Разработка оптимального варианта электрической сети района нагрузок
Анализ расположения источников питания. Разработка вариантов схемы сети. Выбор основного оборудования. Схемы электрических соединений понижающих подстанций. Уточненный расчет потокораспределения. Определение удельных механических нагрузок и КПД сети.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.08.2013 |
Размер файла | 4,3 M |
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/
Введение
В данном курсовом проекте разрабатывается оптимальный вариант электрической сети района нагрузок. Данный район сети принадлежит ОЭС Сибири. Нагрузка распределена по трем категориям надежности. При этом необходимо обеспечить выполнение основных требований к ее построению, а именно:
- схема сети должна обеспечивать полный отпуск электроэнергии;
- схема должна обеспечивать необходимый уровень надежности электроснабжения;
- должно быть обеспечено нормируемое качество электроэнергии у потребителей;
- схема должна быть достаточно гибкой;
- конфигурация и параметры сети должны обеспечивать возможность ее дальнейшего развития;
- в схемах не должно быть слабо загруженных протяженных участков, а также обратных перетоков мощности;
- схема сети должна предусматривать применение типовых, унифицированных элементов ВЛ и ПС.
В процессе расчетов необходимо решить следующие задачи:
1. Определить загрузку элементов сети;
2. Выбрать сечение проводов и мощности трансформаторов и автотрансформаторов;
3. Оценить уровень напряжения в узлах сети и разработать мероприятия для поддержания напряжения в допустимых пределах;
4. Определить потери мощности и электроэнергии для оценки экономичности работы сети и эффективности способов снижения потерь;
5. Определить стоимость проекта и издержки на эксплуатацию оборудования.
1. Разработка и выбор оптимального варианта схемы электрической сети
1.1 Анализ расположения источников питания и нагрузок. Разработка вариантов схемы электрической сети
Курсовым проектом предусматривается электрическая сеть района нагрузок, представленная:
а) Подстанция А (ПС А) - подстанция электроэнергетической системы;
б) Подстанции ПС 1, ПС 2, ПС 3, ПС 4 - подстанции, на которых расположены потребители.
Анализ расположения источников питания и нагрузок на плане местности.
Рисунок 1.1 Схема расположения подстанций.
Варианты схем:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Рисунок 1.2. Варианты схем.
Оценка вариантов 1), 2), 3), 4), 5), 6) (см. рис. 1.2) проводится по относительной стоимости сооружения одноцепных и двухцепных ВЛ. Соотношение стоимостей сооружения этих линий принято, соответственно 1: 2.
Таблица 1.1 Примерный расчет стоимостей сооружения ЛЭП
Вариант схемы |
Одноцепные ВЛ, км |
Двухцепные ВЛ, км |
Протяженность ВЛ, км |
|
1 |
- |
195 |
390 |
|
2 |
- |
214,5 |
429 |
|
3 |
151,5 |
249 |
400,5 |
|
4 |
151,5 |
210 |
361,5 |
|
5 |
- |
205,5 |
411 |
|
6 |
151,5 |
231 |
382,5 |
Учитывая полученные результаты и предъявляемые требования к построению сетей, для дальнейшей разработки схемы электрической сети района и последующего сравнения вариантов приняты варианты 5) и 6). Варианты являются взаимозаменяемыми и обеспечивают одинаковый уровень надёжности энергоснабжения потребителей.
Вариант 1. Радиальная схема.
Вариант 2. Кольцевая схема.
1.2 Выбор основного оборудования. Определение приближенного баланса активных и реактивных мощностей района нагрузок
Выбор мощности и количества трансформаторов на подстанциях производится в зависимости от мощности потребителей и категорий надежности.
В задание указаны потребители всех категорий надежности, поэтому на подстанциях устанавливают по два трансформатора, номинальная мощность которых определяется по выражению:
Расчет мощности нагрузок на ПС-1
Расчет мощности нагрузок на ПС-2
Расчет мощности нагрузок на ПС-3
Расчет мощности нагрузок на ПС - 4
Определение приближенных балансов активной и реактивной мощностей.
Баланс активной мощности:
где -коэффициент одновременности, учитывающий несовпадение по времени максимумов нагрузок отдельных потребителей. Принимаем =0.9.
-максимальная активная мощность i-го потребителя
Баланс реактивной мощности:
Для него принимаем =1.1
- максимальная реактивная мощность i-го потребителя.
1.3 Выбор и обоснование номинальных напряжений питающих и распределительных электрических сетей. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов на подстанциях
Выбор номинальных напряжений ВЛ производится по формуле Г.А. Илларионова, с учетом длин линий и протекающим по ним мощностям в режиме максимальных нагрузок, а также исходя из технико-экономических соображений:
Uном=; для двухцепных линий;
Uном=; для одноцепных линий;
где - длина линии, км.
- передаваемая мощность, МBт.
Для радиальной схемы:
Для ВЛ ПСА - ПС1 L=48 км
UHА-1==89,9 кВ, принимаем кВ;
Для ВЛ ПСА - ПС2 L=67,5 км
кВ, принимаем кВ
Для ВЛ ПС2 - ПС3 L=40,5 км
UH2-3==53,78 кВ, принимаем кВ
Для ВЛ ПС2 - ПС4 L=49,5 км
UH2-4==67,7 кВ, принимаем кВ.
Для кольцевой схемы:
Напряжение на участках ПСА - ПС1, ПС1 - ПС2 останутся неизменными.
кВ, принимаем UHA-2=220 кВ;
кВ, принимаем UH2-1=110 кВ;
Для ВЛ ПС2 - ПС3 L=40,5 км
кВ, принимаем UH2-3=110 кВ;
Для ВЛ ПС2 - ПС4 L=49,5 км
кВ, принимаем UH2-4=110 кВ;
Исходя из вычислений принимаем UH3-4 =110кВ
Таким образом, принимаем номинальное напряжение кольца равное 110 кВ.
Выбор типа, числа и мощности трансформаторов на подстанциях:
Мощность трансформатора определяется приближённо по формуле
;
где - мощность потребителей подстанции.
МВА.
МВА,
МВА,
МВА,
ПС-1
МВА.
По [1] выбираем 2 трансформатора ТДН-25000/110;
Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:
.
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:
.
При , t = 6 часов, для трансформаторов с системой охлаждения Д по [4] имеем т.е. трансформатор полностью обеспечит электроснабжение потребителей в послеаварийном режиме т.к. условие выполняется.
ПС-2
МВА,
По [1] выбираем 2 трансформатора АТДЦТН-125000/220/110;
Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:
.
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:
.
