельная себестоимость передачи полезно отпущенной потребителям электроэнергии в спроектированной сети определяется по формуле:
, (6.13)
где И - суммарные ежегодные издержки по эксплуатации спроектированной сети, определяются по формуле:
. (6.14)
7. ?????? ?????????? ???????? ??????? ????
Задачей данного раздела курсового проекта является определение потоков мощности по линиям выбранного варианта электрической сети и напряжений на шинах подстанций в основных расчетных нормальных и послеаварийных режимах работы с учетом потерь мощности и напряжения в элементах сети.
7.1 Составление схемы замещения районной сети
Схема замещения районной сети объединяет замещения трансформаторов подстанций, линий электропередачи, компенсирующих устройств, генераторов в соответствии с коммутационной схемой системы.
В целях упрощения расчетов проводимости трансформаторов учитываются потерями холостого хода трансформаторов:
, (7.1)
а емкостные проводимости линии - зарядной мощностью Qc:
(7.2)
Схема замещения данной энергосистемы приведена на рисунке 11.
Рисунок 11 Схема замещения
Все параметры схемы замещения вычисляются в именованных единицах по удельным параметрам r0, х0, b0 для ВЛ и паспортным данным Uк, Pк, Iк и Pх - для трансформаторов по следующим формулам:
(7.3)
где n - число цепей в линии.
Для двух параллельно работающих трансформаторов:
, , (7.4)
Значения, вычисленные по формулам (7.3) и (7.4), занесем в таблицу 21 и таблицу 22 соответственно.
Таблица 21
Расчетные параметры воздушных линий
Линия |
Активное сопротивление RЛ, Ом |
Реактивное сопротивление XЛ, Ом |
Проводимость bЛЧ10-6, См |
Зарядная мощность QС, МВАр |
|
Т6 |
4,38 |
29,53 |
198,127 |
9,59 |
|
62 |
3,64 |
24,53 |
164,6 |
7,97 |
|
25 |
2,157 |
14,54 |
97,539 |
4,72 |
|
51 |
2,157 |
14,54 |
97,539 |
4,72 |
|
43 |
2,9 |
19,53 |
131,068 |
6,34 |
|
31 |
4,18 |
28,17 |
188,98 |
9,15 |
|
4Т |
2,97 |
19,99 |
134,12 |
6,49 |
Таблица 22
Расчетные параметры трансформаторов
№ пункта питания |
Сопротивления |
Потери мощности в трансформаторе |
||||
активное RТУ, Ом |
реактивное XTУ, Ом |
активные PХУ, кВт |
реактивные QХУ, кВАр |
полные SХУ, кВА |
||
1 |
5,7 |
148 |
44 |
600 |
601,61 |
|
2 |
7,7 |
190 |
140 |
416 |
438,93 |
|
3 |
5,7 |
148 |
44 |
600 |
601,61 |
|
4 |
5,7 |
148 |
44 |
600 |
601,61 |
|
5 |
5,7 |
148 |
44 |
600 |
601,61 |
|
6 |
5,7 |
148 |
44 |
600 |
601,61 |
7.2 Электрический расчет
Электрический расчет предлагается проводится для случая, когда известна максимальная нагрузка на шинах НН трансформаторов. Расчет режимов выполняется методом последовательных приближений. По заданию, напряжение при наибольших нагрузках равно 1,13Uн, а при тяжелых авариях 1,1Uн. При таком условии находимо распределение мощностей в сети с учетом потерь мощности и зарядных мощностей, генерируемых линиями.
Электрический расчет производим для двух режимов:
1) режим максимальных нагрузок;
2) послеаварийный режим.
При расчете этих режимов используются следующие формулы:
мощность в конце линии:
, (7.5)
потери в линии:
, (7.6)
мощность в начале линии:
, (7.7)
поток мощности в линии:
. (7.8)
Режим максимальных нагрузок.
Линия Т6.
МВА
Расчет для линий 62, 25, 51, 43, 31 и 4T аналогичен приведенному выше, сведем его результаты в таблицу 23.
Таблица 23
Электрический расчет для режима максимальной мощности
Линия |
Мощность конца линии SЛК, МВА |
Потери мощности SЛ, МВА |
Мощность начала линии SЛН, МВА |
Поток мощности SЛ, МВА |
|
Т6 |
67,92+j25.342 |
1,363+j2,141 |
66,557+j27,483 |
66,557+j17,893 |
|
62 |
51,92+j20,146 |
0,696+j1,032 |
51,224+j21,178 |
51,224+j13,208 |
|
25 |
11,968+j3,944 |
0,018+j0,033 |
11,95+j3,977 |
11,95-j0,743 |
|
51 |
8,124-j3,756 |
0,016+j0,01 |
8,14-j3,746 |
8,14-j8,466 |
|
43 |
50,124+j22,224 |
0,61+j0,743 |
49,514+j22,967 |
49,514+j16,627 |
|
31 |
38,124+j10,414 |
0,271+j0,667 |
37,853+j11,081 |
37,853+j1,931 |
|
4Т |
64,124+j30,012 |
1,091+j1,223 |
63,033+j31,235 |
63,033+j24,745 |
Послеаварийный режим.
