Разработка электроэнергетической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей

Расчет вариантов схем энергоснабжения для потребителей: радиальной, замкнутой и смешанной. Выбор варианта распределительной сети. Расчет мощностей нагрузок. Разработка и выбор конфигурации электроэнергетической сети. Выбор трансформаторов на подстанции.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.11.2014
Размер файла 989,0 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/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине "Электроэнергетические системы и сети"

Разработка электроэнергетической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей.

Выполнил: Синебрюхов Д.А. Группа З-9301

Проверил: Козлова Л.Е.

Томск 2014

Содержание

  • Введение
  • 1. Выбор вариантов распределительной сети
  • 1.1 Изобразить на координатной плоскости расположение всех РЭС и подстанций
  • 1.2 Расчет мощностей нагрузок
  • 1.3 Разработка и выбор конфигурации э/сети
  • 1.4 Выбор радиальной сети
  • 1.5 Выбор смешанной сети
  • 1.6 Выбор номинальных напряжений
  • 1.7 Выбор сечения проводников
  • 1.8 Проверка выбранных сечений
  • 1.9 Выбор трансформаторов на п/станциях
  • 1.10 Приближенный расчет потерь активной и реактивной мощностей
  • 1.11 Составление балансов активной и реактивной мощностей. Выбор компенсирующего устройства
  • 1.12 Составление блок-схем для двух вариантов сетей
  • 1.13 Технико-экономический расчет
  • Заключение
  • Список используемой литературы

Введение

Целью курсового проектирования является разработка электроэнергетической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей. Необходимо провести расчет трех вариантов схем энергоснабжения радиальной, замкнутой и смешанной. Рассчитать и выбрать марку проводов для ВЛЭП, количество и марку трансформаторов на подстанциях и провести для них все необходимые проверки.

Необходимо провести технико-экономическое сравнение вариантов схем энергоснабжения и по его результатам выбрать экономически обоснованную схему.

Для выбранного варианта схемы энергоснабжения нужно провести точный электрический расчет для максимального режима.

По результатам курсового проекта сделать выводы и проанализировать полученные результаты.

электроэнергетическая сеть трансформатор подстанция

1. Выбор вариантов распределительной сети

1.1 Изобразить на координатной плоскости расположение всех РЭС и подстанций

Длины участков:

1.2 Расчет мощностей нагрузок

п/ст1

п/ст2

п/ст3

п/ст4

P, МВт

100

17

24

10

S, МВА

125

22.07

27.91

12.82

cosц

0.8

0.77

0.86

0.78

1.3 Разработка и выбор конфигурации э/сети

Предварительный расчет потокораспределения

Основным условием для выбора одной конфигурации из равнозначных является условие:

1.4 Выбор радиальной сети

1.5 Выбор смешанной сети

Выбор смешанной сети производится, исходя из условия:

- пересечение линий допускается, в крайнем случае, один раз

- желательно, чтобы самая большая мощность не была задействована в кольце, если она не узловая

Расчет потокораспределения для радиальной сети:

МВА

МВА

МВА

Расчет потокораспределения для смешанной сети:

Проверка:

1.6 Выбор номинальных напряжений

Номинальное напряжение сети предварительно определяется по формуле Илларионова:

,

где L - длина линии, км, P - активная мощность, протекающая по линии, МВт

а) Радиальная сеть

принимаем

принимаем

принимаем

принимаем

б) Смешанная сеть

принимаем

принимаем

принимаем

принимаем

принимаем

Остальные данные занесем в таблицу 3.

1.7 Выбор сечения проводников

Выбор сечения проводников проводим по экономическим интервалам токов

а) Радиальная сеть

, где (для 110-220 кВ) =1.05

для участка 2-3

(табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

для участка 2-1

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

для участка 3-4

(табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

для участка 0-2

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

б) Смешанная сеть

для участка 2-1

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

для участка 0-2

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

для участка 3-4

(табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-70

для участка 2-4

(табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-70

для участка 2-3

(табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

1.8 Проверка выбранных сечений

Проверка по условиям короны

Проверке по условиям короны подлежат воздушные линии напряжением 35кВ и выше. Проверка по условиям короны не производится, если количество проводов в фазе и их диаметр равны или более значений, приведенных в таблице 4-5 (стр.118).