Величина допустимых аварийных перегрузок К2доп проверяется по выражению:
При , t = 6 часов, для трансформаторов с системой охлаждения ДЦ по [4] имеем т.е. трансформатор полностью обеспечит электроснабжение потребителей в послеаварийном режиме т.к. условие выполняется.
ПС-3
МВА.
По [1]] выбираем 2 трансформатора ТДН-16000/110;
Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:
.
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:
.
При , t = 6 часов, для трансформаторов с системой охлаждения Д по [4] имеем ,т.е. условие выполняется.
ПС-4
МВА.
По [1] выбираем 2 трансформатора ТДН-25000/110
Коэффициент загрузки трансформатора в режиме максимальных нагрузок:
Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме:
При , t = 6 часов, для трансформаторов с системой охлаждения Д по [4] имеем ,т.е. условие выполняется.
Параметры выбранных трансформаторов приведены в таблице 2.
Таблица 1.2
1.4 Выбор схем электрических соединений понижающих подстанций
С учетом типов выбранных трансформаторов покажем принципиальные схемы сетей, соответственно для радиальной сети (Рис. 3 ) и сети с кольцевым участком (Рис. 4).
Рисунок 1.3. Принципиальная схема радиальной сети.
Рисунок 1.4. Принципиальная схема сети с кольцевым участком.
1.5 Расчет установившегося режима работы радиальной сети. Определение сечений и марок проводов линий электропередачи
Схема замещения для радиальной сети показана на рис.5.
Рисунок 1.5. Схема замещения радиальной сети.
Линия 2-3
Рисунок 1.6. Схема замещения линии и трансформатора ПС 3.
Мощность нагрузки на подстанции ПС3
Sн3=
Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:
SТ3''= Sн3=
Потери в трансформаторах:
?ST3=
Мощность на шинах ВН трансформаторов:
SТ3'= SТ3''+?ST3=
Мощность, подходящая к шинам 110 кВ подстанции ПС3, с учетом потерь ХХ трансформатора.
Выбор проводов линии 2-3
Определение тока, протекающего по линии:
jэк = 0.9 для алюминиевых неизолированных проводов по [1] табл. [3.12].
Тогда, сечение линии:
По условию «короны» для UH=110 кВ F›70 мм2
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 70/11.
Для АС - 70/11 из справочника:
r0=0.422 Ом/км; x0=0.444 Ом/км; b0=2.547 10-6 См/км; Iдоп=265 А
Проверка в послеаварийном режиме
Ток, протекающий в послеаварийном режиме будет в два раза больше максимального тока.
По условию сечение удовлетворяет.
Сопротивления и зарядная мощность линии составят:
Мощность в конце линии 2-3, с учетом зарядной мощности в конце линии.
Потери в линии определяются по следующим формулам:
?SЛ3=
Мощность в начале линии:
Мощность, отходящая от ПС 2 к ПС 3:
Линия № 2-4
Рисунок 1.7. Схема замещения линии и трансформатора ПС 4.
Мощность нагрузки на подстанции ПС4
Sн4=
Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:
SТ4''= Sн4=
Потери в трансформаторах будут равны:
?ST4=
Мощность на шинах ВН трансформаторов:
SТ4'= SТ4''+?ST4=
Мощность, подходящая к шинам 110 кВ подстанции ПС4, с учетом потерь ХХ трансформатора.
Выбор проводов линии 2-4
Ток, протекающий по линии:
jэк = 0.9 для алюминиевых неизолированных проводов по [1] табл. [3.12].
Тогда, сечение линии:
По условию «короны» для UH=110 кВ F›70 мм2
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки 70/11
Для АС - 70/11 из справочника:
r0=0,422 Ом/км; x0=0,444 Ом/км; b0=2,547 10-6 См/км; Iдоп=265 А
Проверка в послеаварийном режиме
Ток, протекающий в послеаварийном режиме будет в два раза больше максимального тока.
По условию сечение удовлетворяет.
Сопротивления и зарядная мощность линии составят:
Мощность в конце линии 2-4, с учетом зарядной мощности в конце линии.
Потери в линии будут равны:
?SЛ4=
С учетом потерь, мощность в начале линии будет найдена по формуле:
Мощность, отходящая от ПС 2 к ПС4:
Линия А-2
Рисунок 1.8. Схема замещения линии и автотрансформатора ПС 2.
Мощность нагрузки 110 кВ равна:
=
Мощность на шинах СН автотрансформатора определяется по следующей формуле:
Мощность на шинах НН автотрансформатора:
=
Мощность на шинах СН автотрансформатора подстанции ПС 2:
Sс''= =
Потери в обмотке СН автотрансформатора составят:
?SС=
Мощность в начале обмотки СН, с учетом потерь:
SС'= SС''+?SС=
Мощность на шинах НН автотрансформатора подстанции ПС 2:
SН''= =
Потери в обмотке НН автотрансформатора составят:
?SН=
Мощность в начале обмотки НН, с учетом потерь:
SН'= SН''+?SН =
Мощность в конце звена обмоток ВН трансформаторов подстанции ПС 2 будет складываться из мощностей обмоток СН и НН
SВ''= =
Потери в обмотке ВН автотрансформатора составят:
?SВ=
Мощность в начале обмотки ВН, с учетом потерь:
SВ'= SВ''+?SВ =
Мощность, подходящая к шинам 220 кВ подстанции ПС1, с учетом с учетом потерь ХХ трансформатора
Выбор проводов линии №А-2
Ток, протекающий по линии:
jэк = 0.9 для алюминиевых неизолированных проводов по [1] табл. [3.12].
Тогда, сечение линии:
По [1] табл. [3.9] выбираем провод марки АС - 240/32
Со следующими параметрами:
r0=0,118 Ом/км; x0=0,435 Ом/км; b0=2,60410-6 См/км; Iдоп=610А.
Проверка в послеаварийном режиме
Ток, протекающий в послеаварийном режиме будет в два раза больше максимального тока.
По условию сечение удовлетворяет.
Сопротивления и зарядная мощность линии составят:
Мощность в конце линии №2, с учетом зарядной мощности в конце линии.
Потери в линии:
?SЛ1=
С учетом потерь, мощность в начале линии будет найдена по формуле:
Мощность, отходящая от ПС А к узловой ПС 1:
Линия А-1
Рисунок 1.9. Схема замещения линии и трансформатора ПС 1.
Мощность нагрузки на подстанции ПС1
Sн1
Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:
SТ1''= Sн1=
Потери в трансформаторах:
?ST1=
Мощность на шинах ВН трансформаторов:
SТ1'= SТ1''+?ST1=
Мощность, подходящая к шинам 110 кВ подстанции ПС1, с учетом потерь ХХ трансформатора.
Выбор проводов линии А-1
Определение тока, протекающего по линии:
jэк = 0.9 для алюминиевых неизолированных проводов по [1] табл. [3.12].
