Электрическая сеть районной электроэнергетической системы
Проектирование электрической сети районной электроэнергетической системы. Сравнение технико-экономических вариантов сети, выбор мощности трансформаторов подстанций. Расчет сети при различных режимах. Проверка токонесущей способности проводов линий.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.04.2012 |
Размер файла | 1,6 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/
- Содержание
- Введение
- 1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети
- 2. Приближенные расчеты потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети
- 3. Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий
- 4. Приближенные расчеты потокораспределения в режиме наибольших нагрузок и в послеаварийных режимахпри выбранном номинальном напряжении
- 5. Выбор площади сечений проводов. Уточнение конфигурации сети
- 6. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций. Определение числа линий
- 7. Формирование однолинейной схемы электрической сети
- 8. Выбор конструкции фазы и материала опор
- 9. Технико-экономические сравнения вариантов
- 10. Электрические расчеты характерных режимов сети: нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок, наиболее тяжелых послеаварийных режимов. Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из условия встречного регулирования напряжения
- 11. Проверка токонесущей способности проводов линий
- 12. Расчет технико-экономических показателей
- Заключение
- Литература
Введение
Целью данного курсового проекта является проектирование электрической сети районной электроэнергетической системы. Основная задача состоит в сравнении технико-экономических вариантов сети и расчет технико-экономических показателей выбранного варианта. На начальной стадии составляется конфигурация сети, исходя из которой, выбирается номинальное напряжение сети, марки проводов и трансформаторов (оценивается достаточность регулирования напряжения). В последующем производится расчет основных экономических показателей и составляется схема сети. В основу проектирования положены основные задачи такие как: анализ существующей сети, расчет нагрузок, выбор режима работы трансформаторов и линий, расчет сети при различных режимах (наибольших и наименьших нагрузок, послеаварийные режимы) и сводные данные по намеченному объекту проектирования.
При выполнении данной работы будем использовать программу Rastr.
электрический сеть трансформатор подстанция
1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети
На первом этапе разрабатывается схема сети по заданным координатам потребителей и источникам энергии. При разработке вариантов конфигурации сети будем исходить из того, что сеть включается в себя потребителей I, II,III категорий, которые требуют различной степени надежности. В связи с этим, будем руководствоваться тем, что от генерирующих источников большой мощности и балансирующих узлов будет отходит не менее двух линий, а применение двухцепной линии будет нецелесообразным, так как она не удовлетворит надежности сети. Основным критерием также будем считать что суммарная длина линий сети должна быть наименьшей.
Исходя из этих требований составим четыре конфигурации сети характеризующиеся одинаковой надежностью, но различной протяженностью.
При выборе двух вариантов по вышеуказанным критериям, будем руководствоваться и тем, что при дальнейшем расчете будет нецелесообразно применять данную конфигурацию сети (передаваемая мощность по линии может быть незначительна), в следствии чего данная схема не будет удовлетворять критерию наименьшей длины.
Данные конфигурации сети показаны на рисунках 1.1-1.4.
Информацию о суммарной длине линий занесем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
Схема 1 |
Схема 2 |
Схема 3 |
Схема 4 |
||
L,км |
633.6 |
585.6 |
597.6 |
542.4 |
На основе предварительных расчетов выбираем схему 1 и схему 2.
2. Приближенные расчеты потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети
Произведем приближенный расчет потораспределения сети принимая следующие допущения при расчете:
- номинальное напряжение сети одинаково во всех точках. Принимаем номинальное напряжение равным 1150 кВ для того, чтобы потоки мощности по ветвям отражали реальное их распределение, а не приближенные.
- сечения проводов линий одинаковые. Принимаем удельное сопротивление линий равным Ом/км. Значения удельных активных и реактивных сопротивлений взяты согласно среднему значению зависимости последних от сечения проводника.
- потери мощности в трансформаторах не учитываем.
Зная активную составляющую мощности, из треугольника мощностей находим реактивную составляющую:Мвар,
где - активная мощность в i-том узле;
- реактивная мощность в i-том узле.
Определим суммарные активные и реактивные мощности нагрузки и генерации и полученные данные сведем в таблицу 2.1.
Таблица 2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
P, МВт (нагрузка) |
- |
248,9 |
346,1 |
308,8 |
211,8 |
24,2 |
8,8 |
119,8 |
|
Q, МВт (нагрузка) |
- |
159,3 |
221,5 |
197,7 |
135,5 |
17,7 |
6,8 |
87,4 |
|
P, МВт (генерация) |
- |
- |
- |
20 |
- |
- |
- |
400 |
|
Q, МВт (генерация) |
- |
- |
- |
9,8 |
- |
- |
- |
240 |
Значения длин линий и удельных активных и реактивных сопротивлений для каждой из представленных расчетных схем представим в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Схема 1 |
Схема 2 |
|||||||
Номер участка |
Длина линии |
R, Ом |
X, Ом |
Номер участка |
Длина линии |
R, Ом |
X, Ом |
|
1-3 |
48 |
9,6 |
19,2 |
1-3 |
48 |
9,6 |
19,2 |
|
1-5 |
132 |
26,4 |
52,8 |
1-5 |
132 |
26,4 |
52,8 |
|
3-4 |
84 |
16,8 |
33,6 |
1-4 |
72 |
14,4 |
28,8 |
|
8-4 |
84 |
16,98 |
33,6 |
3-2 |
60 |
12 |
24 |
|
5-8 |
72 |
14,4 |
28,8 |
5-8 |
72 |
14,4 |
28,8 |
|
8-2 |
100,8 |
20,16 |
40,32 |
8-4 |
84 |
16,8 |
33,6 |
|
3-2 |
60 |
12 |
24 |
4-2 |
64,8 |
12,96 |
25,92 |
|
2-6 |
28,8 |
5,76 |
11,52 |
2-6 |
28,8 |
5,76 |
11,52 |
|
6-7 |
24 |
4,8 |
9,6 |
6-7 |
24 |
4,8 |
9,6 |
При расчете потораспределения воспользуемся программой RASTR.
Рисунок 2.1- Потокораспределение схема 1
Рисунок 2.2- Потокораспределение схема 2
Результаты расчетов занесем в таблицу 2.3
Таблица 2.3
Схема 1 |
Схема 2 |
|||
Номер участка |
Передаваемая P,МВт |
Номер участка |
Передаваемая P,МВт |
|
1-3 |
333 |
1-3 |
274 |
|
1-5 |
92 |
1-5 |
107 |
|
3-4 |
87 |
1-4 |
194 |
|
8-4 |
142 |
3-2 |
100 |
|
5-8 |
28 |
5-8 |
104 |
|
8-2 |
109 |
8-4 |
87 |
|
3-2 |
86 |
4-2 |
80 |
|
2-6 |
16 |
2-6 |
16 |
|
6-7 |
9 |
6-7 |
8 |
3. Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий
Выбор номинального напряжения осуществляется на основе сопоставления вариантов технико-экономических показателей. При предварительном выборе номинального напряжения осуществим по экономическим зонам и формуле Илларионова.
Воспользуемся формулой Илларионова:
,
где, l - длина линии, км;
P - передаваемая активная мощность, МВт.
Данные расчетов по формуле и экономическим зонам сведем в таблицу 3.1, 3.2.
При построении конфигурации учитывалась предельная мощность в линии которая может протекать, поэтому было принято сделать линию 1-3 двухцепной. Линия 6-2 двухцепная в целях надежности.