Номинальное напряжение

Количество проводов в фазе

Диаметр провода, мм

Сечение сталеалюминевого провода, мм2

110

1

11,3

70

220

1

21,6

240

А т.к. выбранные сечения удовлетворяют данным условиям, то проверка по условиям короны не производится.

Проверка по допустимым потерям напряжения

Проверке по допустимым потерям напряжения не подлежат линии электропередач напряжением 35кВ и выше (стр.118)

Проверка по нагреву

а) Радиальная сеть. Для участка 0-2

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-240/32

- проверка пройдена

Для участка 2-3

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-120/19

- проверка пройдена

Для участка 3-4

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-70/11

- проверка пройдена

Для участка 2-1

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-240/32

- проверка пройдена

б) Смешанная сеть. Для участка 0-2

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-240/32

- проверка пройдена

Для участка 2-1

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-240/32

. - проверка пройдена

Для участка 2-3

Обрыв 2-4

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-120/19

. - проверка пройдена

Для участка 2-4. Обрыв 2-3

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-120/19

. - проверка пройдена

Для участка 3-4

Обрыв 2-3

Сравниваю с по табл. 7.12 для провода АС-120/19

. - проверка пройдена

Таблица параметров ЛЭП

Вариант схемы сети

Участок ЛЭП

Uн, кВ

n

l, км

Марка провода

r, Ом/км

x, Ом/км

b, См/км

z, Ом

B, См

Qc*104, кВАр

Радиальная

0-2

220

2

30

АС-240/32

0,12

0,43

0,0266

1.8+6.45ii

0.798

3.862

2-3

110

2

25

АС-120/19

0,249

0,423

0,0269

3.112+5.287i

0.672

8.137

2-1

220

2

55

АС-240/32

0,12

0,43

0,0266

3.3+11.825i

1.463

7.081

3-4

110

2

48

АС-70/11

0,42

0,444

0,0255

10.08+10.656i

1.224

1.481

Смешанная

0-2

220

2

30

АС-240/32

0,12

0,43

0,0266

1.8+6.45i

0.798

3.862

2-1

220

2

55

АС-240/32

0,12

0,43

0,0266

3.3+11.825i

1.463

7.081

2-3

110

1

25

АС-120/19

0,156

0,409

0,0282

3.9+10.225i

0.705

8.53

2-4

110

1

48

АС-120/19

0,249

0,423

0,0269

11.952+20.304i

1.291

1.562

3-4

110

1

42

АС-120/19

0,249

0,423

0,0269

3.9+10.225i

1.13

1.367

1.9 Выбор трансформаторов на п/станциях

По условию надежности ЭС для потребителей I-II категорий необходимо устанавливать на каждой п/ст-ии 2 трансформатора. Критерием выбора трансформаторов является условие , где - расчетная мощность трансформатора, необходимая по формуле:

,

где - коэффициент допустимой перегрузки 1 трансформатора ()