Тогда, сечение линии:
По условию «короны» для UH=110 кВ F›70 мм2
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 120/19.
Для АС - 120/19 из справочника:
r0=0,244 Ом/км; x0=0,427 Ом/км; b0=2,658 10-6 См/км; Iдоп=390 А
Проверка в послеаварийном режиме
Ток, протекающий в послеаварийном режиме будет в два раза больше максимального тока.
По условию сечение удовлетворяет.
Сопротивления и зарядная мощность линии составят:
Мощность в конце линии №1, с учетом зарядной мощности в конце линии.
Потери в линии определяются по следующим формулам:
?SЛ1=
Мощность в начале линии:
Мощность, отходящая от ПС 2 к ПС 3:
Удельные параметры проводов сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3.
Марка провода |
Допустимый длительный ток, А |
Сечение, мм2 |
r0, Ом/км, при 20 С |
Х0, Ом/км |
b0, 10-6 См/км |
||
алюминия |
cтали |
||||||
АС 70/11 АС 120/19 AC 240/32 |
265 390 610 |
68 118 238,7 |
11,3 18,8 20 |
0,422 0,244 0,118 |
0,444 0,427 0,435 |
2,547 2,658 2,604 |
Значения сопротивлений и зарядной мощности участков, сведены в таблицу 1.4
Таблица 1.4.
Участок |
Длина, км |
Марка провода |
R, Ом |
Х, Ом |
Qc, Мвар |
|
А-1 А-2 2-3 2-4 |
96 135 81 99 |
AC 120/19 АС 240/32 АС 70/11 АС 70/11 |
11,7 7,97 17,09 20,89 |
20,49 29,36 17,98 21,98 |
1,54 8,5 1,25 1,53 |
Баланс мощности.
Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС 1:
Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС 3:
Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС 4:
Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС 2:
Сумма мощностей нагрузок и мощностей потерь равна мощности, передаваемой с подстанции ПС А.
1.6 Определение расчетных нагрузок сети. Определение сечений и марок проводов линий электропередачи кольцевой схемы сети
Рисунок 1.10.Схема замещения для схемы с кольцевым участком сети.
схема сеть электрический подстанция
Для кольцевой схемы необходимо пересчитать мощности, передаваемые по линиям l24, l43,l32.
Представим кольцевую сеть в виде линии с двухсторонним питанием. Допустим, что сечения линий одинаковы.
Рисунок 1.11. Схема кольцевой линии в виде с двухсторонним питанием.
Мощность равна мощности, подходящей к шинам подстанции ПС 3:
Мощность равна мощности, подходящей к шинам подстанции ПС 4:
Мощность, протекающая по линии 24 будет определяться по формуле:
Мощность, в линии 23 будет равна:
Мощность в линии 4-3 будет равна разности между мощностями S23 и S3:
Проверка:
Сумма мощностей, протекающих по линиям, равна сумме мощностей на шинах подстанций, значит мощности определены верно.
Расчет сечения проводов ЛЭП кольцевой сети.
УЧАСТОК 2-3
Ток, протекающий по линии в нормальном режиме
Сечение линии будет равно:
где jЭК=0.9 А/мм2 -экономическая плотность тока.
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 120/19
Со следующими параметрами:
r0=0,244 Ом/км; x0=0,427 Ом/км; b0=2,65810-6 См/км; Iдоп=390А.
Проверка в послеаварийном режиме:
Для проверки по нагреву отключаем линию 2-4. Сечение линий 2-3 должно выдерживать суммарную мощность ПС4 и ПС 3, протекающую по проводам ЛЭП.
Рисунок 1.12. Схема для проверки сечений проводов линий 2-3 .
Проверяем это условие.
Условию сечение удовлетворяет.
УЧАСТОК 2-4
Ток, протекающий по линии в нормальном режиме
Сечение линии
где jЭК=0.9 А/мм2 -экономическая плотность тока.
По условию «короны» для UH=110 кВ F›70 мм2 . По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 120/19 со следующими параметрами:
r0=0,244 Ом/км;
x0=0,427 Ом/км;
b0=2,65810-6 См/км;
Iдоп=390А.
Проверка в послеаварийном режиме:
Для проверки по нагреву отключаем линию 2-3. Сечение линии 2-4 должно выдерживать суммарную мощность ПС4 и ПС 3, протекающую по проводам ЛЭП.
Рисунок 1.12. Схема для проверки сечений проводов линий 2-4 и 4-3.
Проверяем сечение по нагреву.
Условию сечение удовлетворяет.
УЧАСТОК 4-3
Ток, протекающий по линии в нормальном режиме
Сечение линии
где jЭК=0.9 А/мм2 -экономическая плотность тока.
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 70/11
Со следующими параметрами:
r0=0.422/км; x0=0.444м/км; b0=2.547.10-6 См/км; Iдоп=265А.
Проверка в послеаварийном режиме:
Проверяем сечение по нагреву.
Условию сечение удовлетворяет.
Таблица 1.5 Удельные параметры проводов.
Марка провода |
Допустимый длительный ток, А |
Сечение, мм2 |
r0, Ом/км, при 20 С |
Х0, Ом/км |
b0, 10-6 См/км |
||
алюминия |
стали |
||||||
АС 70/11 АС 120/19 |
265 390 |
68 117 |
11.3 14 |
0.422 0.244 |
0.444 0.427 |
2.547 2.658 |
Таблица 1.6 Значения сопротивлений и зарядной мощности участков
Участок |
Длина, км |
Марка провода |
R, Ом |
Х, Ом |
Qc, Мвар |
|
2-4 4-3 2-3 |
49.5 61.5 40.5 |
АС 120/19 АС - 70/11 АС-120/19 |
9.9 26 12 |
17.3 27.3 21 |
1.3 1.9 1.6 |
1.7 Уточнённый расчет потокораспределения с учетом фактических значений сопротивлений участков, а также величин зарядной мощности ЛЭП
Потери рассчитываются по потоку мощности в конце элемента.
Для нахождения мощностей кольцевой схемы, разбиваем замкнутую сеть по источнику питания, представляя её как сеть с двухсторонним питанием с напряжением в пунктах питания совпадающим по величине и по фазе.
Рисунок 1.13. Схема для расчета потоков мощности.
Для удобства расчета пересчитаем схему и определим полные сопротивления линий:
Мощность, протекающая по линии 2-4 составит:
Мощность, протекающая в линии 2-3 равна:
Мощность в линии 4-3 будет равна разности мощностей Sр23 и Sр3:
Проверка:
Баланс мощностей сходится, следовательно мощности посчитаны правильно.