Таблица 3.1- Принимаемые напряжения для схемы 1 электрической сети
Схема 1 |
|||||
Номер участка |
Длина линии |
Передаваемая P,МВт |
По экономическим зонам |
По Илларионову |
|
1-3 |
48 |
333 |
220 |
236,2 |
|
1-5 |
132 |
92 |
220 |
179,7 |
|
3-4 |
84 |
87 |
220 |
169,8 |
|
8-4 |
84 |
142 |
220 |
206,0 |
|
5-8 |
72 |
28 |
220 |
101,9 |
|
8-2 |
100,8 |
109 |
220 |
189,3 |
|
3-2 |
60 |
86 |
220 |
163,5 |
|
2-6 |
28,8 |
16 |
220 |
75,9 |
|
6-7 |
24 |
9 |
110 |
57,9 |
Таблица 3.2- Принимаемые напряжения для схемы 2 электрической сети
Схема 2 |
|||||
омер участка |
Длина линии |
Передаваемая P,МВт |
По экономическим зонам |
По Илларионову |
|
1-3 |
48 |
274 |
220 |
226,2 |
|
1-5 |
132 |
107 |
220 |
191,9 |
|
1-4 |
72 |
194 |
220 |
224,6 |
|
3-2 |
60 |
100 |
220 |
173,2 |
|
5-8 |
72 |
104 |
220 |
179,7 |
|
8-4 |
84 |
87 |
220 |
169,8 |
|
4-2 |
64,8 |
80 |
220 |
160,2 |
|
2-6 |
28,8 |
16 |
220 |
75,9 |
|
6-7 |
24 |
8 |
110 |
54,8 |
Анализируя полученные данные приходим к выводу что данная сеть проектируется на два номинальных напряжения 330 кВ и 110 кВ.
4. Приближенные расчеты потокораспределения в режиме наибольших нагрузок и в послеаварийных режимах при выбранном номинальном напряжении
Произведем расчет послеаварийных режимов и определим токовую загрузку ЛЭП, получим данные о напряжении в узлах. Полученные данные занесем в таблицу 4.1 для схемы 1 и таблицу 4.2 для схемы 2.
Таблица 4.1
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
||||||||||
1-5 |
6-7 |
8-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
1-3 |
9-6 |
3-4 |
||||
6-7 |
58 |
58 |
57 |
57 |
58 |
61 |
58 |
57 |
61 |
|||
9-6 |
107 |
77 |
109 |
106 |
106 |
109 |
114 |
217 |
107 |
217 |
||
8-2 |
172 |
209 |
366 |
231 |
266 |
297 |
214 |
183 |
366 |
|||
8-4 |
240 |
283 |
399 |
300 |
256 |
373 |
282 |
343 |
399 |
|||
5-8 |
129 |
44 |
124 |
152 |
29 |
121 |
42 |
28 |
152 |
|||
1-3 |
745 |
686 |
750 |
773 |
678 |
688 |
1342 |
696 |
686 |
1342 |
||
2-3 |
211 |
179 |
299 |
112 |
179 |
333 |
165 |
188 |
203 |
333 |
||
3-4 |
184 |
159 |
101 |
311 |
152 |
174 |
134 |
160 |
270 |
311 |
||
1-5 |
306 |
191 |
149 |
134 |
211 |
205 |
273 |
193 |
207 |
306 |
||
Номер узла |
Напряжение в узлах при отключении ветви, кВ |
Наим. знач., кВ |
Наиб. знач., кВ |
|||||||||
1-5 |
6-7 |
8-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
1-3 |
9-6 |
3-4 |
||||
1 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
|
2 |
329,7 |
333,1 |
326,2 |
332,8 |
332,9 |
326,6 |
311,6 |
332,3 |
332,0 |
311,6 |
333,1 |
|
3 |
338,5 |
340,5 |
338,3 |
337,5 |
340,5 |
340,3 |
318,5 |
340,1 |
340,4 |
318,5 |
340,5 |
|
4 |
327,8 |
331,2 |
332,3 |
319,9 |
331,5 |
330,2 |
310,7 |
330,8 |
324,7 |
310,7 |
332,3 |
|
5 |
335,0 |
345,5 |
349,1 |
350,4 |
344,3 |
344,2 |
337,9 |
345,3 |
344,0 |
335,0 |
350,4 |
|
6 |
110,1 |
112,6 |
108,8 |
111,2 |
111,2 |
108,9 |
103,5 |
108,7 |
110,88 |
103,5 |
112,6 |
|
7 |
109,1 |
107,8 |
110,2 |
110,3 |
107,9 |
102,5 |
107,7 |
109,9 |
102,5 |
110,3 |
||
8 |
340,7 |
346,7 |
354,0 |
356,7 |
347,4 |
344,1 |
331,3 |
346,3 |
343,7 |
331,3 |
356,7 |
|
9 |
112,2 |
114,1 |
110,9 |
113,3 |
113,3 |
111,1 |
105,7 |
113,0 |
113,0 |
105,7 |
114,1 |
Таблица 4.2
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
||||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
||||
1-4 |
583 |
643 |
453 |
364 |
480 |
378 |
515 |
459 |
643 |
|||
1-5 |
289 |
423 |
250 |
223 |
223 |
425 |
269 |
252 |
425 |
|||
6-7 |
59 |
60 |
58 |
58 |
57 |
56 |
58 |
58 |
60 |
|||
9-6 |
111 |
111 |
107 |
76 |
107 |
106 |
105 |
108 |
216 |
216 |
||
4-2 |
287 |
226 |
75 |
133 |
124 |
203 |
204 |
139 |
287 |
|||
5-8 |
152 |
115 |
455 |
179 |
208 |
213 |
166 |
178 |
455 |
|||
2-3 |
164 |
407 |
286 |
220 |
296 |
235 |
201 |
397 |
228 |
407 |
||
1-3 |
1047 |
756 |
631 |
564 |
642 |
579 |
542 |
541 |
572 |
1047 |
||
8-4 |
166 |
231 |
95 |
148 |
131 |
257 |
233 |
156 |
149 |
257 |
||
Номер узла |
Напряжение в узлах при отключении ветви, кВ |
Наим. знач., кВ |
Наиб. знач., кВ |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
||||
1 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
363,0 |
|
2 |
321,1 |
319,8 |
329,7 |
335,0 |
330,2 |
333,9 |
336,0 |
328,2 |
334,3 |
319,8 |
336,0 |
|
3 |
328,2 |
337,4 |
341,9 |
344,3 |
342,1 |
343,9 |
344,8 |
345,1 |
344,1 |
328,2 |
345,1 |
|
4 |
332,5 |
308,5 |
329,0 |
339,2 |
343,1 |
338,0 |
342,2 |
335,9 |
338,9 |
308,5 |
343,1 |
|
5 |
335,2 |
321,9 |
304,9 |
338,9 |
341,1 |
340,8 |
326,6 |
337,1 |
338,7 |
304,9 |
341,1 |
|
6 |
106,9 |
106,4 |
110,0 |
113,2 |
110,2 |
111,6 |
112,3 |
109,5 |
109,4 |
106,4 |
113,2 |
|
7 |
105,9 |
105,5 |
109,1 |
109,3 |
110,6 |
111,4 |
108,5 |
108,5 |
105,5 |
111,4 |
||
8 |
339,1 |
319,4 |
326,0 |
344,6 |
347,8 |
347,5 |
350,7 |
341,9 |
344,3 |
319,4 |
350,7 |
|
9 |
109,1 |
108,7 |
112,2 |
114,8 |
112,3 |
113,7 |
114,4 |
111,6 |
113,7 |
108,7 |
114,8 |
При расчете в программе Rastr для обозначения трансформатора был введен узел 9.
5. Выбор площади сечений проводов. Уточнение конфигурации сети
Выбираем марки проводов ЛЭП по условиям экономичности и техническим характеристикам. Данные критерии являются независимыми поэтому начнем расчет по условию экономичности. Так как проектируемая сеть состоит из двух номинальных напряжений 330 и 110 кВ, то для линий напряжением 330 кВ площади выберем согласно экономическим интервалам нагрузки. В соответствии с [2, с.280] выбираем сечение.
