Учебная работа. Проект электрической сети с номиальным напряжением 110-220 кВт

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проект электрической сети с номиальным напряжением 110-220 кВт

Введение

основной задачей курсовой работы является разработка проекта электрической сети с номинальным напряжением 110-220 кВ, включающей 4 узла нагрузки, питающихся от подстанции энергосистемы, расположенной в пункте с координатами Х=0, Y=0.

В задании, приведенном в приложении А, указываются следующие исходные данные:

характеристики нагрузок электрической сети: активная мощность, потребляемая в максимальном и минимальном режимах, коэффициенты мощности нагрузок, состав нагрузок по категориям требуемой надежности электроснабжения;

координаты нагрузочных узлов в масштабе 1мм:1км.

В работе рассматриваются следующие основные разделы:

а) составление и выбор целесообразных вариантов схем электрической сети и выбор номинального напряжения;

б) предварительный расчет мощностей на участках сети;

в) выбор типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях;

г) выбор сечений проводов ВЛ;

д) расчет основных режимов работы электрической сети и определение их параметров.

1. Задание

1. Произвести приближенный электрический расчет сети с Uн=110 кВ

а. определить расчетную нагрузку каждого узла;

б. Составить и выбрать целесообразные варианты схем электрической сети;

в. найти распределения мощности по участкам;

г. Выбрать сечения проводов;

д. выбрать тип и мощность трансформатора.

. Произвести уточненный расчет режимов сети

а. рассчитать максимальный режим;

б. Рассчитать минимальный режим.

исходные данные:

1234х-15-553555у-45-252015

Климатический район — 3.

2. Определение расчетных нагрузок

В задании на курсовую работу приводятся значения максимальной активной мощности, величина коэффициента мощности нагрузок и отношение Рmin Pmax. Нормативный коэффициент мощности на шинах высокого напряжения подстанций принимается равным соsφн = 0.93, что соответствует tgφн=0.4.

Исходя из этого, необходимо предусмотреть на всех подстанциях установку компенсирующих устройств, мощность которых определяется по формуле

(2.1)

где — максимум нагрузки узла;

Реактивная мощность, потребляемая с шин низкого напряжения

(2.2)

где —

(2.3)

теперь находим расчетные реактивные нагрузки

По полученным данным можно записать полную мощность каждого узла:

2.1 Составление и выбор целесообразных вариантов схем электрической сети

Известно следующее месторасположение потребителей и источника питания А (рисунок 2.1), Во всех узлах имеются потребители I категории

Рисунок 2.1 — Месторасположение потребителей и источника питания

возможные варианты схем электрической сети.

Рисунок 2.2-вариант 1 рисунок 2.3-вариант 2

Предварительно составим таблицу

Таблица 2.1 — сравнение вариантов схем сети

№ ВариантаСуммарные длины ВЛ, км1 2347 289

Исходя из суммарной длины линии электропередачи целесообразно выбрать вариант 2 (рисунок 2.3).

3. Выбор сечения проводов

.1 Определение распределения мощности по участкам

Находим мощности в кольцевой схеме

Разрежем кольцо по источнику А, и получим схему с двумя источниками (Рисунок 3.1)

Рисунок 3.1

Найдем мощность на участке

(3.1)

где — — длины участков; — мощности соответствующих узлов.

Подставляем значения в (3.1):

Найдем мощность на участке

.

Найдем мощность на участке :

рисунок 3.2

Найдем мощность на участке

(3.2)

Подставляем значения в (3.2):

Найдем мощность на участке

.

Найдем мощность на участке :

3.2 Выбор сечения проводов

электрический сеть трансформатор провод

Токи на участках сети одноцепной линии определяются по формуле:

(3.3)

где — мощность на участке n-m; — номинальное напряжение.

Токи на участках сети двух-цепной линии определяются по формуле:

(3.4)

ток на участке А-1 равен

Ток на участке 1-2 равен

ток на участке 2- равен

Ток на участке A-3 равен

ток на участке 3-4 равен

Ток на участке 2- равен

По полученным данным выбираем провода и заносим их в таблицу:

Таблица 1.2

№ уч-каМарка проводаl, кмr0, Ом/кмx0, Ом/кмb0∙10-6 См/кмR+jX, ОмIдоп, АА-1АС-240/32480,120,4052,815,76+j19,446051-2АС-70/11450,420,442,5518,9+j19,8265А/-2АС-240/32600,120,4052,817,2+j24,3605A-3АС-240/32400,120,4052,814,8+j16,26053-4АС-95/16400,3060,4342,6112,24+j17,2330A/-4АС-240/32570,120,4052,816,84+j23605

4. Выбор трансформаторов для питающих узлов

Выбор числа трансформаторов (автотрансформаторов) зависит от требования надежности электроснабжения питающихся подстанций потребителей и является технико-экономической задачей. В проекте выбор числа и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях рассматривается с общих позиций и режимы их работы детально не прорабатываются.

Количество трансформаторов (автотрансформаторов), устанавливаемых на подстанциях всех категорий, принимается, как правило, не более двух.

При установке двух трансформаторов (автотрансформаторов) и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирается с учетом нагрузки трансформатора не более 70% суммарной максимальной нагрузки подстанций в номинальном режиме, и из условия покрытия нагрузки потребителей при выходе из работы одного трансформатора с учетом допустимой перегрузки до 40 %. Согласно ПУЭ /I/ трансформаторы в аварийных режимах допускают перегрузку до 140% на время максимума нагрузки не более 6 часов в течение 5 суток. таким образом, желаемая мощность трансформатора выбирается по выражению

(4.1)

после определения мощности трансформатора выбирается стандартный трансформатор большей номинальной мощности и проверяется его коэффициент загрузки

(4.2)

где n — число трансформаторов.

