Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка выполнена на 35 страницах, содержит 1 раздел - расчет электрической сети. В пояснительной записке 11 таблиц, 19 рисунков с поясняющими схемами, 4 источника.

Перечень ключевых слов:

Авария - выпадение одной цепи.

Аварийный режим - режим работы электрической сети при выходе из строя более мощного генератора, синхронного компенсатора или линии.

Замкнутые сети- сети в которых электроэнергия к потребителям подается не менее чем с двух сторон.

Максимальный режим- режим, при котором данная электрическая сеть может работать длительное время.

Мощность - характеризует распределение данной величины вдоль линии.

Трансформатор-- это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного или постоянного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Трансформаторы тока низковольтные - предназначены для работы в цепях переменного тока напряжением до 660 В.

Выключатели высокого напряжения- предназначены для отключения и включения цепей в нормальном и аварийном режимах.

Силовые трансформаторы- предназначены для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в другое.

В курсовом проекте приняты трансформаторы:

- ТРДН-40/220/10 - трансформатор трехфазный с расщепленной обмоткой, с дутьевым охлаждением, регулирование под нагрузкой

- ТРДН-40/220/10 - трансформатор трехфазный с расщепленной обмоткой, с дутьевым охлаждением, регулирование под нагрузкой

- АТДТН-63/220/110/10 - трансформатор трехфазный, с дутьевым охлаждением, регулирование под нагрузкой

- РПН - регулирование под нагрузкой.



Введение

Развитая электроэнергетическая структура является базой экономики. Электроэнергетика Казахстана в настоящее время полностью обеспечивает электроснабжение экономики страны и характеризуется:

* Высокой долей производства электроэнергии на угольных электростанциях с комбинированным циклом при совместном производстве электрической и тепловой энергии.

* Развитой схемой линий электропередачи, где в качестве системообразующих связей выступают высоковольтные линии напряжением 220-500-1150 кВ.

* Единой и вертикально организованной системой оперативного диспетчерского управления.

Производство электрической энергии в Казахстане осуществляют 58 электростанций различной формы собственности. Их суммарная установленная мощность 18980 МВт. Основу генерирующих мощностей Казахстана составляют тепловые электростанции - 88% установленной мощности, 12% составляют гидроэлектростанции. Все электроэнергетические объекты объединены в Единую электроэнергетическую систему Казахстана национальной электрической сетью напряжением 220-1150кВ. Общая протяженность сети напряжением 6кВ и выше составляет 325 тыс.км, из них протяженность сети 220-500-1150кВ 23.3 тыс.км. ЕЭС Казахстана работает в параллельном режиме с энергосистемами Российской Федерации и стран Центральной Азии, что способствует надежности электроснабжения потребителей, а также создает технологическую основу для межгосударственной торговли электроэнергией.

Сегодня в Казахстане эффективно функционирует конкурентный оптовый рынок электроэнергии. Развитие конкуренции на оптовом рынке базируется на открытом доступе к услугам по передаче электроэнергии по Национальной электрической сети и обеспечении права выбора оптовыми потребителями своего поставщика электроэнергии. Региональные энергокомпании осуществляют функции распределения и торговли электроэнергией на региональных розничных рынках.

Наблюдающиеся в последние годы высокие темпы развития экономики Казахстана (рост ВВП на 9-10% в год) сопровождаются соответствующим ростом объемов электропотребления - прирост 5-7% в год. По итогам 2007 года потребление составило 76,4 млрд. кВтч, что на 6,5% выше, чем за 2006 год.

В настоящий момент ввиду высоких темпов развития экономики в целом, перед электроэнергетикой стоят задачи по быстрому наращиванию мощностей электростанций, развитию национальной и региональных электрических сетей. Согласно прогнозному балансу электроэнергии, утвержденному Министерством энергетики и минеральных ресурсов, электропотребление ЕЭС Казахстана к 2010 году составит 95 млрд. кВтч, а к 2015 году увеличится до 124 млрд. кВтч. Таким образом, к 2015 году прирост относительно 2007 года составит 47,6 млрд. кВтч, или 62%.

Предполагается развитие использования возобновляемых источников энергии, в том числе и для выработки электроэнергии. В республике имеется огромный потенциал возобновляемых источников - гидро, ветро и солнечной энергии. В настоящее время осуществляются пилотные проекты по использованию энергии ветра. В будущем использование энергии малых рек, строительство малых ГЭС и ветроустановок будет нарастать.