Для линий 110 кВ выбираем линии согласно экономической плотности тока. Продолжительность использования максимума нагрузки находим по формуле:
ч.
Согласно найденному времени выберем экономически оправданную плотность тока равную 1,1 А/мм2. Для нахождения сечений проводов по допустимому току нагрева воспользуемся результатами расчета аварийных режимов.
Для проверки сечений по условиям короны воспользуемся формулой:
где т0 -- коэффициент, по которому учитывается состояние поверхности провода; тn, -- коэффициент, согласно которому учитывается состояние погоды; = 3,926/(273 + t°) --коэффициент относительной плотности воздуха, учитывающий барометрическое давление bи температуру воздуха t°С; r -- радиус провода, см;D -- расстояние между осями проводов воздушной линии, см.
Далее выбираем сечения проводов и результаты заносим в таблицы 5.1 и 5.2.
Выбор сечений проводов по механической прочности осуществляем согласно ПУЭ, Глава 2.5 Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ, таблица 2.5.4.
Таблица 5.1- Выбор сечений проводов для схемы 1
Номер линии |
Расчёт-ный ток,А |
Наибольший ток, А |
Расчётное сечение провода, мм2 |
принятое сечение и марка провода |
|||||
по |
по |
по |
по эконом. зонам |
по мех. пр. |
|||||
6-7 |
57 |
61 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
- |
70/11 |
70/11 |
|
9-6 |
106 |
217 |
185/43 |
70/11 |
70/11 |
- |
70/11 |
185/43 |
|
8-2 |
214 |
366 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
8-4 |
282 |
399 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
5-8 |
42 |
152 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
1-3 |
695 |
1342 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2300/39 |
70/11 |
2300/39 |
|
2-3 |
187 |
333 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
3-4 |
160 |
311 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
1-5 |
193 |
306 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
Таблица 5.2- Выбор сечений проводов для схемы 2
Номер линии |
Расчетный ток, А |
Наибольший ток, А |
Расчётное сечение провода, мм2 |
принятое сечение и марка провода |
|||||
по |
по |
по |
по эконом. зонам |
по мех. пр. |
|||||
1-4 |
458 |
643 |
- |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
1-5 |
252 |
425 |
- |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
6-7 |
57 |
60 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
||
9-6 |
106 |
216 |
185/43 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
185/43 |
||
4-2 |
139 |
287 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
5-8 |
178 |
455 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
2-3 |
228 |
407 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
1-3 |
571 |
1047 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
|
8-4 |
149 |
257 |
- |
2240/32 |
2240/32 |
2240/32 |
70/11 |
2240/32 |
6. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций. Определение числа линий
Мощность трансформаторов выбираем по нагрузке пятого года эксплуатации подстанции. Их мощность в нормальных условиях эксплуатации должна обеспечивать питание электрической энергией всех потребителей, подключенных к данной подстанции. Для обеспечения потребителей I и II категорий, нужно два трансформатора, хоть трансформатор и надежный элемент сети, но иногда нужен вывод трансформатора в ремонт или техническое обслуживание. Произведем расчет мощности которая будет протекать через трансформаторы на пятый год эксплуатации. При расчете будем учитывать нагрузку на стороне среднего и низшего напряжения. Полученные данные занесем в таблицу 6.1.
В случае аварии на одном из трансформаторов, работающий трансформатор должен обеспечить пропускную способность всей мощности, поэтому каждый из двух трансформаторов будет рассчитан на мощность, составляющую 70% максимальной нагрузки подстанции. Расчетную мощность занесен в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
№ узла нагрузки |
Полная мощность подстанции Sм, МВА |
Sм/1,4 |
Категории потребителей |
Кол-во трансформаторов |
Тип трансформатора |
Номинальная мощность тр-ра |
|
2 |
224,9 |
160,6 |
I и II |
2 |
АТДЦТН - 200000/330/110 |
200 |
|
3 |
206,3 |
147,4 |
I и II |
2 |
АТДЦТН - 200000/330/111 |
200 |
|
4 |
210,1 |
150,1 |
I и II |
2 |
АТДЦТН - 200000/330/112 |
200 |
|
5 |
143,8 |
102,7 |
I и II |
2 |
АТДЦТН - 125000/330/110 |
125 |
|
6 |
37,1 |
26,5 |
III |
2 |
ТДТН-25000/110 |
25 |
|
7 |
13,5 |
9,6 |
III |
1 |
ТДТН-10000/110 |
10 |
|
8 |
445 |
317 |
2 |
ТДЦ - 400000/330 |
400 |
Основные характеристики выбранных трансформаторов занесем в таблицу 6.2
Таблица 6.2
Тип |
Sном, МВА |
Пределы регулирования |
Uном обмоток, кВ |
Uк, % |
|||||||
BН |
СН |
НН |
ВС |
ВН |
СН |
||||||
АТДЦТН - 125000/330/110 |
125 |
±6Ч2 на стороне СН |
330 |
115 |
6,3;10,5;38,5 |
10 |
35 |
24 |
|||
ТРДН-25000/110 |
25 |
±9Ч1,78 |
115 |
- |
6,3;10,5 |
10,5 |
|||||
ТДН-10000/110 |
10 |
±9Ч1,78 |
115 |
- |
6,6;11; |
10,5 |
|||||
ТДЦ - 400000/330 |
400 |
- |
347 |
- |
15,75/20 |
11 |
|||||
АТДЦТН - 200000/330/110 |
200 |
±6Ч2 на стороне СН |
330 |
115 |
6,6;10,5;38,5 |
10 |
34 |
22,5 |
|||
Тип |
Рх, кВт |
Рк, кВт |
Iх, % |
Rт, Ом |
Xт, Ом |
Qх, квар |
|||||
В |
С |
Н |
В |
С |
Н |
||||||
АТДЦТН - 125000/330/110 |
115 |
- |
0,5 |
1,3 |
1,3 |
2,6 |
91,5 |
- |
213,4 |
625 |
|
ТРДН -25000/110 |
27 |
120 |
0,7 |
2,54 |
55,9 |
175 |
|||||
ТДН-10000/110 |
14 |
60 |
0,7 |
7,95 |
139 |
70 |
|||||
ТДЦ - 400000/330 |
365 |
810 |
0,4 |
0,6 |
33 |
1600 |
|||||
АТДЦТН - 200000/330/110 |
180 |
- |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
2 |
58,5 |
- |
126,6 |
1000 |
При выбранной схемы сети сопротивления трансформаторов в программе Rastr введем согласно количеству трансформаторов.
Выбор числа цепей в линиях был произведен на основании расчетов надежности и потоков мощности, полученные результаты сведем в таблицу 6.3.
Таблица 6.3
Схема 1 |
Схема 2 |
|||
Номер ветви |
Число цепей |
Номер ветви |
Число цепей |
|
6-7 |
1 |
1-4 |
1 |
|
9-6 |
2 |
1-5 |
1 |
|
8-2 |
1 |
6-7 |
2 |
|
8-4 |
1 |
9-6 |
1 |
|
5-8 |
1 |
4-2 |
1 |
|
1-3 |
2 |
5-8 |
1 |
|
2-3 |
2 |
2-3 |
2 |
|
3-4 |
2 |
1-3 |
2 |
|
1-5 |
2 |
8-4 |
2 |
7. Формирование однолинейной схемы электрической сети
Произведем расчет нагрузок на пятый год эксплуатации подстанций. По заданной общей мощности потребителей на шинах высшего, среднего и низшего напряжений, руководствуясь таблицей 7.1, можно определить количество линий, отходящих от шин каждого напряжения подстанции.