Расчет потокораспределения с учетом потерь мощности.
Рисунок 1.14. Схема для расчета потокораспределения с учетом потерь мощности.
Потери в линии 4-3:
Мощность в конце линии 2-4 с учетом потерь и мощности нагрузки:
Потери в линии 2-4:
Мощность в начале линии 2-4 с учетом потерь:
Мощность в конце линии 2-3 с учетом потерь и мощности нагрузки:
Потери в линии 2-3:
Мощность в начале линии 2-3 с учетом потерь:
Мощность в конце линии А-2 будет складываться из мощностей и ,а так же из зарядных мощностей линий:
Линия А-2.
Рисунок 1.15. Схема замещения линии и автотрансформатора ПС 2.
Мощность со стороны низшего напряжения автотрансформатора не изменится:
Определим мощность на шинах СН автотрансформатора
Мощность в конце звена обмоток СН трансформаторов подстанции ПС2.
Потери в обмотке СН автотрансформатора составят:
?SС=
Мощность в начале обмотки СН, с учетом потерь:
SС'= SС''+?SС=
Мощность на шинах НН автотрансформатора подстанции ПС 2:
SН''= =
Потери в обмотке НН автотрансформатора составят:
?SН=
Мощность в начале обмотки НН, с учетом потерь:
SН'= SН''+?SН =
Мощность в конце звена обмоток ВН трансформаторов подстанции ПС 2 будет складываться из мощностей обмоток СН и НН.
SВ''= =
Потери в обмотке ВН автотрансформатора составят:
?SВ=
Мощность в начале обмотки ВН, с учетом потерь:
Выбор проводов линии А-2
Ток, протекающий по линии:
jэк = 0.9 для алюминиевых неизолированных проводов по [1] табл. [3.12].
Тогда, сечение линии:
По [1] табл. [3.8] выбираем провод марки АС - 240/32
Со следующими параметрами:
r0=0.118 Ом/км; x0=0.435 Ом/км; b0=2.60410-6 См/км; Iдоп=610А.
Проверка в послеаварийном режиме
Ток, протекающий в послеаварийном режиме будет в два раза больше максимального тока.
По условию сечение удовлетворяет.
Сопротивления и зарядная мощность линии составят:
Мощность в конце линии №1, с учетом зарядной мощности в конце линии.
Потери в линии:
?SЛ1=
С учетом потерь, мощность в начале линии будет найдена по формуле:
Мощность, отходящая от ПС А к узловой ПС 1:
Баланс мощности:
Потери мощности в трансформаторах:
Потери мощности в линиях:
Нагрузка:
Сумма мощностей нагрузок и мощностей потерь равна мощности, передаваемой с подстанции ПС А.
1.8 Выбор электрических соединений РУ ПС и опор линий электропередач
Схема выбирается таким образом, чтобы было обеспечено надежное бесперебойное питание потребителей во всех режимах работы, а именно: нормальном, послеаварийном и ремонтном.
Схема должна обеспечивать надежность транзита мощности через подстанцию в нормальном, ремонтном и послеаварийном режиме в соответствии с его значением для рассматриваемого участка сети.
Схема должна быть экономичной, простой в эксплуатации и обеспечивать, средствами релейной защиты и автоматики, защиту оборудования и восстановление питания потребителей в послеаварийном режиме.
Схема должна предусматривать развитие сети без длительных работ по реконструкции и перерыва в питании потребителя.
Число одновременно срабатывающих выключателей в пределах одного РУ должно быть не более двух при повреждении линии и не более четырех при повреждении трансформатора.
Выбранные схемы представлены в рис. №17,18(для радиальной схемы и схемы с кольцевым участком сети).
Рисунок 1.16. Схема распределительных устройств для радиально-магистральной сети
Рисунок 1.18. Схема распределительных устройств для радиальной сети с кольцевым участком
Таблица 1.7. Распределительные устройства подстанций.
Вариант |
№ ПС |
Напряжение, кВ |
|||
220 |
110 |
10 |
|||
Радиальная схема |
1 |
- |
4Н - Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
|
2 |
7 четырёхугольник |
9Н - Одна секционированная система шин с подключением трансформаторов через развилку из двух выключателей |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
||
3 |
- |
4Н - Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
||
4 |
- |
4Н - Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
||
Кольцевая схема |
1 |
- |
4Н - Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
|
2 |
7 четырёхугольник |
9Н - Одна секционированная система шин с подключением трансформаторов через развилку из двух выключателей |
Одна одиночная секционированная выключателем система шин |
||
3 |
- |
5АН - Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов |
Одна секционированная выключателем система шин |
||
4 |
- |
5АН - Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов |
Одна секционированная выключателем система шин |
Выбор опор линий электропередач.
По [2] выбираем для линии с UH=220 кВ (для радиальной и кольцевой схемы) опоры стальные, двухцепные. Для радиальной схемы линии с UH=110 кВ - опоры железобетонные двухцепные.
В схеме с кольцевым участком, для линий, входящих в кольцо выбираем опоры железобетонные одноцепные.
1.9 Выбор варианта электрической сети на основе технико-экономических расчётов
Для проведения технико-экономических расчетов будем использовать метод дисконтированных затрат. Дисконтированные затраты - это затраты на сооружение сети, приведенные к началу сооружения вариантов сети и начала инвестирования.
Для определения затрат одинаковые элементы разных схем не учитываются.
1) Определение капиталовложений.
=65 =1.5
Капиталовложения в линии электропередач для радиальной схемы:
Капиталовложения в линии электропередач для схемы с кольцевым участком:
Капиталовложения в подстанции для радиальной схемы:
Капиталовложения в подстанции для схемы с кольцевым участком:
2) Определение издержек.
а) Издержки на техническое обслуживание и ремонт
Издержки на техническое обслуживание и ремонт для радиальной схемы:
Издержки на техническое обслуживание и ремонт схемы с кольцевым участком:
б) Издержки на потерю электроэнергии:
Издержки на возмещение потерь электроэнергии для радиальной схемы:
Время использования максимальной полной мощности:
Время максимальных потерь:
Потери активной мощности в линиях:
Потери энергии в линии:
Цена на электроэнергию приводиться в задании к курсовому проекту:
Издержки на возмещение потерь электроэнергии составят:
Суммарные издержки для радиальной сети будут равны:
Издержки на возмещение потерь электроэнергии схемы с кольцевым участком:
Потери активной мощности линий, входящих в «кольцо»:
Потери энергии в кольцевом участке:
Издержки на возмещение потерь электроэнергии составят:
Суммарные издержки для схемы с кольцевым участком будут равны:
Дисконтированные затраты определяются следующей формулой:
Таблица 1.8. Расчет дисконтированных затрат.
t |
dt |
Иdt(рад) |
Иdt(кол) |
|
1 |
0,877 |
4382 |
4685 |
|
2 |
0,769 |
3842 |
4108 |
|
3 |
0,675 |
3373 |
3606 |
|
4 |
0,592 |
2958 |
3162 |
|
5 |
0,519 |
2593 |
2772 |
|
Итого |
17147 |
18333 |
При сопоставлении вариантов отличие составляет более 5%. Принимаем к расчету вариант радиальной схемы электрической сети.
