Линия W2.

Линия W45.

Линия W4.

Рисунок 4.5. График изменения мощностей в начале ЛЭП

5. Выбор компенсирующих устройств

Повышение коэффициента мощности нагрузки приводит к уменьшению полной мощности S, а, следовательно, и тока I, протекающего по сети. Снижается нагрузка линий и трансформаторов, в результате чего в отдельных случаях изменяются сечения проводов и мощности трансформаторов, что ведет к уменьшению затрат на сооружение сети.

Коэффициент мощности можно повысить, уменьшая реактивную мощность, потребляемую электроприемниками, а также путем использования синхронных компенсаторов и конденсаторов.

Величина потребляемой мощности компенсирующих устройств находится из выражения:

Q_к = P·(tgц - tgц_к)·б, (5.1)

где P - активная мощность нагрузки;

tgц - тангенс угла сдвига фаз, соответствующий коэффициенту мощности до компенсации;

tgц_к = 0,39 - тангенс угла сдвига после компенсации;

б = 0,9 - коэффициент, вводимый в расчет с целью учета возможности повышения коэффициента мощности мерами, не требующими установки компенсирующих устройств.

Q_{к 1} = P₁·(tgц₁ - tgц_к)·б =19200·(0,75-0,39)·0,9=6220 квар;

Q_{к 2} = P₂·(tgц₂ - tgц_к)·б =4800·(0,75-0,39)·0,9=1560 квар;

Q_{к 3} = P₃·(tgц₃ - tgц_к)·б =24600·(0,7-0,39)·0,9=6860 квар;

Q_{к 4} = P₄·(tgц₄ - tgц_к)·б =15300·(0,62-0,39)·0,9=3170 квар;

Q_{к 5} = P₅·(tgц₅ - tgц_к)·б =11900·(0,62-0,39)·0,9=2460 квар.

Устанавливаем конденсаторные установки следующих типов:

1. 5ЧУКЛ - 10,5-1350У 3,

2. 4ЧУКЛ - 10,5-450У 3,

3. 5ЧУКЛ - 10,5-1350У 3,

4. 7ЧУКЛ - 10,5-450У 3,

5. 6ЧУКЛ - 10,5-450У 3.

6. Удельные механические нагрузки

Под удельной нагрузкой понимается равномерно распределенная вдоль пролета провода нагрузка, отнесенная к единице поперечного сечения провода. Удельные механические нагрузки будем определять у линии W2. В расчетах используются следующие нагрузки:

а) Удельная нагрузка (Н/м³) от собственного веса провода:

, (6.1)

где G₀, кг/м - масса одного метра провода;

F, м² - действительное сечение провода;

g, м/с² - ускорение свободного падения.

Н/м³.

б) Удельная нагрузка от веса гололеда (Н/м ³) определяется при условном предположении цилиндрической формы гололедообразования с толщиной стенки b_г=10 мм вдоль пролета провода [1], имеющего диаметр d=13,5 мм, при плотности гололеда g₀=0,9·10 ³кг/м³:

, (6.2)

Н/м³.

в) Суммарная удельная нагрузка от собственного веса и гололеда:

г₃ = г₁ + г₂, (6.3)

г₃ = (4,2+0,46) ·10⁴ = 4,66·10⁴ Н/м³.

г) Удельная нагрузка от давления ветра на провод без гололеда:

, (6.4)

где V =25 м/с - скорость ветра [1];

Н/м²;

б = 0,85 - коэффициент неравномерности скорости ветра вдоль пролета [1];

C_x = 1,2 - аэродинамический коэффициент провода [1].

Н/м³.

д) Удельная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом:

, (6.5)

Н/м³.

е) Результирующая удельная нагрузка от собственного веса провода и давления ветра на него при отсутствии гололеда:

, (6.6)

Н/м³.

ж) Результирующая удельная нагрузка от собственного веса провода, веса гололеда и давления ветра на покрытый гололедом провод:

, (6.7)

Н/м³.

7. Определение напряжения в материале провода, критических пролетов

Расчет проводов по условию механической прочности ведется по допустимым напряжениям на растяжение.

Критическим пролетом называется такая длина пролета, при которой достигаются допустимые напряжения провода при двух типах любых климатических условий, например: "m" и "n".

, (7.1)

где у=270·10⁶, Н/м² - допустимое напряжение в материале провода [1];

в =1,325·10^-11, м²/Н - коэффициент упругого удлинения провода;

б=2·10^-5, 1/Сє - температурный коэффициент линейного удлинения провода [1].

При расчетах проводов их температура принимается равной температуре воздуха.

При расчетах определяются три критических пролета, соответствующих трем типам возможных сочетаний исходных условий расчета.