а) Радиальная сеть

ПС-1

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТРДЦН-100000/220

ПС-2

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа АТДТН-63000/220/110

ПС-3

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТРДН-25000/110

ПС-4

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТДН-10000/110

б) Смешанная сеть. ПС-1

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТРДЦН-100000/220

ПС-2

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа АТДТН-63000/220/110

ПС-3

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТРДН-25000/110

ПС-4

По табл. 6.9 выбираем 2 трансформатора стандартного типа ТДН-10000/110

Таблица выбранных трансформаторов

Вариант схемы сети

N ПС

Тип трансформато-ра

S, МВА

Пределы регулиро-вания

Uном, кВ

Uk, %

Pk, МВт

Px, МВт

Ix, %

Rt, Ом

Xt, Ом

Qx, МВАр

ВН

НН

Радиальная

1

ТРДЦН-100000/220

100

82.5%

230

11

12

0,36

0,115

0,7

1,9

63,5

0,7

2

АТДТН - 63000/220/110

63

± 6х2%

ВН

230

ВН-СН 11

0,045

0,5

ВН 1,43

ВН 100

0,315

СН

121

ВН-НН 35

ВН-НН 0,215

СН 1,43

СН 0

НН

11

СН-НН 22

НН 2,9

НН 193

3

ТРДН-25000/110

25

± 8х1,5%

115

10,5

10,5

0,12

0,029

0,8

2,54

55,9

0,2

4

ТДН-10000/110

10

± 9х1,78%

115

11

10,5

0,06

0,014

0,9

7,95

139

0,09

Смешанная

1

ТРДЦН-100000/220

100

82.5%

230

11

12

0,36

0,115

0,7

1,9

63,5

0,7

2

АТДТН - 63000/220/110

63

± 6х2%

ВН

230

ВН-СН 11

0,045

0,5

ВН 1,43

ВН 100

0,315

СН

121

ВН-НН 35

ВН-НН 0,215

СН 1,43

СН 0

НН

11

СН-НН 22

НН 2,9

НН 193

3

ТРДН-25000/110

25

± 9х1,78%

115

10,5

10,5

0,12

0,029

0,8

2,54

55,9

0,2

4

ТДН-10000/110

10

± 9х1,78%

115

11

10,5

0,06

0,014

0,9

7,95

139

0,09

1.10 Приближенный расчет потерь активной и реактивной мощностей

а) Радиальная сеть

Потери мощности в трансформаторах

ПС-1

ПС-2

ПС-3

ПС-4

Потери мощности в ВЛЭП

б) Смешанная сеть

ПС-1

ПС-2

ПС-3

ПС-4

Потери мощности в ВЛЭП

1.11 Составление балансов активной и реактивной мощностей. Выбор компенсирующего устройства

а) Радиальная сеть

Баланс активной мощности:

Баланс реактивной мощности:

Устанавливаем 3 конденсаторных батареи КСКГ-1,05-125 (табл. 6.30)

б) Смешанная сеть

Баланс активной мощности:

Баланс реактивной мощности:

Устанавливаем 3 конденсаторных батареи КСКГ-1,05-125 (табл. 6.30)

1.12 Составление блок-схем для двух вариантов сетей

Радиальная схема

Смешанная сеть

Смешанная сеть

1.13 Технико-экономический расчет

Определение капитальных вложений для ЛЭП: (табл. 9.5, стр.327)

Вариант схемы

Участок ВЛЭП

l, км

U, кВ

Марка провода

Число цепей

Вид опор, район по гололеду

Стоимость, тыс. руб

Всего, тыс. руб

1 км

Всей ВЛЭП

Радиальная

0-2

50

220

АС-240/32

2

железобетонные, III район по гололеду

30

1250,0

4432,6*33,56

2-3

43

110

АС-120/19

2

25

877,2

2-1

40

220

АС-240/32

2

48

1000,0

2-4

61

110

АС-70/11

2

55

1305,4

Смешанная

0-2

50

220

АС-240/32

2

железобетонные, III район по гололеду

30

1250,0

4166,5*33,56

2-1

40

220

АС-240/32

2

25

1000,0

2-3

43

110

АС-120/19

1

48

593,4

2-4

61

110

АС-120/19

1

48

799,1

3-4

40

110

АС-120/19

1

48

524,0

Определение капитальных вложений для ПС: (табл. 9.19, 9.21, 9.15, 9.14)

Вариант схемы

№ПС

Наименование оборудования

Число, шт

Стоимость, тыс. руб.

Всего, тыс. руб.

1 шт.