2. Расчет установившихся режимов на ПЭВМ. Выбор средств регулирования
2.1 Расчет установившихся режимов и регулирование напряжения в сети
Расчеты режимов электрических сетей выполняются для определения:
загрузки элементов сети, соответствия пропускной способности сети ожидаемым потокам мощности;
сечений проводов и кабелей и мощностей трансформаторов и автотрансформаторов;
уровня напряжений в узлах и элементах сети и мероприятий, обеспечивающих поддержание напряжения в допустимых пределах: потерь мощности и электроэнергии для оценки экономичности работы сети и эффективности способов снижения потерь;
уровня токов КЗ, соответствия существующей или намечаемой к установке аппаратуры ожидаемым токам КЗ, мероприятий по ограничению токов КЗ;
пропускной способности сети по условиям устойчивости;
интегральных показателей условий работы сети в целом за длительный период - передаваемой энергии, средних значений отдельных параметров режима (напряжения в узлах, нагрузки трансформаторов, плотности тока в линиях электропередач и т.п.) или диапазона изменения значения какого-либо параметра для расчетных элементов сети и др.
Соответственно, выбираем следующие расчетные режимы:
1. Режим максимальных нагрузок.
2. Режим минимальных нагрузок.
3. Послеаварийный режим: отключение одной цепи ВЛ 220 кВ.
4. Послеаварийный режим: отключение одного автотрансформатора на узловой подстанции ПС 2.
5. Послеаварийный режим: отключение одной цепи самой нагруженной потребительской линии, ведущей к подстанции ПС 2.
Режимы максимальных и минимальных нагрузок используем для выявления наибольших значений расчетных длительных потоков мощности.
Для выявления максимальных значений нерегулярных потоков мощности рассматриваем послеаварийные режимы.
Согласно ГОСТ 13109-97, в процессе эксплуатации необходимо обеспечивать качество электрической энергии, т.е. поддерживать напряжение на шинах всех электроприемников в заданных пределах. Выполнение этого условия будем обеспечивать с помощью устройств регулирования напряжения, а именно: устройств РПН в обмотках трансформаторов и применением линейных регулировочных трансформаторов.
Устройство РПН обеспечивает суточное регулирование напряжения на подстанциях. Изменение коэффициента трансформации в этом случае осуществляется переключением ответвлений без отключения трансформатора. Диапазон регулирования у РПН значительно больше чем у ПБВ, за счет увеличения числа регулировочных ответвлений. Ступень же изменения коэффициента трансформации меньше, что позволяет плавно производить регулирование.
Для поддержания необходимого в режимах максимальных и минимальных нагрузок установим компенсирующие устройства на шинах НН ПС-2. В качестве компенсирующего устройства выбираем синхронные компенсаторы, которые являются регулируемыми и могут потреблять и генерировать реактивную мощность.
Для режима максимальных нагрузок:
Мощность потребляемая с шин ПС-А без компенсации реактивной мощности согласно расчетам (приложение 1):
Мощность потребляемая с шин ПС=А при компенсации на шинах СН ПС-2 (110 кВ) мощности 62,3 Мвар:
Построение графика в режиме максимальных нагрузок:
допустимый уровень
Рисунок 2.1 График определения мощности КУ в режиме максимальных нагрузок.
Получаем мощность генерации КУ в режиме максимальных нагрузок 4 Мвар.
Для режима минимальных нагрузок:
Мощность потребляемая с шин ПС-А без компенсации реактивной мощности согласно расчетам (приложение 1):
Мощность потребляемая с шин ПС=А при компенсации на шинах СН ПС-2 (110 кВ) мощности 62,3 Мвар:
Построение графика в режиме минимальных нагрузок: допустимый уровень
Рисунок 2.2 График определения мощности КУ в режиме минимальных нагрузок.
Получаем мощность генерации КУ в режиме минимальных нагрузок 18 Мвар.
По ПУЭ, в режиме максимальных нагрузок, на шинах подстанций необходимо поддерживать напряжение , а в режиме минимальных нагрузок -
Таким образом, стремимся обеспечить уровень напряжения:
в режиме максимальных нагрузок и послеаварийных режимах - =1.06; в режиме минимальных нагрузок - =1.01.
При проведении моделирования установившихся режимов электрической сети района нагрузок были рассчитаны режимы максимальных, минимальных нагрузок, а также три послеаварийных режима.
Результаты расчетов по регулированию напряжения для каждого режима представлены в виде таблицы и на принципиальных схемах сети.
Таблица 2.1. Результаты расчетов по регулированию напряжения для подстанций.
Режим |
ПС 1 |
ПС 2 (АТ) |
ПС 3 |
ПС 4 |
ЛР |
ПС 2 (АТ) СН |
|||||
Режим максимальных нагрузок |
10.5 |
-4 |
10.6 |
1 |
10.5 |
1 |
10.5 |
-1 |
+4 |
115 |
|
Режим минимальных нагрузок |
10.1 |
0 |
10.1 |
-2 |
10.1 |
1 |
10.0 |
1 |
0 |
110 |
|
Отключение одной цепи ЛЭП А-2 |
10.5 |
-4 |
10.5 |
+2 |
10.5 |
0 |
10.5 |
-1 |
+5 |
115 |
|
Отключение одного автотрансформатора |
10.5 |
-4 |
10.6 |
+2 |
10.5 |
1 |
10.5 |
0 |
+6 |
115 |
|
Отключение одной цепи ЛЭП 2-3 |
10.5 |
-4 |
10.5 |
1 |
10.5 |
1 |
10.5 |
-4 |
+3 |
115 |
Для обеспечения требуемых уровней напряжения на шинах 10 кВ ПС-2 с автотрансформаторами выбираем линейный регулировочный трансформатор (ЛР). Номинальная (проходная) мощность его выбирается по пропускной способности обмотки НН автотрансформатора или по нагрузке этой обмотки. Применяем ЛТМН-40000 с диапазоном регулирования равным 15 %, что делает его весьма эффективным техническим средством регулирования напряжения. ЛР обеспечивает лишь продольное регулирование напряжения.
