Проект электрической сети с номинальным напряжением 110 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Создание мощных электрических систем обусловлено их большими технико-экономическими преимуществами. С увеличением их мощности появляется возможность сооружения более крупных электрических станций с более экономичными агрегатами, повышается надежность электроснабжения потребителей, более полно и рационально используется оборудование.

Формирование электрических систем осуществляется с помощью электрических сетей, которые выполняют функции передачи энергии и электроснабжения потребителей.

Расчетные задачи решаются по определенным формулам по известной методике на основе необходимых исходных данных. Задачи, которые поставлены в проекте электрической сети, в большинстве случаев не имеют однозначного решения. Выбор наиболее удачного варианта электрической сети производится не только путем теоретических расчетов, но и на основе различных соображений, производственного опыта.

1. Задание и исходные данные для проектирования

Спроектировать электрическую сеть для электроснабжения указанных потребителей от электрической системы. Координаты месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии и значения активной мощности нагрузок потребителей в максимальном режиме приведены в таблице 1.1 и таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Значения активной мощности нагрузок потребителей в максимальном режиме

Таблица 1.2 - Координаты месторасположение источника питания и потребителей электроэнергии

2. Определение расчетных реактивной и полной нагрузок на подстанциях

В задании на курсовую работу приводятся значения максимальной активной мощности. Нормативный коэффициент мощности на шинах высокого напряжения подстанций принимается равным соsцн=0,93, что соответствует tgцн=0,4. Исходя из этого, необходимо предусмотреть на всех подстанциях установку компенсирующих устройств, мощность которых определяется по формуле:

где - Рmax - максимум нагрузки узла;

tgцi - коэффициент мощности, соответствующий заданному cosцi нагрузок.

Реактивная мощность, потребляемая с шин низкого напряжения

Теперь находим расчетные реактивные нагрузки. По полученным данным можно записать полную мощность каждого узла

Определение нагрузок на подстанции 1:

Определение нагрузок на подстанции 2:

Определение нагрузок на подстанции 3:

Определение нагрузок на подстанции 4:

3. Составление схем электрической сети

В проектной практике для получения рациональной и оптимальной конфигурации сети обычно используют вариантный метод, состоящий в том, что для заданного расположения потребителей и источника питания намечается несколько возможных вариантов сети. Из них выбирается наилучший путем сопоставления технико-экономических показателей.

Составим 2 варианты схем электрической сети. В своем курсовом проекте я приняла к расчету кольцевую и сложнокольцевую схему сети, варианты которых показаны в приложении 1. Характеристика вариантов схем электрической сети приведена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Характеристика вариантов схем электрической сети

4. Приближенный расчет потокораспределения в электрической сети

Составим схему сети с замкнутым контуром в нормальном режиме. Расставим направление потоков мощности на участках сети. Рассчитаем потоки мощности, передающиеся по участкам сети.

Рассчитаем потоки мощности, передающиеся по участкам сети для варианта 1:

Рассчитаем потоки мощности для головных участков сети А1 и А2 по правилу электрических моментов:

Рассчитаем поток мощности для промежуточного участка сети 12 по первому закону Кирхгофа:

Проверим правильность расчетов по первому закону Кирхгофа для первого узла:

Рассчитаем потоки мощности для головных участков сети А3 и А4 по правилу электрических моментов:

Рассчитаем поток мощности для промежуточного участка сети 34 по первому закону Кирхгофа:

Проверим правильность расчетов по первому закону Кирхгофа для первого узла:

Рассчитаем потоки мощности, передающиеся по участкам сети для варианта 2:

Рассчитаем потоки мощности для головных участков сети А2 и А3 по правилу электрических моментов:

Рассчитаем потоки мощности для промежуточных участков сети по первому закону Кирхгофа:

5. Выбор номинальных напряжений

Номинальное напряжение для каждого участка сети определяем по формуле Стилла:

(5.1)

Номинальное напряжение для каждого узла сети варианта 1:

Номинальное напряжение для каждого узла сети варианта 2:

Для всех участков напряжение округляем до ближайших значений, принимаем Uном=110кВ для двух вариантов.

Полученные значения напряжения проверяем по допустимой суммарной потере напряжения в сети в нормальном и послеаварийном режимах.

6. Проверка по допустимой суммарной потере напряжения в сети в нормальном режиме

Для сети номинальным напряжением 110 кВ принимаем =0,33 Ом, =0,4 Ом. В нормальном режиме допустимые потери напряжения составляют ±15% от номинального. Напряжение генерации U0 = 115 кВ.

Сопротивлении участка находим по формуле:

Напряжения в узле:

(6.2)

Потери напряжения в узле:

Потери напряжения в узле процентах

Проверка по допустимой суммарной потере напряжения в сети в нормальном режиме для варианта 1:

Узел 2:

Узел 1:

Узел 3:

Узел 4:

Проверка по допустимой суммарной потере напряжения в сети в нормальном режиме для варианта 2:

Узел 2:

Узел 1:

Узел 3:

Узел 4:

7. Проверка по допустимой суммарной потере напряжения в сети в послеаварийном режиме

Для сети номинальным напряжением 110 кВ принимаем =0,33 Ом, =0,4 Ом. В аварийном режиме допустимые потери напряжения составляют ±20% от номинального. Напряжение генерации U0 = 121 кВ.