Таблица 7.1-Ориентировочные значения мощностей на одну цепь линий электропередачи
Напряжение, кВ |
6 |
10 |
35 |
110 |
220 |
330 |
|
Мощность, МВт |
0,5-2 |
1-3 |
5-10 |
15-30 |
90-110 |
270-450 |
Результаты расчёта количества линий занесены в таблицу 7.2
Таблица 7.2- Количество радиальных линий электропередачи, отходящих от подстанций проектируемой сети
Номерузла |
Нагрузка на РУ |
Количество присоединений |
|||||
ВН |
СН |
НН |
ВН |
СН |
НН |
||
2 |
93,2 |
113,1 |
42,6 |
1 |
4 |
15 |
|
3 |
199,7 |
93,2 |
53,2 |
1 |
4 |
18 |
|
4 |
159,7 |
106,5 |
42,6 |
1 |
4 |
15 |
|
5 |
108,9 |
81,1 |
21,8 |
1 |
3 |
7 |
|
6 |
24,2 |
- |
- |
9 |
|||
7 |
8,8 |
- |
- |
3 |
|||
8 |
119,8 |
1 |
- |
- |
В соответствии с таблицей 7.2 строим однолинейные схемы
Рисунок 7.1- Однолинейная схема вариант №1
Рисунок 7.2- Однолинейная схема вариант №2
8. Выбор конструкции фазы и материала опор
При выборе конструкции фазы будем руководствоваться тем, что на напряжение до 220 кВ применяются провода с нерасщеплённой фазой, а на 220 и выше с расщепленной. Поэтому в данной курсовой работе примем два провода в фазе на напряжение 330 кВ и один провод в фазе на 110 кВ.
Материал опор выбирается согласно выбранной местности сооружения и расположения баз железобетонных изделий. Допустим, что в данном курсовом проекте из-за больших нагрузок в узлах, данная сеть проходит не по равнинным участкам и железобетонные базы в радиусе 1500 км отсутствуют. Поэтому примем металлические опоры на всех одноцепных и двухцепных линиях 330 кВ и 110 кВ.
9. Технико-экономические сравнения вариантов
При расчете технико-экономических показателей будем исходить что сеть проектируется в течении пяти лет, и при изменении нагрузки в течении года будем вводить на подстанции дополнительные ячейки.
Капитальные затраты в линию со стальными опорами вычислим для IV климатического района по гололеду в соответствии с форм. [3, с.531]:
где - номинальное напряжение линии, кВ;
- площадь сечения провода, мм2;
, , - коэффициенты, приведены в таблице 9.1 (из табл. [3, с.531]);
- длина линии, км;
k-коэффициент перевода в российские рубли, .
Таблица 9.1
Климатический район по гололеду |
Число цепей |
Опора |
Коэффициенты |
|||
, тыс.руб/км |
10-6 тыс.руб/(км·кВ2) |
·10-3тыс.руб/(км·мм2) |
||||
IV |
1 |
Стальная |
12,20 |
88,00·10-6 |
12,00·10-3 |
|
2 |
Стальная |
15,75 |
322,00·10-6 |
22,00·10-3 |
Для каждой подстанции определяется стоимость одного трансформатора по формуле 12.5 [2, с.532]:
,
стоимость одной ячейки с выключателем по формуле 12.6 [3, с.532]:
),
стоимость компенсирующих устройств по формуле 12.7 [3, с.532]:
,
постоянная часть затрат по формуле 12.8 [3, с.532]:
,
где - номинальное напряжение трансформаторов подстанции, кВ;
- номинальная мощность трансформаторов подстанции, МВ·А;
- мощность компенсирующего устройства, Мвар;
, , - коэффициенты аппроксимации, приведены в таблице 9.2 (в соответствии с таблицей 12.2 [3, с.533]):
Таблица 9.2
Коэффи-циент |
, тыс.руб |
, тыс.руб / кВ2 |
, тыс.руб / МВ·А |
, тыс.руб |
, тыс.руб / кВ2 |
, тыс.руб / Мвар |
, тыс.руб |
, тыс.руб / кВ2 |
|
Среднее значение |
20 |
1,43·10-3 |
0,886 |
15 |
2,1·10-3 |
5,1 |
50 |
13·10-3 |
Рассчитанные капитальные затраты для схемы 1 отобразим в таблице 9.3.
Таблица 9.3
Линии |
Трансформаторы |
Ячейки |
Постоянные затраты |
|||||||||||
Номер участка |
Длина линии |
Стоим. линии |
Номер узла |
Sтр-ра |
Стоим. тр-ра |
Число ячеек |
Стоим. ячейки |
|||||||
ВН |
СН |
НН |
ВН |
СН |
НН |
Uном |
||||||||
1-й год |
||||||||||||||
1-3 |
48 |
49,99 |
2 |
200 |
11,58 |
13 |
8 |
14 |
51,95 |
5,30 |
3,49 |
330 |
24,04 |
|
3-4 |
84 |
84,79 |
3 |
200 |
11,58 |
14 |
6 |
17 |
55,95 |
3,98 |
4,29 |
330 |
24,04 |
|
8-4 |
84 |
38,08 |
4 |
200 |
11,58 |
13 |
6 |
14 |
51,95 |
3,98 |
3,53 |
330 |
24,04 |
|
8-2 |
100,8 |
45,69 |
8 |
400 |
12,29 |
13 |
2 |
51,95 |
0,49 |
330 |
24,04 |
|||
3-2 |
60 |
60,56 |
||||||||||||
2-й год |
||||||||||||||
1-5 |
132 |
133,25 |
5 |
125 |
9,4 |
13 |
6 |
9 |
51,95 |
3,98 |
2,24 |
330 |
24,04 |
|
5-8 |
72 |
32,63 |
||||||||||||
3-й год |
||||||||||||||
2-6 |
28,8 |
27,76 |
6 |
25 |
1,95 |
6 |
14 |
23,98 |
3,49 |
110 |
3,39 |
|||
6-7 |
24 |
8,89 |
7 |
10 |
0,76 |
1 |
3 |
3,99 |
0,74 |
110 |
3,39 |
|||
2 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
3 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
4 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
4-й год |
||||||||||||||
2 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
3 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
4 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
5 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
5-й год |
||||||||||||||
2 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
3 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
4 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
5 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
6 |
1 |
0,24 |
Капитальные затраты |
||||||
1-й год |
2-й год |
3-й год |
4-й год |
5-й год |
||
ПС |
380,05 |
207,21 |
43,07 |
1,87 |
2,36 |
|
Линия |
279,11 |
133,25 |
36,65 |
|||
Общие |
659,16 |
340,46 |
79,72 |
1,87 |
2,36 |
Рассчитанные капитальные затраты для схемы 2 отобразим в таблице 9.4.
