Проектирование электрической сети
Баланс мощности в энергосистеме, активные и реактивные нагрузки. Совместный выбор схемы, номинального напряжения, параметров линии и трансформаторов проектируемой сети. Основные режимы работы проектируемой электрической сети, регулирование напряжения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.11.2016 |
| Размер файла | 462,3 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/
Проектирование электрической сети
Содержание
Введение
1. Баланс мощности в энергосистеме
1.1 Расчетные активные и реактивные нагрузки
1.2 Необходимая мощность КУ
2. Совместный выбор схемы, номинального напряжения, номинальных параметров линии и трансформаторов проектируемой сети
2.1 Составление вариантов цепи. Расчет длин трасс и линий электропередач
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов приемных подстанций
2.3 Приведенные затраты на РЭС
3. Расчет основных режимов работы проектируемой электрической сети
3.1 Расчет нормального режима наибольших нагрузок проектируемой электрической сети
3.2 Расчет нормального режима наименьших нагрузок проектируемой электрической сети
3.3 Расчет послеаварийного режима работы проектируемой электрической сети
4. Регулирование напряжения
4.1 Регулирование напряжения в режиме наибольших нагрузок
4.2 Регулирование напряжения в режиме наименьших нагрузок
5. Технико - экономические показатели сети
Заключение
Список использованных источников
Введение
Энергетика обеспечивает электроэнергией и теплом промышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, коммунально-бытовые нужды городов, рабочих и сельских поселков.
Электрификация страны предусматривает сооружение электростанций, электрических сетей и установок для потребления электроэнергии.
Производство электроэнергии на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях страны ежегодно возрастает.
Настоящий проект электрических сетей предусматривает выполнение связей между приемными пунктами и источниками электроэнергии. Оптимальный проект соответствует наименьшим затратам при строительстве и монтаже электрических сооружений и устройств, наибольшим удобствам и надежности при эксплуатации, обеспечивает питание потребителей электроэнергией надлежащего качества при приемлемых эксплуатационных издержках.
При проектировании электрической сети применяется стандартное оборудование, материалы, унифицированные конструкции опор и фундаментов. Проектирование выполняется в одну стадию, если проектная стоимость электрической сети невелика (технорабочий проект). При большей стоимости, что соответствует нашему случаю, проектирование выполняем в две стадии (технический проект и рабочие чертежи).
При учебном проектировании (в нашем случае) целью является получение навыков проведения проектных работ. Отрабатывались методы проектирования, рассматривались разные подходы к обоснованию основных проектных решений. Экономические стоимостные оценки в условиях рынка изменяются в широких пределах, поэтому в данной работе воспользовались экономическими оценками 2007 года.
1. Баланс мощности в энергосистеме
1.1 Расчетные активные и реактивные нагрузки
Для пункта (б).
Активная нагрузка:
.
Реактивная нагрузка:
,
.
Таблица 1.1 Расчетные активные и реактивные нагрузки
|
Пункт |
, МВт |
, МВт |
, МВар |
, МВар |
|
|
б |
29 |
16 |
16,7 |
8,6 |
|
|
в |
30 |
16,5 |
20,9 |
11,5 |
|
|
г |
34 |
18,7 |
26,4 |
14,5 |
|
|
д |
20 |
11 |
15,5 |
8,5 |
|
|
е |
33 |
18,2 |
10,8 |
5,9 |
1.2 Необходимая мощность КУ
Для пункта (б).
Эффективные реактивные нагрузки:
;
, -
оптимальный тангенс угла.
Мощность нерегулируемых КУ:
.
Полная реактивная мощность КУ:
.
Выбираем КУ КСА-0,66-40 мощностью 6,7МВар и стоимостью 61тыс.руб.
Полная мощность пункта:
.