Расчет послеаварийных режимов производится для максимальных нагрузок.
В дальнейшем будем рассматривать обрыв одной цепи линии Т6 в кольце. При этом вся мощность будет проходить по второй цепи.
Линия Т4.
Расчет для линий 62, 25, 51, 43 и 31 аналогичен приведенному выше, сведем его результаты в таблицу 24.
Таблица 24
Электрический расчет для послеаварийного режима
Линия |
Мощность конца линии SЛК, МВА |
Потери мощности SЛ, МВА |
Мощность начала линии SЛН, МВА |
Поток мощности SЛ, МВА |
|
62 |
51,92+j20,146 |
0,734+j1,089 |
51,186+j21,235 |
51,186+j13,265 |
|
25 |
11,968+j3,944 |
0,019+j0,035 |
11,949+j3,979 |
11,949-j0,741 |
|
51 |
8,124-j3,756 |
0,017+j0,011 |
8,141-j3,745 |
8,141-j8,465 |
|
43 |
50,124+j22,224 |
0,643+j0,784 |
49,481+j23,008 |
49,481+j16,668 |
|
31 |
38,124+j10,414 |
0,286+j0,704 |
37,838+j11,118 |
37,838+j1,968 |
|
4Т |
64,124+j30,012 |
1,151+j1,291 |
62,973+j31,303 |
62,973+j24,813 |
На следующем этапе расчета определяются напряжения в узловых точках. Исходными данными при этом служат: напряжение в точках сети, т.е. на шинах системной подстанции, и значение мощностей в начале каждой схемы замещения, определенные на первом этапе.
Напряжения в узловых точках в режиме максимальных нагрузок.
Напряжение на источнике питания составляет UВ = 1,13;Uном =248,6 кВ.
Напряжение в k-м узле находится по формуле:
(7.9)
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
Напряжения в узловых точках в послеаварийном режиме.
Рассматриваем обрыв одной цепи линии T6.
Напряжение на источнике питания составляет
UВ = 1,1Uном =242 кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
кВ.
8. Регулирование напряжения в сети
Одним из важнейших показателей качества электроэнергии служит отклонение напряжения. Установленные ГОСТом нормы на отклонение напряжения в определенной степени обеспечиваются средствами регулирования напряжения. Наиболее эффективным методом регулирования напряжения является регулирование под нагрузкой (РПН). Они способны обеспечивать любой вид регулирования напряжения, включая и встречное регулирование.
Согласно ПУЭ, на шинах 10 кВ подстанций должен осуществляться закон встречного регулирования напряжения от +5 (или более) до 0% при изменении нагрузки подстанций от наибольшей до наименьшей.
Обычно при наибольших нагрузках достаточны отклонения напряжения на этих шинах в пределах 5…6%.
Режим максимальных нагрузок.
Для пункта 6.
Напряжение на шинах НН, приведенное к стороне ВН, определяется по формуле:
(8.1)
где Рн, Qн - активная и реактивная мощности нагрузки в рассматриваемом режиме;
RТ, ХТ - активное и реактивное сопротивления трансформаторов с учетом количества параллельно работающих трансформаторов, Ом.
Число рабочих ответвлений понижающих трансформаторов, а также линейных регулировочных трансформаторов:
(8.2)
где Uнн, Uвн - номинальные напряжения обмоток НН и ВН;
Uн.жел - желаемое напряжение на шинах НН;
Uотв - степень регулирования напряжения в процентах.
Вычисленное значение округляется до ближайшего целого числа nотв c учетом максимального числа ответвлений, которое может колебаться от 8 до 10 для различных типов трансформаторов. Принимаем nотв = 6.
Действительное напряжение на шинах НН:
(8.3)
кВ.
Отклонение напряжения на шинах НН от номинального (Uном = 10кВ):
(8.4)
Расчеты для остальных подстанций сведем в таблицу 25.
Таблица 25
Результаты расчетов ответвлений трансформаторов в максимальном режиме работы сети
ПС |
U'Н, кВ |
nотв.жил |
nотв |
UН, кВ |
U, % |
|
1 |
234,843 |
3,915 |
4 |
6,291 |
4,85 |
|
2 |
232,757 |
3,381 |
4 |
10,392 |
3,92 |
|
3 |
233,188 |
3,491 |
4 |
6,247 |
4,117 |
|
4 |
242,756 |
5,939 |
6 |
10,49 |
4,9 |
|
5 |
237,904 |
4,698 |
5 |
10,448 |
4,48 |
|
6 |
241,889 |
5,718 |
6 |
6,271 |
4,517 |
Послеаварийный режим.
Для пункта 4:
кВ.
Расчеты для остальных пунктов сведем в таблицу 26.