Таблица 9.4
Линии |
Трансформаторы |
Ячейки |
Постоянные затраты |
|||||||||||
Номер участка |
Длина линии |
Стоим. линии |
Номер узла |
Sтр-ра |
Стоим. тр-ра |
Число ячеек |
Стоим. ячейки |
|||||||
ВН |
СН |
НН |
ВН |
СН |
НН |
Uном |
||||||||
1-й год |
||||||||||||||
1-4 |
72 |
48,45 |
2 |
200 |
11,58 |
13 |
8 |
14 |
51,95 |
5,3 |
3,49 |
330 |
24,04 |
|
3-2 |
60 |
72,68 |
3 |
200 |
11,58 |
11 |
6 |
17 |
43,96 |
3,98 |
4,29 |
330 |
24,04 |
|
8-4 |
84 |
27,19 |
4 |
200 |
11,58 |
11 |
6 |
14 |
43,96 |
3,98 |
3,53 |
330 |
24,04 |
|
8-4 |
84 |
38,08 |
8 |
400 |
12,29 |
13 |
2 |
51,95 |
0,49 |
330 |
24,04 |
|||
4-2 |
64,8 |
65,41 |
||||||||||||
2-й год |
||||||||||||||
1-5 |
132 |
133,25 |
5 |
125 |
9,4 |
11 |
6 |
9 |
43,96 |
3,98 |
2,24 |
330 |
24,04 |
|
5-8 |
72 |
32,63 |
||||||||||||
3-й год |
||||||||||||||
2-6 |
28,8 |
27,76 |
6 |
25 |
1,95 |
6 |
14 |
23,98 |
3,49 |
110 |
3,39 |
|||
6-7 |
24 |
8,89 |
7 |
10 |
0,76 |
1 |
3 |
3,99 |
0,74 |
110 |
3,39 |
|||
2 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
3 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
4 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
4-й год |
||||||||||||||
2 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
3 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
4 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
5 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
5-й год |
||||||||||||||
2 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
3 |
1 |
1 |
0,66 |
0,24 |
||||||||||
4 |
2 |
0,49 |
||||||||||||
5 |
1 |
0,24 |
||||||||||||
6 |
1 |
0,24 |
Капитальные затраты |
||||||
1-й год |
2-й год |
3-й год |
4-й год |
5-й год |
||
ПС |
360,07 |
199,22 |
43,07 |
1,87 |
2,36 |
|
Линия |
251,81 |
165,88 |
36,65 |
|||
Общие |
611,88 |
365,1 |
79,72 |
1,87 |
2,36 |
Все капитальные затраты приведены в млрд. руб..
При расчете ежегодных издержек будем считать, что отчисления на амортизацию и обслуживание, капитальный ремонт будет от суммы всех вложений в сооружении сети. Потери холостого хода трансформатора также будем считать суммарные в году. Получим данные для схемы 1, так и для схемы 2. Полученные данные сведем в таблицу 9.5
Для расчета ежегодных издержек воспользуемся формулой 12.13 [3, с.538]:
,
где - издержки на амортизацию;
- эксплуатационные расходы;
- потери электроэнергии;
, - нормы на амортизацию и обслуживание сети, приведены в таблице 9.6 (в соответствии с таблицей 12.3 [2, с.535]);
, - стоимость 1 кВт·ч потерь;
, - соответственно годовые нагрузочные потери энергии и потери холостого хода.
Таблица 9.6
Наименование элемента сети |
Норма в долях от капитальных затрат |
||
на амортизацию |
на текущий ремонт и обслуживание |
||
Воздушные линии 35 кВ и выше на металлических опорах |
0,024 |
0,004 |
|
Электрооборудование и распределительные устройства 220 кВ и выше |
0,064 |
0,020 |
Нагрузочные потери рассчитаем для каждого года эксплуатации.
Годовые нагрузочные потери:
|
Расчет ежегодных издержек |
Сумм. |
|||||
ЛЭП |
ПС |
потерь хх |
нагрузочных потерь |
||||
ЛЭП |
ПС |
||||||
Схема 1 |
|||||||
2-й год |
7,82 |
31,92 |
0,04 |
0,11 |
0,02 |
39,91 |
|
3-й год |
11,55 |
49,33 |
0,05 |
0,12 |
0,03 |
61,08 |
|
4-й год |
12,57 |
52,95 |
0,04 |
0,15 |
0,03 |
65,74 |
|
5-й год |
12,57 |
53,10 |
0,04 |
0,17 |
0,05 |
65,93 |
|
Схема 2 |
|||||||
2-й год |
7,05 |
30,25 |
0,04 |
0,10 |
0,02 |
37,46 |
|
3-й год |
11,70 |
46,98 |
0,05 |
0,12 |
0,04 |
58,89 |
|
4-й год |
12,72 |
50,60 |
0,04 |
0,14 |
0,04 |
63,54 |
|
5-й год |
12,72 |
50,76 |
0,04 |
0,16 |
0,07 |
63,75 |
где - нагрузочные потери мощности в режиме наибольших нагрузок, их значение примем исходя из расчета режимов на ЭВМ;
- время наибольших потерь, рассчитывается согласно формуле 9.31 [3, с.390]:
,
где - время использования наибольшей активной мощности, примем его равным.
Годовые потери холостого хода:
Таблица 9.6
Расчет ежегодных издержек |
Сумм. |
||||||
ЛЭП |
ПС |
потерь хх |
нагрузочных потерь |
||||
ЛЭП |
ПС |
||||||
Схема 1 |
|||||||
2-й год |
7,82 |
31,92 |
0,04 |
0,11 |
0,02 |
39,91 |
|
3-й год |
11,55 |
49,33 |
0,05 |
0,12 |
0,03 |
61,08 |
|
4-й год |
12,57 |
52,95 |
0,04 |
0,15 |
0,03 |
65,74 |
|
5-й год |
12,57 |
53,10 |
0,04 |
0,17 |
0,05 |
65,93 |
|
Схема 2 |
|||||||
2-й год |
7,05 |
30,25 |
0,04 |
0,10 |
0,02 |
37,46 |
|
3-й год |
11,70 |
46,98 |
0,05 |
0,12 |
0,04 |
58,89 |
|
4-й год |
12,72 |
50,60 |
0,04 |
0,14 |
0,04 |
63,54 |
|
5-й год |
12,72 |
50,76 |
0,04 |
0,16 |
0,07 |
63,75 |
где - потери мощности холостого хода;
t - время работы в году рассматриваемого элемента сети, примем равным 8760 ч.
Все ежегодные издержки приведены в млрд. руб..
Выбор одного из двух вариантов электрических сетей будем производить по критерию минимума затрат (формула 12.21 [3, с.540]):
,
где - издержки в год t с учетом амортизационных отчислений, тыс.руб;
- капитальные затраты в год t, тыс.руб;
- норма дисконта, в соответствии с [2, с.542] ;
- расчетный срок, .
10. Электрические расчеты характерных режимов сети: нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок, наиболее тяжелых послеаварийных режимов. Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из условия встречного регулирования напряжения
Согласно расчету технико-экономических параметров была составлена схема электрической сети с учетом выбранных параметров проводов и трансформаторов. Полученные данные линий сведем в таблицу 10.1.
Параметры линий рассчитываются по формулам:
1. Активное сопротивление:
,
где - удельное активное сопротивление данной марки и сечения провода, Ом/км;
- длина линии, км.
2. Реактивное сопротивление:
,
где - удельное реактивное сопротивление данной марки и сечения провода при данном номинальном напряжении, Ом/км.
3. Реактивная проводимость:
,
где - удельная емкостная проводимость данной марки провода при данном номинальном напряжении, См/км.
Значения , , , для каждой ветви выбираются по таблицам 2.1, 5.4 и 5.5 данного курсового проекта. Значения сопротивлений и проводимостей линий сведем в таблицу 10.1:
Таблица 10.1
Номер ветви сети |
, Ом |
, Ом |
, См |
|
1-4 |
72 |
4,32 |
23,832 |
|
1-5 |
132 |
7,92 |
43,692 |
|
1-3 |
48 |
2,88 |
15,888 |
|
8-4 |
84 |
5,04 |
27,804 |
|
4-2 |
64,8 |
3,888 |
21,4488 |
|
5-8 |
72 |
4,32 |
23,832 |
|
2-3 |
60 |
3,6 |
19,86 |
|
6-7 |
24 |
10,272 |
10,656 |
|
9-6 |
28,8 |
4,5504 |
11,808 |
Параметры трансформаторов:
-активное сопротивление обмоток , Ом;
-реактивное сопротивление обмоток , Ом;
-потери активной мощности холостого хода (в стали) трансформатора, кВт;
-потери реактивной мощности холостого хода (на намагничивание) трансформатора, квар.