Таблица 1.2 Расчетные реактивные мощности КУ и полные мощности
|
Пункт |
Тип КУ, стоимость тыс. руб |
Мощность КУ, МВар |
, МВар |
, МВар |
, МВА |
|
|
б |
КСА-0,66-40 61 |
6,7 |
5,7 |
2,2 |
||
|
в |
КСА-0,66-40 и КСА-0,66-20 136 |
10,6 и 5,3 |
11 |
4,9 |
||
|
г |
КСА-0,66-40 и КСА-0,66-20 136 |
10,6 и 5,3 |
15,4 |
7 |
||
|
д |
КСА-0,66-40 79 |
10,6 |
8,5 |
4,1 |
||
|
е |
_ |
_ |
_ |
_ |
2. Совместный выбор схемы, номинального напряжения, номинальных параметров линии и трансформаторов проектируемой сети
2.1 Составление вариантов цепи. Расчет длин трасс и линий электропередач
Рисунок 2.1.1 РЭС вариант №1
Вариант №1
Суммарная длина трасс:
Суммарная длина линий:
Количество выключателей в начале линий ВН:
Вариант №2
Рисунок 2.1.2 РЭС вариант №2
Вариант №3
Рисунок 2.1.3 РЭС вариант №3
Вариант №4
Рисунок 2.1.4 РЭС вариант №4
Вариант №5
Рисунок 2.1.5 РЭС вариант №5
Вариант №6
Рисунок 2.1.6 РЭС вариант №6
Таблица 2.1.1 Данные о составе оборудования по вариантам
|
Показатель |
№ варианта |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
8 |
7 |
4 |
5 |
4 |
3 |
||
|
241,7 |
193,2 |
118,2 |
180,1 |
159,3 |
140,8 |
||
|
368,1 |
319,4 |
207,8 |
283,5 |
262,7 |
214,6 |
По минимуму оборудования к дальнейшим расчетам принимаем варианты 3 и 6.
Потокораспределение мощностей выбранных вариантов.
Вариант №3.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Вариант №6.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Выбор номинальных напряжений для выбранных вариантов.
Вариант №3.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Вариант №6.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Поскольку сечения линий значительно превышают рекомендованные значения, то данные варианты на напряжение 35кВ и 220кВ не рассматриваются.
Расчет на 110кВ.
Вариант №3.
Наиболее загруженная линия:
Поскольку сечение больше рекомендованного, то данный вариант не рассматривается. Аналогично варианты №4, 5, 6.
К дальнейшим расчетам принимаем варианты №1 и 2.
Вариант №1.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Вариант №2.
Наиболее загруженная линия:
Менее загруженная линия:
Поскольку сечения линий значительно превышают рекомендованные значения, то данные варианты на напряжение 35кВ и 220кВ не рассматриваются. Дальнейшие расчеты проводим на напряжение 110кВ.
Расчет на 110кВ.
Вариант №1.
Вариант №2.
Таблица 2.1.2 Марки проводов для расчетных вариантов
|
Линии вариантов |
Марка провода |
||
|
№1 |
№2 |
||
|
Аб |
_ |
АС-185 |
|
|
Ав |
Ав |
АС-185 |
|
|
Аг |
Аг |
АС-240 |
|
|
Ад |
_ |
АС-120 |
|
|
Ае |
Ае |
АС-185 |
|
|
Абд |
АС-300 |
Определение потерь напряжения в наиболее удаленных пунктах.
Для варианта №1:
В послеаварийном режиме:
Для варианта №2:
Поскольку остальные двухцепные линии короче, то напряжения нормального и послеаварийного режимов не превысят падения напряжения линии
(Ав), следовательно оба варианта удовлетворяют условию падения напряжений в линиях в нормальном и послеаварийном режимах, и приемлемы для дальнейшего расчета.
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов приемных подстанций
Подстанция пункта (б):
Трансформатор ТРДН-32000/110.
Подстанция пункта (в):
Два трансформатора ТРДН-25000/110.
Подстанция пункта (г):
Два трансформатора ТРДН-32000/110.
Подстанция пункта (д):
Трансформатор ТРДН-25000/110.
Подстанция пункта (е):
Два трансформатора ТРДН-25000/110.
Количество выключателей на стороне НН.