1.1 Составление вариантов схемы электрической сети

1 вариант

2 вариант

3 вариант



4 вариант

5 вариант

6 вариант

Для дальнейшего расчета выбираем 1 и 4 варианты

1.2 Выбор типа и мощности трансформаторов

Для подстанции №1 (потребители I,II,III категории)

Принимаем к установке трансформатор типа АТДТН-63/220/110/10

таблица 1.2.1

Тип	Напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	Uк%	I%
	ВН	СН	НН	ДРхх	ДРк.з	U1-2	U1-3	U2-3
АТДТН-63	230	121	11	37	215	11	35	22	0,5

(Л-4 табл. П.3-2)

Определяем параметры трансформатора

Определяем потери в обмотках трансформатора



рис.1.2.1

Выбор трансформатора для подстанции №2 (потребители I, II, III категории)

таблица 1.2.2

Тип	SН МВА	UН	UК%	Потери	IХХ %
		ВН кВ	НН кВ		РХХ кВт	РКЗ кВт
ТРДН-40	40	230	11	12	45	170	0,5

(Л-4 табл. П.3-2)

Расчет параметров трансформатора

Определяем потери в обмотке



Рис.1.3.2

Выбор трансформатора для подстанции №3 (потребители III категории)

таблица 1.3.3

Тип	SН МВА	UН	UК%	Потери	IХХ %
		ВН кВ	НН кВ		РХХ кВт	РКЗ кВт
ТРДН-40	40	230	11	12	45	170	0,5

(Л-4 табл. П.3-2)

Расчет параметров трансформатора

Определяем потери в обмотке

Рис.1.3.3

Расчет сети в максимальном режиме по 1-ому варианту

Участок А-3

Рис.1.3.4

Определяем токи по участкам:

Выбираем одноцепную стальную опору на 220 кВ для участка А-3

Находим среднегеометрическое расстояние между проводами

Данные линии

таблица 1.3.4

Участок	длина, км	провод	R0 Ом/км	d, мм	X0 Ом/км	b0 см/км	R, Ом	X Ом	B См/км	Q, Мвар
А-3	25	АС-240/32	0,118	21,6	0,426		2,95	10,65		1,6

(Л-4, табл. П-1-3, П-1-2, П-1-4)

Производим расчёт мощностей в режиме максимальных нагрузок для участка А-3

Схема баланса мощности участка А-3

Рис.1.3.6

Производим предварительное распределение мощности в сети

Рис.1.3.7

Проверка

Определяем токи по участкам:

Определяем сечение по экономической плотности тока:



Выбираем одноцепную стальную опору на 220 кВ

Находим среднегеометрическое расстояние между проводами

Данные линии

таблица 1.3.5

Участок	длина, км	провод	R0 Ом/км	d, мм	X0 Ом/км	b0 см/км	R, Ом	X Ом	B См/км	Q, Мвар
А-1	45	АС-240/32	0,118	21,6	0,426		5,31	19,17		2,8
1-2	30	АС-240/32	0,118	21,6	0,426		3,54	12,78		1,9
В-2	55	АС-240/32	0,118	21,6	0,426		6,49	23,43		3,5

(Л-4, табл. П-1-3, П-1-2, П-1-4)



Производим расчёт мощностей в режиме максимальных нагрузок

Участок 1-А

Участок 1-2

Участок 2-В



Баланс мощности сети 1-го варианта

Расчет сети в максимальном режиме по 2-ому варианту

Производим предварительное распределение мощности в сети

Рис.1.3.10

Определяем токи по участкам:



Определяем сечение по экономической плотности тока:

Выбираем двухцепную стальную опору на 220 кВ

Находим среднегеометрическое расстояние между проводами

Данные линии

таблица 1.3.6

Участок	длина км	провод	R0 Ом/км	d, мм	X0 Ом/км	b0 см/км	R, Ом	X Ом	B См/км	Q, Мвар
А-3	25	АС-240/32	0,118	21,6	0,426		2,95	10,65		1,6
1-2	30	2хАС-240/32	0,118	21,6	0,426		3,54	12,78		3,8
А-1	45	2хАС-240/32	0,118	21,6	0,426		5,31	19,17		5,7

(Л-4, табл. П-1-3, П-1-2, П-1-4)

Производим расчёт мощностей в режиме максимальных нагрузок

Участка А-3

Участок 1-2



Участок 1-А

Баланс мощности сети 2-го варианта

Рис.1.3.12

1.4 Технико-экономическое сравнение вариантов

К основным техническим показателям относятся: надёжность электроснабжения и долговечность объекта в целом и отдельных его частей, условия обслуживания, количество обслуживающего персонала, расход цветного металла на провода, величина номинального напряжения сети.

I- вариант

таблица 1.4.1

Участок	Район по гол.	Тип опоры	Тип провода	Цена
А-1	II	стальная	АС-240/32	21,2
1-2	II	стальная	АС-240/32	21,0
2-В	II	стальная	АС-240/32	21,0
А-3	II	стальная	АС-240/32	21,0

(Л-7 табл. § 42.2)

Определяем капитальные вложения в сооружений воздушных линий:

Определяем потери электроэнергии в линии:

=2500ч (Л-4, рис.4-3)

Стоимость потерь электроэнергии в линии:

Стоимость отчислений на амортизацию и капитальный ремонт:

см. Л-9 таб.4-2

Капитальные вложения в подстанции:

таблица 1.4.2

№ п/ст	I-вар	II-вар
1	520	750
2	360	240
3	240	240
Итого: х 800	К1п/ст =896000	К2 п/ст=984000

(Л-7 табл.49.3.)