Данные параметры принимаются по паспортным данным трансформаторов из таблиц 6.1 и 6.2 данного курсового проекта.
По найденному значению расчетного напряжения регулировочного ответвления выбираем стандартное ответвление с напряжением, ближайшим к расчетному, из таблицы 10.2:
Таблица 10.2
Номер ответвления |
Добавка напряжения, % |
Напряжение ответвления Uв.н.д, кВ |
|
1 |
+16,02 |
133,42 |
|
2 |
+14,24 |
131,38 |
|
3 |
+12,46 |
129,33 |
|
4 |
+10,68 |
127,28 |
|
5 |
+8,9 |
125,24 |
|
6 |
+7,12 |
123,19 |
|
7 |
+5,34 |
121,14 |
|
8 |
+3,56 |
119,09 |
|
9 |
+1,78 |
117,05 |
|
10 |
0 |
115 |
|
11 |
-1,78 |
112,95 |
|
12 |
-3,56 |
110,91 |
|
13 |
-5,34 |
108,86 |
|
14 |
-7,12 |
106,81 |
|
15 |
-8,9 |
104,77 |
|
16 |
-10,68 |
102,72 |
|
17 |
-12,46 |
100,67 |
|
18 |
-14,24 |
98,62 |
|
19 |
-16,02 |
96,58 |
На выбранных автотрансформаторах установлен РПН на средней стороне.
По найденному значению расчетного напряжения регулировочного ответвления выбираем стандартное ответвление с напряжением, ближайшим к расчетному, из таблицы 10.3.
Таблица 10.3
Номер ответвления |
Добавка напряжения, % |
Напряжение ответвления Uв.н.д, кВ |
|
1 |
+12 |
101.2 |
|
2 |
+10 |
103,5 |
|
3 |
+8 |
105,8 |
|
4 |
+6 |
108,1 |
|
5 |
+4 |
110,4 |
|
6 |
+2 |
112,7 |
|
7 |
+0 |
115 |
|
8 |
-2 |
117,3 |
|
9 |
-4 |
119,6 |
|
10 |
-6 |
121,9 |
|
11 |
-8 |
124,2 |
|
12 |
-10 |
126,5 |
|
13 |
-12 |
128,8 |
Расчеты для 2, 3, 4, и 5 года и выбранных ответвлений сведем в таблицу 10.4.
Таблица 10.4
2-й год эксплуатации сети |
||||||||||
Режим наибольших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
115,5 |
335,38 |
-1,35 |
-2,3 |
6 |
114,54 |
0,342 |
10,6 |
|
3 |
0,348 |
115,5 |
336,05 |
-1,58 |
-2,3 |
6 |
114,77 |
0,342 |
10,59 |
|
4 |
0,348 |
115,5 |
344,1 |
-4,23 |
-4,6 |
5 |
115,12 |
0,335 |
10,95 |
|
Режим наименьших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, ж |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
110 |
321,85 |
-2,21 |
-2,3 |
6 |
109,92 |
0,342 |
10,21 |
|
3 |
0,348 |
110 |
322,41 |
-2,41 |
-2,3 |
6 |
110,11 |
0,342 |
10,2 |
|
4 |
0,348 |
110 |
327,66 |
-4,21 |
-4,6 |
5 |
109,62 |
0,335 |
10,46 |
|
3-й год эксплуатации сети |
||||||||||
Режим наибольших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
115,5 |
333,95 |
-0,87 |
0 |
7 |
116,38 |
0,348 |
10,54 |
|
3 |
0,348 |
115,5 |
336,47 |
-1,72 |
-2,3 |
6 |
114,91 |
0,342 |
10,59 |
|
4 |
0,348 |
115,5 |
339,95 |
-2,88 |
-2,3 |
6 |
116,10 |
0,342 |
10,8 |
|
5 |
0,348 |
115,5 |
335,73 |
-1,47 |
-2,3 |
6 |
114,66 |
0,342 |
10,62 |
|
Режим наименьших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
110 |
319,35 |
-1,33 |
-2,3 |
6 |
109,06 |
0,342 |
10,11 |
|
3 |
0,348 |
110 |
319,71 |
-1,46 |
-2,3 |
6 |
109,19 |
0,342 |
10,03 |
|
4 |
0,348 |
110 |
324,36 |
-3,09 |
-2,3 |
6 |
110,77 |
0,342 |
10,34 |
|
5 |
0,348 |
110 |
323,96 |
-2,95 |
-2,3 |
6 |
110,64 |
0,342 |
10,28 |
|
4-й год эксплуатации сети |
||||||||||
Режим наибольших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
115,5 |
332,92 |
-0,51 |
0 |
7 |
116,02 |
0,348 |
10,49 |
|
3 |
0,348 |
115,5 |
339,12 |
-2,61 |
-2,3 |
6 |
115,81 |
0,342 |
10,66 |
|
4 |
0,348 |
115,5 |
341,33 |
-3,33 |
-2,3 |
6 |
116,57 |
0,342 |
10,83 |
|
5 |
0,348 |
115,5 |
335,55 |
-1,41 |
-2,3 |
6 |
114,60 |
0,342 |
10,6 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
9,96 |
109,43 |
10,5 |
109,43 |
13 |
108,86 |
10,55 |
0,096 |
|
7 |
0,096 |
9,95 |
103,69 |
10,5 |
108,63 |
13 |
108,86 |
10,48 |
0,101 |
|
Режим наименьших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
110 |
319,26 |
-1,30 |
-2,3 |
6 |
109,03 |
0,342 |
10,1 |
|
3 |
0,348 |
110 |
321,69 |
-2,16 |
-2,3 |
6 |
109,86 |
0,342 |
10,15 |
|
4 |
0,348 |
110 |
328 |
-4,33 |
-4,6 |
5 |
109,73 |
0,335 |
10,15 |
|
5 |
0,348 |
110 |
329,23 |
-4,74 |
-4,6 |
5 |
110,14 |
0,335 |
10,44 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
9,86 |
108,33 |
10 |
113,75 |
11 |
112,95 |
10,07 |
0,093 |
|
7 |
0,096 |
10,18 |
109,75 |
10 |
120,73 |
13 |
121,14 |
9,97 |
0,091 |
|
5-й год эксплуатации сети |
||||||||||
Режим наибольших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, ж |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
115,5 |
337,98 |
-2,23 |
-2,3 |
6 |
115,43 |
0,342 |
10,65 |
|
3 |
0,348 |
115,5 |
345,29 |
-4,61 |
-4,6 |
5 |
115,52 |
0,335 |
10,84 |
|
4 |
0,348 |
115,5 |
346,25 |
-4,92 |
-4,6 |
5 |
115,84 |
0,335 |
10,97 |
|
5 |
0,348 |
115,5 |
338,84 |
-2,51 |
-2,3 |
6 |
115,72 |
0,342 |
10,7 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
10,08 |
108,45 |
10,5 |
108,45 |
13 |
108,86 |
10,46 |
0,096 |
|
7 |
0,096 |
10,03 |
101,86 |
10,5 |
106,71 |
14 |
106,81 |
10,49 |
0,103 |
|
Режим наименьших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, ж |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
110 |
316,69 |
-0,38 |
0 |
7 |
110,36 |
0,348 |
10,01 |
|
3 |
0,348 |
110 |
318,93 |
-1,18 |
-2,3 |
6 |
108,92 |
0,342 |
10,05 |
|
4 |
0,348 |
110 |
325,49 |
-3,48 |
-2,3 |
6 |
111,16 |
0,342 |
10,36 |
|
5 |
0,348 |
110 |
325,63 |
-3,52 |
-4,6 |
5 |
108,94 |
0,335 |
10,31 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
9,76 |
107,21 |
10 |
112,57 |
11 |
112,95 |
9,97 |
0,093 |
|
7 |
0,096 |
10,04 |
104,57 |
10 |
115,03 |
10 |
115 |
10,00 |
0,096 |
|
5-й год эксплуатации сети(послеаварийный режим 1-5 отключена) |
||||||||||
Режим наибольших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
115,5 |
337,43 |
-2,04 |
-2,3 |
6 |
115,24 |
0,342 |
10,62 |
|
3 |
0,348 |
115,5 |
345,02 |
-4,53 |
-4,6 |
5 |
115,42 |
0,335 |
10,83 |
|
4 |
0,348 |
115,5 |
345,18 |
-4,58 |
-4,6 |
5 |
115,48 |
0,335 |
10,94 |
|
5 |
0,348 |
115,5 |
335,38 |
-1,35 |
-2,3 |
6 |
114,54 |
0,342 |
10,58 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
10,05 |
108,24 |
10,5 |
108,24 |
13 |
108,86 |
10,44 |
0,096 |
|
7 |
0,096 |
9,88 |
101,63 |
10,5 |
106,47 |
14 |
106,81 |
10,47 |
0,103 |
|
Режим наименьших нагрузок |
||||||||||
ВН-СН |
Uн |