Подстанция пункта (б):
Подстанция пункта (в):
Подстанция пункта (г):
Подстанция пункта (д):
Подстанция пункта (е):
2.3 Приведенные затраты на РЭС
Для варианта №1.
Общие затраты:
Капиталовложения в электрическую сеть:
Капиталовложения в подстанцию:
.
Расчетная стоимость трансформаторов всех районных подстанций:
Расчетная стоимость ОРУ:
Расчетная стоимость ЗРУ:
Расчетная стоимость КУ:
Расчетная стоимость линий сети:
Вторая категория по гололеду. Опоры железобетонные.
Расчетная стоимость высоковольтных выключателей:
Постоянные затраты на подстанции:
Суммарные годовые эксплуатационные издержки:
Эксплуатационные годовые издержки линий сети.
Потери электроэнергии в линиях:
Потери электроэнергии в трансформаторах:
Ущерб от перерыва электроснабжения:
Для варианта №2.
Общие затраты:
Капиталовложения в электрическую сеть:
.
Капиталовложения в подстанцию:
.
Расчетная стоимость трансформаторов всех районных подстанций:
Расчетная стоимость ОРУ:
Расчетная стоимость ЗРУ:
Расчетная стоимость КУ:
Расчетная стоимость линий сети:
Вторая категория по гололеду. Опоры железобетонные.
Расчетная стоимость высоковольтных выключателей:
Постоянные затраты на подстанции:
Суммарные годовые эксплуатационные издержки:
.
Эксплуатационные годовые издержки линий сети.
Потери электроэнергии в линиях:
Потери электроэнергии в трансформаторах:
Ущерб от перерыва электроснабжения:
Поскольку разница в затратах не превышает пяти процентов, то к последующим расчетам принимаем вариант с лучшей надежностью электроснабжения (вариант №1).
Рисунок 2.3.1 Схема РЭС принципиальная варианта №1
3. Расчет основных режимов работы проектируемой электрической сети
Рисунок 3.1 Расчетная схема замещения для нормального режима наибольших нагрузок проектируемой электрической сети
3.1 Расчет нормального режима наибольших нагрузок проектируемой электрической сети
Реактивные мощности генерируемые линиями:
Потери мощности в трансформаторах при ХХ:
Потери мощности в трансформаторах при нагрузке.
Для подстанции пункта (б):
Для подстанции пункта (в):
Для подстанции пункта (г):
Для подстанции пункта (д):
Для подстанции пункта (е):
Мощность на выходе линий:
Потери мощности в линиях.
Для линии (Аб):
Для линии (Ав):
Для линии (Аг): напряжение энергосистема нагрузка трансформатор
Для линии (Ад):
Для линии (Ае):
Мощность на входе линий:
Потери напряжения в линиях.
Для линии (Аб):
Для линии (Ав):
Для линии (Аг):
Для линии (Ад):
Для линии (Ае):
3.2 Расчет нормального режима наименьших нагрузок проектируемой электрической сети
Рисунок 3.2 Расчетная схема замещения для нормального режима наименьших нагрузок проектируемой электрической сети
Целесообразность отключения одного из двух трансформаторов подстанций.
Подстанции пунктов (в,е):
Подстанция пункта (г):
На подстанциях пунктов (в,г), в режиме нормальной наименьшей нагрузки, экономически целесообразно оставить в работе по одному трансформатору . В пунктах (б,д,е) изменений нет.
Реактивные мощности, генерируемые линиями:
Потери мощности в трансформаторах при ХХ:
Потери мощности в трансформаторах при нагрузке.
Для подстанции пункта (б):
Для подстанции пункта (в):
Для подстанции пункта (г):
Для подстанции пункта (д):
Для подстанции пункта (е):
Мощность на выходе линий:
Потери мощности в линиях.
Для линии (Аб):
Для линии (Ав):
Для линии (Аг):
Для линии (Ад):
Для линии (Ае):
Мощность на входе линий:
Потери напряжения в линиях.