всех

Радиальная

ПС-1:

ТРДЦН-100000/220

2

193

386

1549,6*33,56

РУ-220-4

1

83

83

ПС-2:

АТДТН-63000/220/110

2

201

402

РУ-220-8

1

115

115

РУ-110-10 5 ячеек

1

5*43

215

ПС-3:

ТРДН-25000/110

2

84

168

РУ-110-4

1

36,3

36,3

ПС-4:

ТДН-10000/110

2

54

108

РУ-110-4

1

36,3

36,3

Смешанная

ПС-1:

ТРДЦН-100000/220

2

193

386

1601*33,56

РУ-220-4

1

83

83

ПС-2:

АТДТН-63000/220/110

2

201

402

РУ-220-8

1

115

115

РУ-110-10 3 ячейки

1

3*43

129

ПС-3:

ТРДН-25000/110

2

84

168

РУ-110-5

1

75

75

ПС-4:

ТРДН-25000/110

2

84

168

РУ-110-5

1

75

75

Экономическим критерием по которому определяют наивыгоднейший вариант является минимум приведенных затрат, руб/год, вычисленный по формуле:

, где

- нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений ()

k - единовременное капитальное вложение в сооружаемые объекты

И - ежегодные эксплуатационные издержки

,

где В - стоимость потерь э/э ()

а) Радиальная сеть

Переменные потери в ЛЭП

- рассчитано ранее

Переменные потери в трансформаторах

б) Смешанная сеть

Переменные потери в ЛЭП

- рассчитано ранее

Переменные потери в трансформаторах

Минимум приведенных затрат:

а) Радиальная сеть

б) Смешанная сеть

Из приведенных расчетов видно, что наивыгоднейшим вариантом электрической сети является смешанная сеть (величина приведенных затрат минимальна), но т.к. годовые потери электроэнергии в радиальной сети меньше, а величина приведенных затрат не существенно выше, то для дальнейшего уточненного расчета выбираем радиальную сеть.

Уточненный расчет максимального режима:

Расчет потокораспределения:

Суммарный поток мощности через обмотку СН трехобмоточного трансформатора

Расчет напряжений в узлах сети:

Номинальные напряжения отпаек

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

+1

+2

+3

+4

+5

+6

+7

+8

100,8

102,5

104,3

106,1

107,9

109,7

111,4

113,2

115

116,8

118,6

120,3

122,12

123,9

125,7

127,5

129,2

Выбираю "3" отпайку

Определение мощности компенсирующих устройств

Для нормального функционирования электрической сети должен быть обеспечен баланс активных и реактивных мощностей.

Баланс активной мощности
, где
Итого,
активной мощности источника питания достаточно для нужд сети.
Баланс реактивной мощности
, где
Итого,
Потребляемая мощность выше вырабатываемой. Поэтому в сети необходимо наличие компенсирующего устройства. Мощность этого устройства:
В качестве компенсирующего устройства выбираем конденсаторные батареи
КСКГ 1,05 - 125, в количестве 3.
Тогда,
,
где - мощность, вырабатываемая одной батареей.
Мощность, вырабатываемая источником
Проверка cosц0:
Итак, cosц0 изменился в разумных пределах использование выбранных компенсирующих устройств целесообразно.
Расчет годовых потерь электроэнергии:
Переменные потери в ЛЭП
- рассчитано ранее
Переменные потери в трансформаторах
Суммарные годовые потери в процентах от потребления:
Расчеты минимального и послеаварийного режима выполнены в программе ДАКАР-99

Заключение

В результате выполненного курсового проекта была спроектирована энергосистема 110-220 кВ, обеспечивающая электрической энергией четырех потребителей.

Для расчета были отобраны три варианта схем энергоснабжения радиальная, замкнутая и смешанная. В результате технико-экономического сравнения вариантов схем была выбрана радиальная схема электрической сети, для нее был проведен расчет максимального режима работы.

В результате проведенных расчетов можно убедиться в том, что все потребители обеспечиваются непрерывным снабжением качественной электроэнергией с напряжением, равным желаемому.

Список используемой литературы

1. 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.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Разработка электроэнергетической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей. Расчет вариантов схем энергоснабжения: радиальной, замкнутой и смешанной для максимального, минимального и послеаварийного режима работы. Экономическое обоснование схемы.

    дипломная работа [724,4 K], добавлен 30.01.2013

  • Выбор номинального напряжения сети. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов. Расчет схемы замещения и выбор силовых трансформаторов. Определение радиальной сети. Расчет установившегося режима замкнутой сети без учета потерь мощности и с ее учетом.