Таблица 26
Результаты расчетов ответвлений трансформаторов в послеаварийном режиме работы сети
ПС |
U'Н, кВ |
nотв.жил |
nотв |
UН,кВ |
U,% |
|
1 |
230,201 |
2,727 |
3 |
6,271 |
4,517 |
|
2 |
232,185 |
3,234 |
4 |
10,366 |
3,66 |
|
3 |
228,109 |
2,191 |
3 |
6,214 |
3,567 |
|
4 |
227,679 |
2,081 |
2 |
10,515 |
5,15 |
|
5 |
232,654 |
3,354 |
4 |
10,387 |
3,87 |
|
6 |
222,978 |
0,878 |
1 |
6,287 |
4,783 |
Заключение
В данном курсовом проекте был рассмотрен технический и экономический расчет электроснабжения районной электрической сети. На основании проведенного технико-экономического сравнения вариантов был выбран наиболее надежный и с наименьшими потерями вариант сети, в котором пункты соединены между собой в кольцо с применением одноцепных ВЛ.
Проведенные расчеты показали необходимость использования линии электропередач напряжением 220 кВ, которые исполнены проводами марки АС на стальных опорах. На подстанциях были применены двухобмоточные трансформаторы марок ТРДТН и ТРДН. Так же были проведены расчеты потерь напряжения и мощности в линиях, которые показали что потери напряжения в линиях соответствуют предъявляемым требованиям. Была просчитана регулировка напряжения с помощью РПН.
Для выбранной схемы сети определены потери напряжения, которые не превышают 4,83 % от номинального в режиме передачи максимальной мощности и 11,5 % при аварии в сети. Для обеспечения необходимого уровня напряжения у конечных потребителей применяется встречное регулирование напряжения.
Стоимость сооружения и эксплуатации спроектированной сети составила 2804554 тыс. руб. Удельная себестоимость передачи электроэнергии в такой сети составила 0,64 .
Для сети такого масштаба эти показатели можно считать нормальными.
Список использованных источников
Идельчик В.И. Электрические системы и сети; М.: Энергоатомиздат, 1989 г.
Справочник по проектированию электроэнергетических систем. /Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро, М.: Энергоатомиздат, 1985 г.
Правила устройства электроустановок. Изд. 7-ое, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 2000г.
Трунина Е.Р. Районная электрическая сеть электроэнергетической системы/Методические указания, Йошкар-Ола, 2000. 55 с.
Электрооборудование станции и подстанций: учебник для техникумов /Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин. 3-е изд., перераб. и доп., М: Энергоатомиздат 1987. 648 с.
Справочник по проектированию электроэнергетических систем/В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 352 с.
Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д. Л. Файбисовича. 4-е изд., перераб. и доп. М.: ЭНАС, 2012. 376 с.: ил.
Сборник укрупненных показателей стоимости строительства (реконструкции) подстанций и линий электропередачи для нужд ОАО «Холдинг МРСК» Москва, 2012. 71 стр.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение параметров элементов электрической сети и составление схем замещения, на основе которых ведётся расчёт режимов сети. Расчёт приближенного потокораспределения. Выбор номинального напряжения участков электрической сети. Выбор оборудования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.06.2010Выбор главной схемы электрических соединений. Выбор сечений проводников воздушных и кабельных линий и расчет режимов электрической сети проектируемой подстанции. Составление схемы замещения электрической сети. Выбор токоограничивающих реакторов.
курсовая работа [392,9 K], добавлен 07.01.2013Разработка 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 16.03.2012Потребление и покрытие потребности в активной мощности. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций сети. Уточненный баланс реактивной мощности. Расчет основных режимов работы сети и определение их параметров.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.01.2014Выбор конфигурации электрической сети, определение потока мощности и выбор напряжения. Структурные схемы соединений подстанций, выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет параметров режимов работы электрической сети, технико-экономические показатели.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 24.01.2016Разработка схемы, режим районной электрической сети. Предварительный расчет мощностей, выбор номинального напряжения. Проверка выбранных сечений по условию короны, механической прочности опор. Выбор трансформаторов подстанций, схем присоединения.
курсовая работа [443,8 K], добавлен 25.02.2013Генерация и потребление активной и реактивной мощностей в проектируемой сети. Выбор схемы, номинального напряжения и основного электрооборудования линий и подстанций проектируемой сети. Расчет основных режимов работы сети и определение их параметров.
курсовая работа [6,8 M], добавлен 04.06.2021Составление 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 04.12.2012Выбор силовых трансформаторов подстанции, сечения проводов варианта электрической сети. Схема замещения варианта электрической сети. Расчёт рабочих режимов электрической сети в послеаварийном режиме. Регулирование напряжения сети в нормальном режиме.
курсовая работа [694,7 K], добавлен 04.10.2015Оптимальная схема развития районной электрической сети. Выбор номинальных напряжений и оптимальной конструкции сети. Расчет сечений проводов, мощности компенсирующих устройств. Выбор оборудования подстанций. Расчет максимального режима энергосистемы.
курсовая работа [202,3 K], добавлен 24.03.2012