Проектирование электрической сети

Разработка 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.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 3
• 2 РАЗРАБОТКА СХЕМ РАЗВИТИЯ СЕТИ 4
• 3.2 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 2 8
• 3.3 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 3 10
• 3.4 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 4 11
• 3.5 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 5 13
• 4 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ 15
• 5 ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ЛЭП НА УЧАСТКАХ СЕТИ 18
• 5.1 Определение сечений проводов ЛЭП. Вариант 1 19
• Таблица 5.1 - Выбор сечений проводов ВЛ. Вариант 1 21
• 6 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ПОНИЖАЮЩИХ ПОДСТАНЦИЯХ 27
• 7 ВЫБОР СХЕМ ПОДСТАНЦИЙ 30
• 7.1 Выбор схем электрических соединений РУ ПС на стороне ВН 30
• 9.1 Расчет установившегося режима максимальных нагрузок. Вариант 1 50
• 9.1.1 Составление схемы замещения сети и определение ее параметров 50
• 9.1.3 Расчёт потоков мощности на участках сети 53
• 9.1.4 Определение напряжений в узлах схемы 57
• 9.1.5 Выбор средств регулирования напряжения 59
• 9.2 Расчет установившегося режима максимальных нагрузок. Вариант 3 61
• 9.2.1 Составление схемы замещения сети и определение ее параметров 61
• 9.2.2 Определение расчётных эквивалентных нагрузок узлов, входящих в кольцо 63
• 9.2.3 Расчёт потоков мощности и нахождение точки потокораздела 63
• 9.2.5 Выбор средств регулирования напряжения 67
• 9.3 Расчет установившихся послеаварийных режимов. Вариант 1 69
• 9.3.1 Обрыв одной цепи на участке 6-11 69
• 9.3.2 Определение расчётных нагрузкок узлов 70
• 9.3.3 Определение потерь 71
• 9.3.5 Выбор средств регулирования напряжения 73
• 9.4.1 Отключение источника со стороны 1-2 75
• 9.4.2 Определение потерь. 76
• 10 РАСЧЕТ СЕТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОГРАММЫ RASTR 79
• 10.1 Расчёт установившихся режимов. Вариант 5 79
• 10.2 Расчёт установившихся режимов. Вариант 4 91
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 104
• ВВЕДЕНИЕ
• Развитие энергетики России, усиление связей между энергосистемами требует расширения строительства электроэнергетических объектов, в том числе линий электропередач и подстанций напряжением 35-110кВ переменного тока.
• Электропередачи решают такую задачу как образование электрических систем. Независимо от развития путей выработки электроэнергии и техники передачи электрической энергии системообразующая функция электропередач будет оставаться весьма важной и существенной.
• Задача проектирования электрической сети относится к классу оптимизационных задач, однако не может быть строго решена оптимизационными методами в связи с большой сложностью задачи, обусловленной многокритериальностью, многопараметричностью и динамическим характером задачи, дискретностью и частичной неопределенностью исходных параметров.
• В этих условиях проектирование электрической сети сводится к разработке конечного числа рациональных вариантов развития электрической сети, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергией в нормальных и послеаварийных режимах. Выбор наиболее рационального варианта производится по экономическому критерию. При этом все варианты предварительно доводятся до одного уровня качества и надёжности электроснабжения. Экологический, социальный и другие критерии при проектировании сети учитываются в виде ограничений.
• 1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
• Схема района развития сети показана на рисунке 1.1.
• Дополнительные данные:
• cosц = 0,9 - для всех нагрузок;
• потребители узла 3 - III категории надежности, в остальных узлах состав потребителей по надежности одинаков: I категории - 30%, II - 30%, III - 40%;
• номинальное напряжение потребителей 10 кВ;
• T_MAX нагрузок - 4500 ч;
• район проектирования - Урал;
• масштаб: 1 см = 10 км.

Рисунок 1.1 - Исходный район проектирования сети

Мощности нагрузок узлов приведены в таблице 1.1;

Таблица 1.1 - Мощность нагрузок

Узел	2	3	6	8	11
P, МВт	30	20	20	15	45

Содержанием проекта является выбор наилучшей в технико-экономическом смысле схемы развития районной электрической сети при соблюдении заданных требований к надежности схемы и к качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям.

2 РАЗРАБОТКА СХЕМ РАЗВИТИЯ СЕТИ

Схемы электрических сетей должны обеспечить необходимую надежность электроснабжения, требуемое качество энергии у потребителей, удобство и безопасность эксплуатации, возможность дальнейшего развития сети и подключения новых потребителей.

В соответствии с ПУЭ нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (допускается от двух секций шин районных подстанций).

Двухцепная ЛЭП не удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения потребителей I и II категорий, так как при повреждении опор возможен перерыв питания. Для таких потребителей следует предусматривать не менее двух одноцепных линий. Для электроприемников III категории допустимо питание по одной линии при технико-экономическом обосновании такого варианта, то есть при учете ущерба от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания.

Для каждого потребителя I и II категорий на его подстанции устанавливаются по два понижающих трансформатора с распределительным устройством на высокой стороне.

При разработке вариантов электроснабжения потребителей (рисунки 2.1-2.5), учтено наличие двух существующих линий 110 кВ сечением АС-240 между питающей подстанцией 1 и узлом 2 мощностью 30 МВт.

Все разомкнутые варианты требуют сооружения на всех участках двух параллельных цепей, рассмотрение кольцевых сетей позволяет наметить сооружение одной цепи. Однако здесь необходимо учитывать возможные перетоки мощности по линиям и их пропускную способность.

2.1 Варианты схемы развития сети района

Рисунок 2.1 - Вариант 1 развития сети

Рисунок 2.2 - Вариант 2 развития сети

Рисунок 2.3 - Вариант 3 развития сети



Рисунок 2.4 - Вариант 4 развития сети

Рисунок 2.5 - Вариант 5 развития сети

3 РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В СЕТИ

В сетях с односторонним питанием потокораспределение рассчитываем последовательным сложением мощности узлов, начиная от самых отдаленных, к источнику. Таким образом, получаем перетоки мощности на всех радиальных участках сети.

В случае сети замкнутого типа, перетоки рассчитываем, используя правило «моментов», представив сеть замкнутого типа в виде сети с двухсторонним питанием. При этом мощность каждого источника такой сети определяем по формуле:

, (3.1)

где , - определяемые активная и реактивная мощности источников;

, - активная и реактивная составляющие в узлах потребителей;

- расстояние противоположного источника до потребителя;

- общее расстояние между источниками.

На остальных участках мощность определяется по закону Кирхгофа.

Если в кольце имеются участки с двумя параллельными цепями, то эти участки приводим к эквивалентным длинам:

(3.2)

где - длина линии, км;

- число параллельных ветвей.

3.1 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 1

В варианте 1 рассматривается схема сети только с радиальными участками, т.е. с односторонним питанием. Потоки мощности на участках определяются по закону Кирхгофа.

Реактивные мощности определяем из выражения:

(3.3)

где

Рисунок 3.1 - Потокораспределение в сети. Вариант 1

3.2 Расчет потокораспределения в сети. Вариант 2

В варианте 2 присутствует как радиальная, так и кольцевые части, поэтому сначала рассчитаем радиальные участки, а затем вычислим эквивалентные нагрузки для расчета кольцевого участка.



Расчет кольцевой сети:

Рисунок 3.2а - Потокораспределение в кольцевой части.Вариант2



Рисунок 3.2б - Потокораспределение в сети.Вариант2

3.3 Расчет потокораспредел...