|||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uc, исх |
U?c |
дUж |
дUд |
№ отв. |
Uc д |
kтр, выб. |
||
2 |
0,348 |
110 |
316,51 |
-0,31 |
0 |
7 |
110,30 |
0,348 |
10 |
|
3 |
0,348 |
110 |
318,85 |
-1,15 |
0 |
7 |
111,11 |
0,348 |
10,04 |
|
4 |
0,348 |
110 |
325,12 |
-3,35 |
-2,3 |
6 |
111,03 |
0,342 |
10,34 |
|
5 |
0,348 |
110 |
324,28 |
-3,06 |
-2,3 |
6 |
110,75 |
0,342 |
10,27 |
|
ВН-НН |
||||||||||
№ узла |
kтр, исх. |
Uн, исх |
U?c |
Uн ж |
Uвн ж |
№ отв. |
Uвн д |
Uн д |
kтр, выб. |
|
6 |
0,091 |
9,75 |
107,11 |
10 |
112,47 |
11 |
112,95 |
9,96 |
0,093 |
|
7 |
0,096 |
10,03 |
104,44 |
10 |
114,88 |
10 |
115 |
9,99 |
0,096 |
Из таблицы 10.3 выбираем ответвление №6 с
при установке лействительной добавки действительное напряжение на шинах СН:
Аналогичные расчеты проводим для всех лет наибольших, наименьших нагрузок и послеаварийных режимов.
11. Проверка токонесущей способности проводов линий
Аналогично пункту 5 курсового проекта рассчитаем токи в ветвях сети в ремонтных и послеаварийных режимах с учетом поэтапного развития сети и представим их в виде таблиц 11.1 и 11.2 (соответственно для режимов наименьших и наибольших нагрузок):
Таблица 11.1
2-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
153 |
- |
- |
- |
415 |
184 |
- |
181 |
- |
415 |
|
1-5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
6-7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
9-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
4-2 |
299 |
425 |
- |
- |
- |
256 |
- |
265 |
- |
425 |
|
5-8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2-3 |
42 |
121 |
- |
- |
109 |
53 |
- |
67 |
- |
121 |
|
1-3 |
272 |
119 |
- |
- |
283 |
163 |
- |
163 |
- |
283 |
|
8-4 |
331 |
330 |
- |
- |
327 |
638 |
330 |
- |
638 |
||
3-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
95 |
- |
109 |
- |
169 |
89 |
150 |
80 |
- |
169 |
|
1-5 |
65 |
83 |
- |
- |
80 |
95 |
261 |
65 |
- |
261 |
|
6-7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
9-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
4-2 |
249 |
206 |
189 |
- |
- |
175 |
265 |
210 |
- |
265 |
|
5-8 |
201 |
203 |
238 |
- |
225 |
237 |
- |
207 |
- |
238 |
|
2-3 |
29 |
68 |
60 |
- |
142 |
60 |
42 |
80 |
- |
142 |
|
1-3 |
393 |
226 |
227 |
- |
319 |
231 |
189 |
224 |
- |
393 |
|
8-4 |
239 |
240 |
229 |
- |
219 |
416 |
327 |
236 |
- |
416 |
|
4-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
99 |
- |
89 |
100 |
236 |
256 |
179 |
95 |
99 |
256 |
|
1-5 |
77 |
94 |
- |
79 |
102 |
100 |
294 |
78 |
79 |
294 |
|
6-7 |
23 |
23 |
23 |
- |
23 |
23 |
23 |
23 |
3 |
23 |
|
9-6 |
41 |
41 |
41 |
31 |
42 |
41 |
41 |
41 |
60 |
60 |
|
4-2 |
293 |
240 |
240 |
234 |
- |
207 |
319 |
253 |
234 |
319 |
|
5-8 |
258 |
272 |
255 |
266 |
298 |
298 |
- |
264 |
266 |
298 |
|
2-3 |
38 |
74 |
49 |
51 |
171 |
65 |
36 |
88 |
51 |
171 |
|
1-3 |
432 |
250 |
239 |
240 |
362 |
256 |
197 |
244 |
240 |
432 |
|
8-4 |
277 |
267 |
277 |
272 |
254 |
469 |
382 |
274 |
272 |
469 |
|
5-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
120 |
- |
83 |
88 |
186 |
102 |
137 |
93 |
88 |
186 |
|
1-5 |
72 |
84 |
- |
72 |
88 |
83 |
327 |
71 |
72 |
327 |
|
6-7 |
26 |
26 |
26 |
- |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
|
9-6 |
46 |
46 |
46 |
34 |
47 |
46 |
46 |
46 |
92 |
92 |
|
4-2 |
299 |
195 |
228 |
229 |
- |
203 |
318 |
255 |
232 |
318 |
|
5-8 |
265 |
241 |
282 |
274 |
304 |
304 |
- |
271 |
274 |
304 |
|
2-3 |
38 |
96 |
72 |
68 |
189 |
85 |
31 |
121 |
72 |
189 |
|
1-3 |
507 |
308 |
285 |
281 |
403 |
298 |
237 |
283 |
285 |
507 |
|
8-4 |
270 |
267 |
260 |
264 |
247 |
456 |
379 |
266 |
265 |
456 |
Таблица 11.2
2-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
126 |
- |
- |
- |
283 |
68 |
- |
106 |
- |
283 |
|
1-5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
6-7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
-9-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
4-2 |
340 |
276 |
- |
- |
- |
252 |
- |
290 |
- |
340 |
|
5-8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
2-3 |
43 |
93 |
- |
- |
195 |
66 |
- |
101 |
- |
195 |
|
1-3 |
544 |
316 |
- |
- |
441 |
310 |
- |
303 |
- |
544 |
|
8-4 |
330 |
328 |
- |
- |
325 |
611 |
- |
330 |
- |
611 |
|
3-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
325 |
- |
288 |
- |
149 |
272 |
114 |
275 |
- |
325 |
|
1-5 |
128 |
172 |
- |
- |
104 |
96 |
419 |
120 |
- |
172 |
|
6-7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
9-6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
4-2 |
263 |
58 |
149 |
- |
- |
146 |
264 |
208 |
- |
263 |
|
5-8 |
284 |
262 |
357 |
- |
313 |
310 |
- |
290 |
- |
357 |
|
2-3 |
83 |
228 |
143 |
- |
214 |
140 |
80 |
222 |
- |
228 |
|
1-3 |
717 |
499 |
413 |
- |
485 |
410 |
349 |
390 |
- |
717 |
|
8-4 |
202 |
220 |
168 |
- |
184 |
331 |
320 |
198 |
- |
331 |
|
4-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
423 |
- |
387 |
317 |
200 |
352 |
163 |
369 |
322 |
423 |
|
1-5 |
155 |
219 |
- |
137 |
119 |
114 |
467 |
145 |
138 |
219 |
|
6-7 |
57 |
57 |
56 |
- |
57 |
56 |
55 |
56 |
57 |
57 |
|
9-6 |
101 |
102 |
99 |
71 |
101 |
99 |
98 |
100 |
202 |
202 |
|
4-2 |
292 |
109 |
148 |
170 |
- |
155 |
276 |
231 |
177 |
292 |
|
5-8 |
291 |
258 |
394 |
305 |
323 |
315 |
- |
298 |
304 |
394 |
|
2-3 |
125 |
314 |
198 |
172 |
270 |
189 |
128 |
289 |
179 |
314 |
|
1-3 |
855 |
611 |
494 |
467 |
566 |
485 |
422 |
459 |
475 |
855 |
|
8-4 |
189 |
218 |
141 |
179 |
168 |
306 |
309 |
184 |
180 |
309 |
|
5-й год эксплуатации сети |
|||||||||||
Номер ветви |
Ток в ветвях при отключении ветви, А |
Наибольшее значение тока |
|||||||||
1-3 |
1-4 |
1-5 |
6-7 |
4-2 |
8-4 |
5-8 |
2-3 |
9-6 |
|||
1-4 |
504 |
- |
472 |
384 |
274 |
419 |
223 |
445 |
390 |
504 |
|
1-5 |
182 |
266 |
- |
160 |
141 |
138 |
512 |
171 |
161 |
266 |
|
6-7 |
63 |
63 |
61 |
- |
62 |
61 |
60 |
62 |
62 |
63 |
|
9-6 |
111 |
112 |
108 |
77 |
110 |
108 |
107 |
110 |
221 |
221 |
|
4-2 |
292 |
184 |
127 |
156 |
- |
143 |
267 |
226 |
164 |
292 |
|
5-8 |