2.2 Анализ результатов расчетов режимов
Результаты расчета режимов приведены ниже. На схеме показаны уровни напряжения в узлах сети, потоки активной и реактивной мощностей в ветвях, загрузка линий и трансформаторов (коэффициенты загрузки), потери мощности в элементах сети, а также токи, протекающие по каждому элементу сети.
Анализ результатов расчета УР включает оценку уровней напряжения в рассматриваемом режиме, загрузки ВЛ и трансформаторов, величины потерь активной мощности в сети, а также значения коэффициента реактивной мощности (tgц) на шинах ПС А.
Уровни напряжения у потребителей (на шинах 10кВ ПС) удовлетворяют требованиям встречного регулирования. Уровни напряжения на шинах ПС 10 и 110 кВ не превышают номинальных значений более чем на 15%, что удовлетворяет условиям работы изоляции.
Минимальные значения напряжения в этих сетях не нормируются, а определяются целым рядом факторов (условиями регулирования напряжения, потерями энергии, условиями статической устойчивости станций и нагрузок и т.п.). Приближенно можно считать, что минимальные значения напряжения не должны быть ниже 0.9 Uном сети. Полученные значения напряжений удовлетворяют этому условию.
Для всех ВЛ выполняется условие Iдоп ? Iр,
Где Iдоп-допустимый ток провода ВЛ,
Iр -ток линий, определенный в результате расчета УР сети.
Программа «Энергия» позволяет автоматически выявить ВЛ, которые перегружены по току.
Загрузка трансформаторов оценивается по коэффициентам загрузки, которые должны соответствовать ГОСТ.
2.3 Составление и анализ баланса активной и реактивной мощностей
УР электрических сетей характеризуется балансам активных и реактивных мощностей. Уравнения баланса мощностей устанавливают соотношения между генерацией и потреблением мощностей.
Уравнение баланса активной мощности электрической сети может быть представлено в виде выражения
Д
Где -активная мощность, потребляемая районом нагрузок с шин ПСА( в расчетах УР на ПК-мощность БУ);
-суммарная активная мощность потребителей района ( на шинах 10 и 110кВ);
-суммарные переменные потери активной мощности в сети (постоянные потери активной мощности на корону и холостой ход можно не учитывать в связи с их относительно небольшими величинами).
Расчет УР выполняется с заданной точностью по мощности, которая составляет обычно 1 МВт. Реальная величина небаланса (невязки) уравнения дР определяется по выражению:
,
Где величины принимаются по результатам расчета УР, а величина -по исходным данным или по сводным результатам расчета УР.
Составляющие уравнения баланса определяются для режимов максимальных и минимальных нагрузок электрической сети при работающем КУ и представлены в таблице 2.2.
Определение составляющих уравнения баланса активных мощностей в процентах производится по выражению:
;
Таблица 2.2
№ |
Название составляющей уравнения баланса |
Величины составляющих в режимах |
||||
Максимальные нагрузки |
Минимальные нагрузки |
|||||
МВт |
% |
МВт |
% |
|||
1 |
Суммарная нагрузка потребителей |
149 |
97,96 |
88 |
98,43 |
|
2 |
Потери мощности |
3,88 |
2,55 |
1,04 |
1,16 |
|
3 |
Суммарная мощность ,потребляемая районом нагрузки с шин ПСА |
152,1 |
100 |
89,4 |
100 |
|
4 |
Невязка (небаланс) уравнения баланса активной мощности |
-0,78 |
-0,51 |
0,36 |
0,41 |
Уравнение баланса реактивной мощности электрической сети может быть представлено в виде:
Где -суммарная реактивная мощность, потребляемая с шин ПСА (мощность БУ)
-суммарная реактивная нагрузка потребителей района,
-зарядная мощность электрической сети,
-потери реактивной мощности суммарные, переменные, сети
-мощность компенсирующих устройств (потребление или генерация).
Все составляющие уравнения относятся к одному и тому же режиму работы электрической сети (режимы максимальной и минимальной нагрузок) и, за исключением величины зарядной мощности , определяются в ходе расчетов установившихся режимов работы сети с помощью программного комплекса «Энергия».
Реальная величина небаланса определяется по выражению
где величины принимаются по результатам расчета УР, а величина Q-по исходным данным или сводным показателям результатов расчета УР на ПК
Таблица 2.3
№ |
Название составляющей уравнения баланса |
Величины составляющих в режимах |
||||
Максимальные нагрузки |
Минимальные нагрузки |
|||||
Мвар |
% |
Мвар |
% |
|||
1 |
Суммарная нагрузка потребителей |
57,85 |
92,9 |
36,96 |
177,2 |
|
2 |
Потери мощности |
24,4 |
41,56 |
7,59 |
36,4 |
|
3 |
Суммарная мощность ,потребляемая районом нагрузки с шин ПСА |
58,7 |
100 |
20,86 |
100 |
|
4 |
Суммарная зарядная мощность линий |
25,08 |
40,6 |
25,08 |
113,8 |
|
5 |
Мощность КУ |
3 |
5,1 |
20 |
95,8 |
|
6 |
Невязка (небаланс) уравнения баланса активной мощности |
4,53 |
11,24 |
21,39 |
95,2 |
Таким образом, баланс сходится как по активной, так и по реактивной мощности при минимальных и максимальных нагрузках сети.
3. Механический расчет проводов ЛЭП и проверка основных габаритов выбранной типовой опоры
Механический расчет проводов проводится с целью обеспечения в них нормативных запасов прочности и определение величин стрел провеса при работе линии в различных климатических условиях.
1. Исходные данные:
Воздушная ЛЭП напряжением 220 кВ на промежуточных опорах 1П220-2 (двухцепная);
Район по гололеду - 2;
Район по скоростному напору ветра - 3;
Длина пролета - 530-360 м; (табл. П.2.20 [3 ]);
Провод марки АС - 240/32
Наименьшая температура воздуха Vн = -30?C;
Наибольшая температура воздуха Vнб = 21?C;
Среднегодовая (эксплуатационная) температура воздуха Vэ = -12?С.
2. Расчетные климатические условия:
Нормативное ветровое давление определяем по [2, табл. 2.5.1] - W = 650 Па;
Расчетная толщина стеки гололеда b = 15 мм [2, табл. 2.5.3];
Тип местности - В.
3.1 Определение удельных механических нагрузок проводов
Технические характеристики провода АС - 240/32:
Сечение: - алюминиевой части провода;
- стальной части провода;
- расчетное сечение провода.
Отношение сечения алюминия части провода к сечению стальной части
.
Удельная масса провода - .
Диаметр провода -
Допустимые напряжения в материале комбинированного провода по [2, табл. 2.5.7]:
; ; ;
где , , - соответственно, допускаемые механические напряжения в материале провода в режимах низшей и среднегодовой температур и наибольшей механической нагрузки.