Трансформаторы и автотрансформаторы принимаются со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

Для узла №1:

выбираем трансформатор ТРДЦН — 63000/110

Для узла №2:

Выбираем трансформатор ТРДН — 25000/110

Для узла №3:

выбираем трансформатор ТРДН — 25000/110

Для узла №4:

Выбираем трансформатор ТРДН — 40000/110

полученные данные вносим в таблицу

Таблица 1.3

№ узла,

МВАТип трансформатора180,782хТРДЦН-63000/11010,5260594100,87220,64237,72хТДРН-25000/110-120271752,5455,90,75343,082хТДН-25000/110——0,864702хТРДН-40000/110-172362601,434,70,88

5. Уточненный расчет режимов сети

.1 максимальный режим

Расчет максимального режима в кольцевой сети

рисунок 5.1 — Схема кольцевой цепи в разрезе

Рассчитаем максимальный режим на участке А-1

Мощность поступающая на шины подстанции 1

(5.1)

где — , -активная и реактивная мощность узла; — постоянная составляющая потерь трансформатора; — переменная составляющая потерь трансформатора

(5.2)

где — активное сопротивление трансформатора;

(5.3)

где — реактивное сопротивление трансформатора.

Тогда

Мощность поступающая на шины подстанции 2

Тогда

Определим потоки мощности в кольцевой цепи

Мощность передаваемая от А к 1 равна:

(5.4)

Подставим значения в (5.4):

Мощность на участке 1-2 равна:

Мощность на участке А-2 равна:

рисунок 5.2 — Схема кольцевой цепи в разрезе

Мощность поступающая на шины подстанции 3

Тогда

Мощность поступающая на шины подстанции 4

Тогда

Определим потоки мощности в кольцевой цепи

Мощность передаваемая от А к 3 равна:

(5.5)

Подставим значения в (5.5):

Мощность на участке 3-4 равна:

Мощность на участке А-4 равна:

Находим потери напряжения в максимальном режиме.

Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=115кВ. Напряжения следующего узла равно

(5.6)

Найдем напряжение в узле 1

потеря напряжения в узле 1

Найдем напряжение в узле 2

потеря напряжения в узле 2

Найдем напряжение в узле 3

потеря напряжения в узле 3

Найдем напряжение в узле 4

потеря напряжения в узле 4

5.2Минимальный режим

Рисунок 5.3 — Схема кольцевой цепи в разрезе

Мощность поступающая на шины подстанции 1

(5.7)

Тогда

Мощность поступающая на шины подстанции 2

Тогда

Определим потоки мощности в кольцевой цепи

Мощность передаваемая от А к 1 равна:

(5.8)

Подставим значения в (5.8):

Мощность на участке 1-2 равна:

Мощность на участке А-2 равна:

рисунок 5.4 — Схема кольцевой цепи в разрезе

Мощность поступающая на шины подстанции 3

Тогда

Мощность поступающая на шины подстанции 4

Тогда

Определим потоки мощности в кольцевой цепи

Мощность передаваемая от А к 3 равна:

(5.9)

Подставим значения в (2.8):

Мощность на участке 3-4 равна:

Мощность на участке А-4 равна:

Находим потери напряжения в максимальном режиме.

Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=110кВ. Напряжения следующего узла равно

(5.10)

Найдем напряжение в узле 1

потеря напряжения в узле 1

Найдем напряжение в узле 2

потеря напряжения в узле 2

Найдем напряжение в узле 3

потеря напряжения в узле 3

Найдем напряжение в узле 4

потеря напряжения в узле 4

5.3Послеаварийный режим работы

Найдем мощность на участке А-2

Мощность на участке 1-2 равна

Находим потери напряжения в послеаварийном режиме.

Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=115кВ.

Найдем напряжение в узле 3

потеря напряжения в узле 2

Потеря напряжения в узле 1

Расчет курсовой работы завершен

Заключение

В данной курсовой работе нашей задачей была научиться проектировать и рассчитывать электрические сети. По заданию курсовой работы мы должны были сделать приближенный и уточненный расчеты электрической сети Uн=110 кВ.

В первой части курсовой работы мы определили расчетные нагрузки в каждом узле; выбрали целесообразную схему сети исходя из общей длины линий; нашли распределения мощности по участкам сети; выбрали сечения проводов и трансформаторы.

Во второй части курсовой работы мы рассчитали два режима работы электрической сети: максимальный и минимальный (60% от максимального). При максимальном режиме потери напряжения в узлах достигли 5%, а при минимальном до 1%

В результате выполненной курсовой работы можно сделать вывод, что при уменьшении нагрузки в сети снижаются потери мощности в линиях электропередач и напряжения в узлах.

список литературы

1. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. — М.: Энергоатомиздат, 1985.

. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материала для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. — М: Энергоатомиздат, 1989.

. Блок В.М. электрические сети и системы. — М.: Высшая школа 1986.

. Пособие по дипломному и курсовому проектированию для электроэнергетических специальностей /Под ред. В.М. Блока. — М.: Высшая школа, 1981.

Учебная работа. Проект электрической сети с номиальным напряжением 110-220 кВт