Первый критический пролет l_кр,1 разграничивает область применения исходных условий расчета по низшей температуре и по среднеэксплуатационным условиям. В этом случае:

г_m=г₁; г_n=г₁; и_m=и_min; и_n=и_сг; [у]_m= [у];

у_min=0,45у; [у]_n= [у]_сэ=0,3у,

где и_сг и и_min - соответственно среднегодовая (обычно приравниваемая к среднеэксплуатационной) и низшая температура воздуха (и_сг=-5єC, и_min=-40єC).

Второй критический пролет l_кр,2 определяет границу применения низшей температуры и наибольшей удельной нагрузки:

г_m=г₁; г_n=г_нб; и_m=и_min; и_n=и_гнб; [у]_m= [у]; и_min=0,45у; [у]_n= [у]_гнб=0,45у,

где и_нб - температура, соответствующая наибольшей нагрузке (и_нб = +30єC).

Третий критический пролет l_кр,3 определяет границу применения средних среднеэксплуатационных условий наибольшей удаленной нагрузки:

г_m=г₁; г_n=г_нб; и_m=и_сг; и_n=и_нб;[у]_m= [у]_сэ=0,3у; [у]_n= [у]_гнб=0,45у,

Так как l_кр,1< l_кр,2< l_кр,3, физический смысл имеют только l_кр,1 и l_кр,3.

8. Выбор силового электрооборудования трансформаторной подстанции

8.1 Выбор высоковольтных выключателей

Высоковольтный выключатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока (при длительной нагрузке, перегрузке, коротком замыкании (КЗ), холостом ходе, несинхронной работе).

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные и вакуумные. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

По роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств.

Выключатель должен удовлетворять следующим требованиям:

1. По напряжению

_{уст ном}. (8.1)

2. По длительному току

_{норм ном}; _{ах ном}. (8.2)

3. Проверка на симметричный ток отключения по условию

_{п,отк, ном}. (8.3)

4. на электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:

_{у дин.}; _{п,0 дин}, (8.4)

где _дин - наибольший пик (ток электродинамической стойкости) по каталогу;

_дин - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ.

Выбор выключателей.

Для унификации оборудования на всех ТП выбираем один тип вакуумных выключателей - ВМК-110Б-20.

Он имеет параметры:

номинальное напряжение U_н = 110 кВ;

номинальный ток I_н.в=1000 А;

номинальный ток отключения I_н.откл. = 20 кА;

ток электродинамической стойкости I_дин. =51 кА.

8.2 Выбор разъединителей

9. Выбор опор воздушной ЛЭП

В выборе опор предпочтение отдаем железобетонным.

По сравнению с металлическими они более долговечны и экономичны в эксплуатации, так как требуют меньше ухода и ремонта. Основное преимущество - уменьшение расхода стали на 40-75 %, недостаток - большая масса. Применяем опоры заводского изготовления.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были разработаны три варианта схемы сети, для каждого варианта выбраны сечения проводов и проверены по экономической плотности тока, допустимой нагрузке, короне. Определены параметры схемы замещения ЛЭП. В результате технико-экономического сравнения вариантов схем сети выбран второй вариант схемы электрической сети с наименьшими суммарными затратами З_У = 32210 тыс. руб. В зависимости от категории надежности потребителей определено число трансформаторов на подстанциях и выбрано их основное силовое электрооборудование.

В работе рассчитаны рабочие режимы электрических сетей для: полной нагрузки; 0,8 полной нагрузки; 0,5 полной нагрузки; х. х. Для компенсации реактивной мощности на стороне НН трансформаторов рассчитаны и выбраны высоковольтные конденсаторные установки. Произведен механический расчет линий, критических пролетов, выбраны опоры ЛЭП.

Список используемой литературы

1. Электрические сети систем электроснабжения: Методическое пособие к курсовому проекту для студентов спец. 140610 электроэнергетического факультета. - Вологда: ВоГТУ, 2006.

2. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей: Учебное пособие для студентов ВУЗов/ В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно и др.; Под ред. В.М. Блок. - М.: Высш. школа, 1981. - 304 с. Ил.

3. Электрические сети и системы / В.М. Блок, - М.: Высшая школа, 1986. - 431.

4. Электрические системы. Электрические сети: Учеб. для электроэнерг. спец. ВУЗов/ В.А. Веников, А.А. Глазунов, Л.А. Жуков; Под ред. В.А. Веникова, В.А. Строева. - 2-е изд. перераб и доп. - М.: Высш. шк., 1998. - 511 с.

5. Электрические системы и сети: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 654500, специальности 181300/ А.Е. Немировский, И.Ю. Сергиевская - ВоГТУ, 2003.

Размещено на Allbest.ru