По [2, табл. 2.5.8] определяем:
модуль упругости - ;
температурный коэффициент линейного удлинения - .
Нагрузка от действия массы провода:
Нагрузка от действия гололеда:
где: с = 0.9 г/см3 - плотность льда;
g = 9.8 м/с2 - ускорение свободного падения;
Кг - коэффициент надежности по гололедной нагрузке, для 2-го района по гололеду равен 1.3;
Кр = 0.5 - коэффициент условий работы.
Нагрузка от действия массы провода и гололеда:
Нагрузка от действия ветра на провод, свободный от гололеда:
;
где: - коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по длине пролета ВЛ, принимаем равным 0.7 (по табл. 1.17 [3]);
- коэффициент лобового сопротивления. Для проводов диаметром менее 20 мм (по [3]);
Кl - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку. При длине пролета 360 м равен 1.0;
KW - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности. По табл. 2.5.2. [2] принимаем 0.65.
Нагрузка от действия ветра на провод, покрытый гололедом:
Результирующая нагрузка, действующая на провод, свободный от гололеда:
Результирующая нагрузка на провод, покрытый гололедом:
3.2 Расчет критических пролётов и определение исходного режима для расчета проводов
В процессе расчета проводов должен быть определен исходный режим, т.е. наиболее тяжелый режим работы проводов ВЛ, при котором в металле возникнут наибольшие механические напряжения. В качестве исходного режима должен быть выбран один из следующих режимов:
- низшей температуры;
- среднегодовой температуры;
- наибольших механических нагрузок.
Исходный режим определяется путем сопоставления величины расчетного пролета ВЛ со значениями критических пролетов, определяемых для комбинированных проводов.
где: - коэффициент температурного упругого удлинения комбинированного провода,
;
, , - низшая температура, температура, соответствующая режиму гололеда или режиму наибольшей механической нагрузки (принимается равной -5?С) и среднегодовая температура;
При мнимом , и исходным режимом будет являться режим наибольшей механической нагрузки ()
; ; .
3.3 Определение напряжений в материале проводов и максимальной стрелы провеса проводов
По основному уравнению состояния, определив исходный режим для расчета, можно рассчитать величину напряжения в любом другом режиме работы ВЛ:
;
где: , , - соответственно допускаемое напряжение, удельная механическая нагрузка и температура в исходном режиме;
, , - напряжение, удельная механическая нагрузка и температура в расчетном режиме.
Определяем максимальную стрелу провеса провода, которая может возникнуть на ВЛ в одном из двух расчетных режимов работы:
- в режиме наибольшей температуры ();
- в режиме гололеда без ветра ().
Решение основного уравнения состояния провода для этих двух режимов работы ВЛ дает значения напряжений в металле провода.
Режим наибольшей температуры.
.
Определяем стрелу провеса в режиме наибольшей температуры:
Режим гололеда без ветра:
;
Определяем стрелу провеса в режиме гололеда без ветра:
Расчетной стрелой провеса является .
3.4 Проверка габаритов типовой опоры
Расчетная высота опоры до нижней траверсы:
где: - допустимый габарит приближения провода к земле. По табл. 2.5.22 [2] получаем 8 метров;
= 2.135 м - длина гирлянды изоляторов, определяем по табл. П.2.21 [3].
Стандартная высота до нижней траверсы опоры 1.2ПCБ - 220-1 26 метров. Опора соответствует расчетным условиям.
4. Определение технико-экономических показателей электрической сети
4.1 Определение стоимости сооружения сети.
Капиталовложения в линии:
,
где - зональный поправочный коэффициент
- стоимость сооружения 1 км ВЛ в зависимости от напряжения и сечения провода с учетом конструкций, материала опор и района по гололёду [1], - длина ВЛ, км, 6,3 ? коэффициент дефляции, приводящий цены 2000 г. к ценам 2012 г.
Капитальные вложения в ЛЭП сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Капитальные вложения в ВЛ
Линия |
Uном, кВ |
Район ОЭС |
Марка провода |
Кол-во цепей |
Тип опор |
Длина линии, км |
Стоимость, тыс.руб |
||
1 км* |
Всего** |
||||||||
ВЛ А-2 |
220 |
Сибирь |
АС 240/32 |
2 |
сталь |
67,5 |
2195 |
933423,75 |
|
ВЛ А-1 |
110 |
Сибирь |
АС 120/19 |
2 |
ж/б |
48 |
1150 |
347760 |
|
ВЛ 2-3 |
110 |
Сибирь |
АС 70/11 |
2 |
ж/б |
40,5 |
1150 |
293422,5 |
|
ВЛ 2-4 |
110 |
Сибирь |
АС 70/11 |
2 |
ж/б |
49,5 |
1150 |
358627,5 |
|
Всего: |
1933233,75 |
* Стоимость сооружения 1 км воздушной линии приведена по данным 2000 г. по табл. 7.4 , [1].
** Общая стоимость приближенно приведена к ценам 2012 г.
Капиталовложения в подстанции:
,
где - капиталовложения в распределительные устройства высшего, среднего и низшего напряжения[1],
- постоянная часть затрат [1],
- стоимость трансформаторов [1],
- стоимость линейных регулировочных трансформаторов [1].
Если число выключателей на РУ больше трёх, то:
,
где - стоимость ячейки ОРУ с выключателем [1], - число ячеек.
Капитальные вложения в ПС сведены в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 Капитальные вложения в ПС
Наименование и тип элементов ПС |
Количество выключателей и тр-ров |
Стоимость, тыс.руб |
||
Единицы* |
Всего** |
|||
ПС А 1. РУВН 220 кВ 2. РУВН 110 кВ |
2 2 |
12500 7000 |
157500 88200 |
|
ПС 2 1. РУВН 2. РУСН 3. РУНН 4. Трансформатор АТДЦТН- 63000/220/110 5. Трансформатор ЛТДН-40000/10 6. Постоянная часть затрат 7. СК КСВБ-50-11 |
4 10 5 2 2 2 |
12500 7000 160 22900 7000 62000 37500 |
315000 441000 70560 288540 88200 390600 472500 |
|
ПС 1 1. РУВН 2. РУНН 3. Трансформатор ТДН- 25000/110 4.Постоянная часть затрат |
2 3 2 |
7000 160 7100 7000 |
88200 30240 89460 441000 |
|
ПС 3 1. РУВН 2. РУНН 3. Трансформатор ТДН-16000/110 4. Постоянная часть затрат |
2 3 2 |
7000 160 5900 7000 |
88200 30240 74340 441000 |
|
ПС 4 1. РУВН 2. РУНН 3. Трансформатор ТДЦ-21000/110 4. Постоянная часть затрат |
2 3 2 - |
7000 160 7100 7000 |
88200 30240 89460 441000 |
|
Всего: |
4243680 |
* Стоимость элементов ПС приведена по данным 2000 г. по табл. 7.15, 7.16, 7.17, 7.21, 7.28, [1].