    курсовая работа [188,4 K], добавлен 17.04.2014

  • Комплексный расчет активной и реактивной мощности потребителей сети. Составление вариантов конфигурации сети и ее географическое расположение. Выбор трансформаторов на подстанции потребителей. Уточненный расчет в режиме наибольших и наименьших нагрузок.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 22.01.2016

  • Разработка сети для электроснабжения потребителей промышленного района. Составление баланса мощностей. Выбор конфигурации сети, схем подстанций потребителей, трансформаторов. Расчет потоков мощности режима наибольших нагрузок и послеаварийного режима.

    курсовая работа [1018,2 K], добавлен 06.12.2015

  • Разработка вариантов развития сети, расчет мощности его источника сети. Выбор номинального напряжения сети и проводов воздушных линий электропередач. Расчет установившихся режимов сети максимальных нагрузок. Выбор оборудования для радиальной схемы.

    курсовая работа [785,6 K], добавлен 19.12.2014

  • Проектирование электрической сети районной электроэнергетической системы. Сравнение технико-экономических вариантов сети, выбор мощности трансформаторов подстанций. Расчет сети при различных режимах. Проверка токонесущей способности проводов линий.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.04.2012

  • Выбор вариантов схем соединений распределительной сети 220/110 кВ. Выбор номинальных напряжений сети и сечений проводов. Составление полных схем электрических соединений. Точный электрический расчет режимов и минимальных нагрузок выбранного варианта.

    курсовая работа [952,5 K], добавлен 22.01.2015

  • Определение расчетных нагрузок и выбор мощности трансформаторов трансформаторного пункта. Выбор конфигурации и проводов сети. Определение возможности обеспечения уровня напряжения на шинах понизительной районной подстанции. Выбор сечения проводов линии.

    курсовая работа [264,2 K], добавлен 07.08.2013

  • Характеристики потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок и мощности компенсирующих устройств реактивной мощности. Выбор мощности трансформаторов подстанции. Расчет заземляющего устройства подстанции и выбор распределительной сети.

    курсовая работа [702,9 K], добавлен 23.04.2021

  • 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

  • Выбор 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 04.10.2015

  • Определение мощностей подстанции. Расчет первого и второго вариантов электрической сети: параметры, оборудование, баланс. Выбор оптимального варианта сети и расчет режима для него. Регулирование напряжения на подстанции для оптимального варианта.

    курсовая работа [3,9 M], добавлен 28.06.2011

  • Определение мощности потребителей на шинах электростанции, нагрузок потребителей понизительных подстанций. Выбор количества и типов трансформаторов подстанций. Нахождение распределения мощностей в сети. Расчет мощности с учетом сопротивления в линии.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.02.2015

  • Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов. Определение электрических нагрузок. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети. Релейная защита и автоматика.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 16.04.2012

  • Выбор вариантов развития существующей сети. Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий радиального варианта сети. Определение сечений проводов сооружаемых линий радиального варианта сети. Выбор понижающих трансформаторов на подстанции.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 22.07.2014

  • Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электрической подстанции. Определение приведенной и расчетной нагрузок подстанции. Предварительный расчет электрической сети: расчет и выбор сечения проводов, схем подстанции. Определение капитальных затрат.

    курсовая работа [216,7 K], добавлен 18.06.2011

  • 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

  • Вычисление расчетных нагрузок потребителей. Предварительный расчет потокораспределения. Выбор номинальных напряжений на участках сети, трансформаторов на подстанциях. Расчет потерь мощности на линиях. Проверка балансом для активной и реактивной мощностей.

    курсовая работа [537,3 K], добавлен 07.02.2013

  • Выбор оптимального варианта конфигурации электрической сети и разработка проекта электроснабжения населённых пунктов от крупного источника электроэнергии. Расчет напряжения сети, подбор трансформаторов, проводов и кабелей. Экономическое обоснование сети.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 20.10.2014

  • Характеристика потребителей, сведения о климате, особенности внешнего электроснабжения. Систематизация и расчет электрических нагрузок. Выбор напряжения распределительной сети, трансформаторных подстанций и трансформаторов, схем электроснабжения.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 06.10.2012

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.