Для линии (Аб):
Для линии (Ав):
Для линии (Аг):
Для линии (Ад):
Для линии (Ае):
3.3 Расчет послеаварийного режима работы проектируемой электрической сети
Рисунок 3.3 Расчетная схема замещения послеаварийного режима работы проектируемой электрической сети
Рассмотрим послеаварийный режим с отключением одной цепи и трансформатора на подстанциях пунктов (в,г,е).
Реактивные мощности генерируемые линиями:
Потери мощности в трансформаторах при ХХ:
Потери мощности в трансформаторах при нагрузке.
Для подстанции пункта (в):
Для подстанции пункта (г):
Для подстанции пункта (е):
Мощность на выходе линий:
Потери мощности в линиях.
Для линии (Ав):
Для линии (Аг):
Для линии (Ае):
Мощность на входе линий:
Потери напряжения в линиях.
Для линии (Ав):
Для линии (Аг):
Для линии (Ае):
4. Регулирование напряжения
4.1 Регулирование напряжения в режиме наибольших нагрузок
Потери в трансформаторах.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Расчетное напряжение ответвления трасформаторов.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Таблица 4.1 Напряжения ответвлений по ступеням трансформатора
|
+9 |
1,78% |
1,958 |
127,622 |
|
|
+8 |
1,78% |
1,958 |
125,664 |
|
|
+7 |
1,78% |
1,958 |
123,706 |
|
|
+6 |
1,78% |
1,958 |
121,748 |
|
|
+5 |
1,78% |
1,958 |
119,790 |
|
|
+4 |
1,78% |
1,958 |
117,832 |
|
|
+3 |
1,78% |
1,958 |
115,874 |
|
|
+2 |
1,78% |
1,958 |
113,916 |
|
|
+1 |
1,78% |
1,958 |
111,958 |
|
|
0 |
0% |
0 |
110 |
|
|
-1 |
1,78% |
1,958 |
108,042 |
|
|
-2 |
1,78% |
1,958 |
106,084 |
|
|
-3 |
1,78% |
1,958 |
104,126 |
|
|
-4 |
1,78% |
1,958 |
102,168 |
|
|
-5 |
1,78% |
1,958 |
100,210 |
|
|
-6 |
1,78% |
1,958 |
98,252 |
|
|
-7 |
1,78% |
1,958 |
96,294 |
|
|
-8 |
1,78% |
1,958 |
94,336 |
|
|
-9 |
1,78% |
1,958 |
92,378 |
Действительное значение вторичного напряжения.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта
(в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
4.2 Регулирование напряжения в режиме наименьших нагрузок
Потери в трансформаторах.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Расчетное напряжение ответвления трасформаторов.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Действительное значение вторичного напряжения.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Регулирование напряжения в послеаварийном режиме
Потери в трансформаторах. Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Расчетное напряжение ответвления трасформаторов.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Действительное значение вторичного напряжения.
Для трансформатора пункта (б):
Для трансформаторов пункта (в):
Для трансформаторов пункта (г):
Для трансформатора пункта (д):
Для трансформаторов пункта (е):
Во всех режимах расчетные падения напряжений не превышают норм отклонения от номинального напряжения и являются допустимыми.
5. Технико - экономические показатели сети
Капиталовложения в электрическую сеть:
Суммарные годовые эксплуатационные издержки:
Себестоимость передачи электроэнергии по сети:
Потери активной мощности в спроектированной сети:
Потери энергии в спроектированной сети:
Заключение
Спроектирована районная электрическая сеть (РЭС) на основании данных задания. Произведены необходимые расчеты для определения параметров проводов линий ВН, подстанций, компенсирующих устройств и другого электротехнического оборудования с учетом различных режимов работы сети.
Капитальные затраты на выбранный вариант проектируемой сети больше на 5% конкурирующего варианта. Однако вариант с меньшими капитальными затратами уступает в надежности электроснабжения выбранному варианту.
Схема и конструкция сети спроектирована без учета расширения системы электроснабжения.