** Общая стоимость приближенно приведена к ценам 2012 г..
Суммарные капитальные вложения в сеть:
4.2 Определение ежегодных эксплуатационных расходов
Ежегодные издержки на ремонт и обслуживание электрической сети:
.
,
где - ежегодные издержки на ремонты и обслуживание элементов электрической сети, % капитальных затрат, выбираемые по табл. 6.2. [1],
- составляющие стоимости оборудования по ВЛ и ПС, выбираемые по табл. 7.4. [1],
средневзвешенное время максимальных потерь для всей сети в течении года,
,
Определим издержки на возмещение потерь энергии в сети:
.
Определим ежегодные эксплуатационные расходы:
.
4.3 Определение коэффициента полезного действия сети в режиме максимальных нагрузок и средневзвешенного за год
Максимальный КПД сети:
,
.
Средневзвешенный КПД сети:
,
,
-
- суммарная энергия, потребляемая потребителем за год.
.
4.5 Расчёт себестоимости передачи и распределения электроэнергии
Определение стоимости 1 кВтч электроэнергии:
,
где И - ежегодные эксплуатационные издержки; ЭУ - суммарная энергия, потребляемая потребителем за год.
Заключение
В ходе решения данного курсового проекта, был выбран и разработан оптимальный вариант электрической сети из нескольких предложенных.
Из нескольких вариантов было выбрано два, отличающихся друг от друга, варианта сети, а именно, радиальная схема сети и схема сети с кольцевым участком. Проведенный технико-экономический расчет показал, что наиболее выгодным, с точки зрения экономичности и простоты эксплуатации, является радиальная схема сети.
Напряжение проектируемой сети составляет 110-220 кВ. Питание осуществляется от подстанции ПС А. Район нагрузок состоит из четырех подстанций, от которых питаются потребители первой, второй и третьей категории.
Надежность электроснабжения обеспечивается путем прокладывания двухцепных линий и установкой по два трансформатора на каждой подстанции. Для линии 220 кВ выбраны стальные двухцепные опоры, а для линий 110 кВ - двухцепные железобетонные опоры. Сечение проводов линий было выбрано с учетом экономической плотности тока и проверены по допустимому току перегрузки.
Качество электрической энергии, требуемое ГОСТом 13109-97, обеспечивается с помощью устройств РПН у всех трансформаторов. Для сети выбраны следующие трансформаторы: АТДЦТН 63000/220/110 - для узловой подстанции, два ТДН 25000/110 и ТДН 16000/110 - для тупиковых подстанций. Установившиеся режимы были изучены и проанализированы с помощью программы «Энергия».
Технико-экономические расчеты дали следующие показатели сети:
1. Суммарные капиталовложения сети КСЕТИ=6176913,75 тыс.руб.
2. Издержки на эксплуатацию оборудования И=103201,92 тыс.руб./год.
3. Потери мощности и энергии в сети Р=3,38 МВт, Эл=8874 МВтчас.
4. Себестоимость передачи энергии = 16 коп/кВтчас.
5. Максимальный коэффициент полезного действия сети =97.78%.
6. Средневзвешенный коэффициент полезного действия =98.63%.
На основании того, что выбранный вариант электрической сети удовлетворяет предъявленным к нему требованиям, считаем его оптимальным.
Список используемой литературы
1. «Справочник по проектированию электрических сетей», под ред. Д.Л. Файбисовича. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: ЭНАС, 2012. - 376 с. г.
2. Правила устройства электроустановок. Издание 7-е / утверждены приказом Минэнерго России От 08.07.2002 № 204
3. О.А. Бушуева, А.И. Кулешов «Электрическая сеть района нагрузок», Иваново 2006 г.
4. М.И.Соколов «Выбор силовых трансформаторов подстанций энергосистем и промышленных предприятий с учетом допустимых нагрузок».(методические указания) 1999 г.
5. О.А.Бушуева «Применение типовых схем распределительных устройств понижающих подстанций». 2006 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление 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 04.12.2012Обеспечение потребителей активной и реактивной мощности. Размещение компенсирующих устройств электрической сети. Формирование вариантов схемы и номинального напряжения сети. Схемы электрических соединений подстанций. Расчет режима максимальных нагрузок.
курсовая работа [140,5 K], добавлен 22.12.2010Комплексный расчет активной и реактивной мощности потребителей сети. Составление вариантов конфигурации сети и ее географическое расположение. Выбор трансформаторов на подстанции потребителей. Уточненный расчет в режиме наибольших и наименьших нагрузок.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 22.01.2016Анализ исходных данных и выбор вариантов конфигурации сети. Предварительный расчет мощности источника питания. Выбор типа, числа и номинальной мощности трансформаторов понижающих подстанций. Основные технико-экономические показатели электрической сети.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 15.10.2014Технология производства и режим электропотребления приемников. Расчет электрических нагрузок. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций и компенсирующих устройств. Выбор схемы и расчет низковольтной электрической сети.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.03.2018Разработка вариантов развития сети, расчет мощности его источника сети. Выбор номинального напряжения сети и проводов воздушных линий электропередач. Расчет установившихся режимов сети максимальных нагрузок. Выбор оборудования для радиальной схемы.
курсовая работа [785,6 K], добавлен 19.12.2014Разработка проекта электрической сети с учетом существующей линии 110 кВ. Исследование пяти вариантов развития сети. Расчет напряжения, сечений ЛЭП, трансформаторов на понижающих подстанциях и схемы распределительных устройств для каждого варианта.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 24.10.2012Выбор вариантов схем соединений распределительной сети 220/110 кВ. Выбор номинальных напряжений сети и сечений проводов. Составление полных схем электрических соединений. Точный электрический расчет режимов и минимальных нагрузок выбранного варианта.
курсовая работа [952,5 K], добавлен 22.01.2015Общее потребление активной мощности всеми потребителями. Выбор оптимального варианта схемы сети. Расчёт радиально-магистральной схемы и кольцевой сети. Расчёт потокораспределения сложно-замкнутой сети. Оценка экономической эффективности вариантов.
курсовая работа [178,3 K], добавлен 28.05.2013Разработка вариантов конфигураций и выбор номинальных напряжений сети. Выбор компенсирующих устройств при проектировании электрической сети. Выбор числа и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях. Электрический расчет характерных режимов сети.
курсовая работа [599,7 K], добавлен 19.01.2016