302 |
262 |
403 |
317 |
331 |
323 |
- |
309 |
316 |
403 |
|
2-3 |
147 |
373 |
231 |
199 |
291 |
216 |
153 |
356 |
207 |
356 |
|
1-3 |
951 |
696 |
551 |
518 |
612 |
536 |
472 |
508 |
527 |
951 |
|
8-4 |
171 |
210 |
113 |
160 |
151 |
273 |
295 |
166 |
161 |
295 |
Составим таблицу 11.3:
Таблица 11.3
Номер ветви |
Марка провода и его сечение, мм2 |
Допустимый ток по нагреву, А |
Рабочие токи, А, в режиме |
|||
наибольших нагрузок |
наименьших нагрузок |
послеаварийном режиме |
||||
1-4 |
2240/32 |
1210 |
390 |
88 |
504 |
|
1-5 |
2240/32 |
1210 |
161 |
72 |
327 |
|
6-7 |
70/11 |
265 |
61 |
26 |
63 |
|
9-6 |
185/43 |
515 |
108 |
45 |
221 |
|
4-2 |
2240/32 |
1210 |
163 |
231 |
425 |
|
5-8 |
2240/32 |
1210 |
316 |
249 |
403 |
|
2-3 |
2240/32 |
1210 |
207 |
71 |
356 |
|
1-3 |
2240/32 |
1210 |
526 |
284 |
951 |
|
8-4 |
2240/32 |
1210 |
161 |
264 |
638 |
Все провода линий удовлетворяют условиям их допустимого нагрева.
12. Расчет технико-экономических показателей
Приведем основные технические и экономические показатели электрической сети:
1. Номинальные напряжения в сети.
2. Протяженность линий электропередачи:
.
3. Передаваемая активная мощность:
.
4. Потери мощности:
-по линиям
.
-по трансформаторам
.
5. Потери электроэнергии:
-по линиям
.
-по трансформаторам
.
6. Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности:
-по линиям
.
-по трансформаторам
;
.
7. Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии:
-по линиям
.
-по трансформаторам
;
.
8. Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам:
;
;
;
.
Заключение
Итак, в ходе проделанной работы, была спроектирована сеть районной электроэнергетической системы. Данная конфигурация сети отвечает всем требованиям надежности, которые предъявляются к потребителям I, II, III категорий. Снижения напряжения в узлах не превышают допустимых. Определенное номинальное напряжение сети - 330 кВ. Сечения проводов выбраны по всем критериям и по наибольшему току в послеаварийных режимах. Была произведена оценка достаточности регулирования напряжения при встречном регулировании. Выбор схемы сети был произведен по критерию минимума затрат. И в дальнейшем производился расчет с учетом поэтапного развития сети. В данной сети потери составляют меньше допустимых. По тому насколько правильно была выбрана схема и насколько правильно принимались инженерные решения и практические навыки и умения полученные по дисциплине «Электроэнергетические системы» свидетельствуют полученные технико-экономические показатели. Данный проект выполнен самостоятельно, но непосредственно под контролем руководителя данной работы.
Литература
1. Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Электрические системы и сети. Проектирование: Учебное пособие для вузов.-2-е изд., исп. и доп.-Мн.: Выш.школа., 1986.
2. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро.-М.: Энергия, 1985.
3. Герасименко А.А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие.-Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006.
4. Поспелов Г.Е., Федин В.Т., Лычев П.В. Электрические системы и сети: Учебное пособие для вузов.-Мн.: Технопринт.,2004.
5. Сыч Н.М., Федин В.Т. Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических систем: Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине “Энергетические системы и сети”.-Мн.: Технопринт., 2000.
6. Конспект лекций по дисциплинам «Электрические сети», «Электрические системы» профессор Федин В.Т.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных из них. Расчет потокораспределения, номинальных напряжений, мощности в сети. Подбор компенсирующих устройств, трансформаторов и сечений проводов воздушных линий электропередачи.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 24.11.2013Оптимальная схема развития районной электрической сети. Выбор номинальных напряжений и оптимальной конструкции сети. Расчет сечений проводов, мощности компенсирующих устройств. Выбор оборудования подстанций. Расчет максимального режима энергосистемы.
курсовая работа [202,3 K], добавлен 24.03.2012Разработка 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 16.03.2012Обоснование выбора параметров и математическое моделирование воздушных линий, трансформаторов и автотрансформатора при проектировании электрической сети. Технико-экономическое сравнение двух вариантов сети. Спецификация оборудования и материалов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.06.2011Построение вариантов схемы электрической сети. Предварительный расчет потоков мощности. Выбор номинальных напряжений для кольцевой сети. Определение сопротивлений и проводимостей линий электропередачи. Проверка сечений по техническим ограничениям.
курсовая работа [515,7 K], добавлен 29.03.2015Выбор конфигурации, оптимальной схемы, сечения проводов, трансформатора, активной и реактивной мощностей, нагрузок, напряжения с целью проектирования районной электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 02.02.2010Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов. Выбор сечений линий электропередач для различных вариантов схемы развития. Экономическое сравнение вариантов электрической сети. Исследование аварийных и послеаварийных режимов электрической сети.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.12.2014Выбор вариантов развития существующей сети. Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий радиального варианта сети. Определение сечений проводов сооружаемых линий радиального варианта сети. Выбор понижающих трансформаторов на подстанции.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 22.07.2014Этапы 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 27.04.2010Разработка схем электрической сети района. Предварительное распределение мощностей. Выбор номинальных напряжений линий, сечения и марок проводов. Определение потерь мощности в линиях. Выбор трансформаторов и схем подстанций. Расчёт количества линий.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 05.04.2010