Спроектированная РЭС удовлетворяет правилам СНиП и ПУЭ.
Список использованных источников
1 А.А.Елгин, О.В.Самолина Производство и передача электроэнергии: методические указания по курсовому проектированию; ТГУ, 2007. - 40с.
2 Интернет.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Баланс мощности в проектируемой сети, расчёт мощности компенсирующих устройств. Совместный выбор схемы, номинального напряжения, номинальных параметров линий и трансформаторов проектируемой сети. Расчет основных режимов работы, затрат электрической сети.
дипломная работа [353,6 K], добавлен 18.07.2014Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Основные технико-экономические показатели проектируемой сети. Регулирование напряжения в электрической сети. Расчёт основных нормальных и утяжелённых режимов работы сети.
курсовая работа [310,6 K], добавлен 23.06.2011Баланс мощности в проектируемой сети, методика расчета мощности компенсирующих устройств. Приведенные затраты электрической сети. Регулирование напряжения. Технико-экономические показатели проектируемой сети. Компоновка Жигулевской гидроэлектростанции.
дипломная работа [935,9 K], добавлен 18.07.2014Составление баланса активной мощности и выбор генераторов проектируемой ТЭЦ, обоснование схемы и напряжения электрической сети. Выбор и размещение трансформаторов, компенсирующих устройств и сечений проводов. Регулирование напряжения в узлах нагрузки.
курсовая работа [582,2 K], добавлен 06.03.2011Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Распределение мощностей по линиям электропередач сети. Баланс активной и реактивной мощности в сетевом районе. Выбор марки провода и номинальной мощности трансформаторов.
курсовая работа [971,8 K], добавлен 27.12.2013Разработка 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 16.03.2012Составление 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 04.12.2012Этапы и методы проектирования районной электрической сети. Анализ нагрузок, выбор оптимального напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов. Электрический расчёт варианта сети при максимальных нагрузках. Способы регулирования напряжения.
методичка [271,9 K], добавлен 27.04.2010Выбор 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 24.01.2016Потребление и покрытие потребности в активной и реактивной мощности в проектируемой сети. Выбор схемы номинального напряжения и основного оборудования. Расчет схемы режимных параметров выборной сети. Аварийный режим в период наибольших нагрузок.
курсовая работа [442,9 K], добавлен 26.03.2012Генерация 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 04.06.2021Определение 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 14.06.2010Потребление 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 16.01.2014Характеристика электрифицируемого района и потребителей электроэнергии. Составление и обоснование вариантов схемы электрической сети. Баланс реактивной мощности и выбор компенсирующих устройств. Выбор номинального напряжения и сечений проводов сети.
курсовая работа [89,3 K], добавлен 13.04.2012Потребление и покрытие потребности в активной и реактивной мощности в проектируемой сети. Выбор схемы, номинального напряжения и основного оборудования. Режимные параметры энергетической сети промышленного района. Падение напряжения в трансформаторах.
курсовая работа [431,4 K], добавлен 28.03.2012Выбор 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 04.10.2015Составление балансов активных и реактивных мощностей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, сечений проводников. Конструктивное исполнение электрической сети. Расчет максимального и послеаварийного режимов. Регулирование напряжения в сети.
курсовая работа [242,4 K], добавлен 17.06.2015Климатическая и географическая характеристика энергорайона. Разработка конкурентоспособных вариантов электрической сети. Расчет упрощенного потокораспределения активной мощности и выбор номинального напряжения. Выбор мощности силовых трансформаторов.
курсовая работа [300,8 K], добавлен 19.01.2016Выбор варианта районной электрической сети, номинального напряжения, силовых трансформаторов. Расчет нагрузки, схем замещения и установившегося режима. Механический расчет воздушной линии электропередач, определение стрелы провеса на анкерном пролете.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.04.2013Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности. Размещение компенсирующих устройств в электрической сети. Формирование вариантов схемы сети. Выбор номинального напряжения, числа трансформаторов. Проверка по нагреву и допустимой потере напряжения.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.09.2014