Годовые эксплуатационные издержки:

Эксплуатационные расходы:

II-ой вариант

таблица 1.4.3

Участок	Район по гол.	Тип опоры	Тип провода	Цена
А-1	II	стальная	2хАС-240/32	34,4
1-2	II	стальная	2хАС-240/32	34,4
А-3	II	стальная	АС-240/32	21,0

(Л-7 табл. § 42.2)

Определяем капитальные вложения в сооружений воздушных линий:

Определяем потери электроэнергии в линии:

=2500ч (Л-4, рис.4-3)

Стоимость потерь электроэнергии в линии:

Стоимость отчислений на амортизацию и капитальный ремонт:

см. Л-9 табл.49.31

Капитальные вложения в подстанции

Эксплуатационные расходы:

Для дальнейшего расчета выбираем 1-ый вариант, так как он наиболее выгодный по цене.

электрический сеть трансформатор мощность

1.5 Окончательный электрический расчет оптимального варианта схемы проектируемой электрической сети

Расчет сети в минимальном режиме

Подстанция №1



Рис.1.5.1

Подстанция №2



Рис.1.5.2

Подстанция №3



Рис.1.5.3

Производим расчёт мощностей в режиме минимальных нагрузок для участка А-3

Схема баланса мощности участка А-3 в минимальном режиме



Рис.1.5.4

Производим предварительное распределение мощности в сети

Рис.1.5.5

Проверка

Производим расчёт мощностей в режиме минимальных нагрузок

Участок 1-А

Участок 1-2

Участок 2-В



Баланс мощности сети в минимальном режиме

Рис.1.5.6

Аварийный режим

Выход из строя источника «В»

Участок А-3

Участок 1-2



Участок 1-А

Баланс мощности сети в аварийном режиме

Рис.1.5.7

1.6 Определение напряжения на шинах подстанции на ВС

Максимальный режим

U_max = 230 кВ



Минимальный режим

U_min = 221 кВ

Аварийный режим

U_авар. = 234 кВ



Подстанция №1

Максимальный режим

Подстанция №1

Минимальный режим



Подстанция №1

Аварийный режим

Подстанция №2

Максимальный режим



Подстанция №2

Минимальный режим

Подстанция №2

Аварийный режим

Максимальный режим

Подстанция №3

Минимальный режим

Подстанция №3



Аварийный режим

Подстанция №3

Выбор способа регулирования напряжения

Подстанция №1, №2

РПН 12х1% в нейтрале ВН

таблица 1.6.1

№ Полож.	Добавленное число витков. Wp%	Добавленное число витков в отн. ед.	Ктр	п/ст №1	п/ст №2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12	1,12 1,11 1,1 1,09 1,08 1,07 1,06 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89 0,88	23,408 23,199 22,99 22,781 22,572 22,363 22,154 21,945 21,736 21,527 21,318 21,109 20,691 20,482 20,273 20,064 19,855 19,646 19,437 19,228 19,019 18,81 18,601 18,392	min авар max	max,авар min

Подстанция №1

Максимальный режим

Минимальный режим

Аварийный режим

Подстанция №2

Максимальный режим

Минимальный режим

Аварийный режим

Подстанция № 3

таблица 1.6.2

№ полож.	Доб. W в %	Доб. W в о.е.	Коэффициент трансформации	Режим работы
				п/ст. №3
1	+12	1,12	2,052
2	+10,5	1,105	2,033
3	+9	1,09	2,014
4	+7,5	1,075	1,995
5	+6	1,06	1,976
6	+4,5	1,045	1,957
7	+3	1,03	1,938
8	+1,5	1,015	1,919
9	0	1
10	-1,5	0,985	1,881
11	-3	0,97	1,862
12	-4,5	0,955	1,843
13	-6	0,94	1,824
14	-7,5	0,925	1,805
15	-9	0,91	1,786
16	-10,5	0,895	1,767	min,авар
17	-12	0,88	1,748	max

Подстанция №3

Максимальный режим

Минимальный режим

Аварийный режим



Заключение

В данной курсовой работе разработан расчет электрической сети с нагрузкой 139 МВт.

В курсовой работе из 6 предлагаемых вариантов сети при максимальных нагрузках по экономическим показателям выбраны I и IV варианты. Весь расчет сети проводился для данных вариантов. Выбраны силовые трансформаторы для каждой подстанции, выбраны сечения проводов, выполнено технико-экономическое сравнение двух выбранных вариантов. Кроме того определены напряжения на шинах, сделан выбор главной схемы подстанции.



Список используемой литературы

1. Дукенбаев К. «Энергетика Казахстана»

2. Боровиков В. А., Косарев В. К., Ходот Г. А. «Электрические сети энергетических систем»

3. Электротехнический справочник, книга 1, том 3, под общей редакцией Орлова И. Н., Энергоиздат, 2000г.

4. ПУЭ

Размещено на Allbest.ru

...