Проверка напряжения в послеаварийном режиме для варианта 1, когда из строя выходит наиболее загруженный участок А1 (приложение 2):

Узел 2:

Узел 1:

Узел 3:

Узел 4:

Проверка напряжения в послеаварийном режиме для варианта 1, когда из строя выходит наиболее загруженный участок А3 (приложение 2):

Узел 2:

Узел 1:

Узел 4:

Узел 3:

Далее сравниваем рассмотренные варианты и из двух выбираем наиболее рациональный.

Таблица 7.1 - Сравнение вариантов

Выбираем вариант 1 по наименьшим потерям напряжения.

8. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях

При питании потребителей 1 и 2 категорий по надежности электроснабжения на подстанции улавливаются два параллельно работающих трансформатора одинаковой мощности.

Мощность каждого из трансформаторов выбирается по выражению:

, (8.1)

где =1,4 - коэффициент перезагрузки;

SТВi - мощность трансформатора с учетом потерь.

Приближенно потери в трансформаторах можно определить по формулам:

где Sт - расчетная мощность подстанции.

Нагрузка на подстанциях с учетом потерь в трансформаторах

Далее проверяем выбранные трансформаторы по коэффициенту загрузки:

Расчет потерь и выбор трансформаторов на подстанции 1

Устанавливаем 2 трансформатора типа ТД-40000/110.

Расчет потерь и выбор трансформаторов на подстанции 2

Устанавливаем 2 трансформатора типа ТДН-25000/110.

Расчет потерь и выбор трансформаторов на подстанции 3

Устанавливаем 2 трансформатора типа ТД-40000/110.

Расчет потерь и выбор трансформаторов на подстанции 4

Устанавливаем 2 трансформатора типа ТДН-25000/110.

Таблица 8.1 - Справочные и расчетные данные трансформаторов

9. Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи

Для воздушных линий напряжением 110 кВ выбираем сталеалюминевые провода марки АС. Результаты выбора и проверки сечений проводов воздушных ЛЭП сведем в соответствующие таблицы 9.1 и 9.2.

Расчетный ток на участках сети

Выбор сечения проводов ЛЭП проводится по экономической плотности тока

Выбранные провода проверяем по допустимому току

Выбор сечения провода на участке А-2

Выбираем провод марки АС-95/16

Выбор сечения провода на участке А-1

Выбираем провод марки АС-150/19

Выбор сечения провода на участке 1-2

По условию минимально допустимого сечения на корону выбираем провод марки АС-70/11

Выбор сечения провода на участке А-3

Выбираем провод марки АС-150/19

Выбор сечения провода на участке А-4

Выбираем провод марки АС-95/16

Выбор сечения провода на участке А-4

По условию минимально допустимого сечения на корону выбираем провод марки АС-70/11

Таблица 9.1 - Расчетные данные проводов

Заключение

электропередача подстанция провод

В проделанной курсовой работе была спроектирована электрическая сеть с номинальным напряжением 110 кВ. Из двух рассмотренных вариантов схем электрической сети был выбран один, наиболее рациональный и оптимальный в плане потерь напряжения и экономических затрат, который представляет собой сложнозамкнутую электрическую сеть, включающую 4 узла нагрузки питающихся от одной подстанции энергосистемы. Для выбранного варианта были рассчитаны параметры ЛЭП и выбраны сечения и провода марки АС на каждом участке сети, трансформаторы на каждой из подстанции. На 1 и 3 подстанции были установлены по два трансформатора типа ТД-40000/110, на 2 и 4 - по два трансформатора типа ТДН-25000/110. Далее был проведен уточненный расчет для трех режимов работы сети: максимального, минимального и послеаварийного. Так же были определены необходимые мероприятия по регулированию напряжения электрической сети: уточнены количество и мощность батарей конденсаторов и рассчитаны рабочие ответвления устройств регулирования под нагрузкой (РПН) трансформаторов на подстанциях для различных режимов работы.

Выполнение курсового проекта дало мне возможность получить некоторый опыт в проектировании надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками.

Список литературы

1. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине « Расчет и проектирование электрических сетей и систем». В.Н. Сажин, Г.Х. Хожин - Алматы 2008.

2. Правила устройства и безопасной эксплуатации электроустановок Республики Казахстан: - Новосибирск: Сиб. унив., 2006.

3. Справочник по проектированию электрических систем. / Под ред. С.С Рокотяна и И.М. Шапиро. - М: Энергоатомиздат, 1985.

4. Передача и распределение электроэнергии. А.А. Герасименко. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2006.

Размещено на Allbest.ru