Выдержка из текста работы
Основной задачей курсовой работы является разработка проекта электрической сети с номинальным напряжением 110-220 кВ, включающей 4 узла нагрузки, питающихся от подстанции энергосистемы, расположенной в пункте с координатами Х=0, Y=0.
В задании, приведенном в приложении А, указываются следующие исходные данные:
— характеристики нагрузок электрической сети: активная мощность, потребляемая в максимальном и минимальном режимах, коэффициенты мощности нагрузок, состав нагрузок по категориям требуемой надежности электроснабжения;
— координаты нагрузочных узлов в масштабе 1мм:1км.
В работе рассматриваются следующие основные разделы:
а) составление и выбор целесообразных вариантов схем электрической сети и выбор номинального напряжения;
б) предварительный расчет мощностей на участках сети;
в) выбор типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях;
г) выбор сечений проводов ВЛ;
д) расчет основных режимов работы электрической сети и определение их параметров.
1. Задание
1. Произвести приближенный электрический расчет сети с Uн=110 кВ
а. Определить расчетную нагрузку каждого узла;
б. Составить и выбрать целесообразные варианты схем электрической сети;
в. Найти распределения мощности по участкам;
г. Выбрать сечения проводов;
д. Выбрать тип и мощность трансформатора.
2. Произвести уточненный расчет режимов сети
а. Рассчитать максимальный режим;
б. Рассчитать минимальный режим.
Исходные данные:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
х |
-15 |
-55 |
35 |
55 |
|
|
у |
-45 |
-25 |
20 |
15 |
Климатический район — 3.
2. Определение расчетных нагрузок
В задании на курсовую работу приводятся значения максимальной активной мощности, величина коэффициента мощности нагрузок и отношение Рmin\ Pmax. Нормативный коэффициент мощности на шинах высокого напряжения подстанций принимается равным соsцн = 0.93, что соответствует tgцн=0.4.
Исходя из этого, необходимо предусмотреть на всех подстанциях установку компенсирующих устройств, мощность которых определяется по формуле
(2.1)
где — максимум нагрузки узла;
Реактивная мощность, потребляемая с шин низкого напряжения
(2.2)
где —
(2.3)
Теперь находим расчетные реактивные нагрузки
По полученным данным можно записать полную мощность каждого узла:
2.1 Составление и выбор целесообразных вариантов схем электрической сети
Известно следующее месторасположение потребителей и источника питания А (Рисунок 2.1), Во всех узлах имеются потребители I категории
Рисунок 2.1 — Месторасположение потребителей и источника питания
Возможные варианты схем электрической сети.
Рисунок 2.2-вариант 1 Рисунок 2.3-вариант 2
Предварительно составим таблицу
Таблица 2.1 — Сравнение вариантов схем сети
|
№ Варианта |
Суммарные длины ВЛ, км |
|
|
1 2 |
347 289 |
Исходя из суммарной длины линии электропередачи целесообразно выбрать вариант 2 (Рисунок 2.3).
3. Выбор сечения проводов
3.1 Определение распределения мощности по участкам
Находим мощности в кольцевой схеме
Разрежем кольцо по источнику А, и получим схему с двумя источниками (Рисунок 3.1)
Рисунок 3.1
Найдем мощность на участке
(3.1)
где — — длины участков; — мощности соответствующих узлов.
Подставляем значения в (3.1):
Найдем мощность на участке
Найдем мощность на участке :
Рисунок 3.2
Найдем мощность на участке
(3.2)
где — — длины участков; — мощности соответствующих узлов.
Подставляем значения в (3.2):
Найдем мощность на участке
Найдем мощность на участке :
3.2 Выбор сечения проводов
электрический сеть трансформатор провод
Токи на участках сети одноцепной линии определяются по формуле:
(3.3)
где — мощность на участке n-m; — номинальное напряжение.
Токи на участках сети двух-цепной линии определяются по формуле:
(3.4)
Ток на участке А-1 равен
Ток на участке 1-2 равен
Ток на участке 2- равен
Ток на участке A-3 равен
Ток на участке 3-4 равен
Ток на участке 2- равен
По полученным данным выбираем провода и заносим их в таблицу:
Таблица 1.2
|
№ уч-ка |
Марка провода |
l, км |
r0, Ом/км |
x0, Ом/км |
b0•10-6 См/км |
R+jX, Ом |
Iдоп, А |
|
|
А-1 |
АС-240/32 |
48 |
0,12 |
0,405 |
2,81 |
5,76+j19,44 |
605 |
|
|
1-2 |
АС-70/11 |
45 |
0,42 |
0,44 |
2,55 |
18,9+j19,8 |
265 |
|
|
А/-2 |
АС-240/32 |
60 |
0,12 |
0,405 |
2,81 |
7,2+j24,3 |
605 |
|
|
A-3 |
АС-240/32 |
40 |
0,12 |
0,405 |
2,81 |
4,8+j16,2 |
605 |
|
|
3-4 |
АС-95/16 |
40 |
0,306 |
0,434 |
2,61 |
12,24+j17,2 |
330 |
|
|
A/-4 |
АС-240/32 |
57 |
0,12 |
0,405 |
2,81 |
6,84+j23 |
605 |
4. Выбор трансформаторов для питающих узлов
Выбор числа трансформаторов (автотрансформаторов) зависит от требования надежности электроснабжения питающихся подстанций потребителей и является технико-экономической задачей. В проекте выбор числа и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях рассматривается с общих позиций и режимы их работы детально не прорабатываются.
Количество трансформаторов (автотрансформаторов), устанавливаемых на подстанциях всех категорий, принимается, как правило, не более двух.
При установке двух трансформаторов (автотрансформаторов) и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирается с учетом нагрузки трансформатора не более 70% суммарной максимальной нагрузки подстанций в номинальном режиме, и из условия покрытия нагрузки потребителей при выходе из работы одного трансформатора с учетом допустимой перегрузки до 40 %. Согласно ПУЭ /I/ трансформаторы в аварийных режимах допускают перегрузку до 140% на время максимума нагрузки не более 6 часов в течение 5 суток. Таким образом, желаемая мощность трансформатора выбирается по выражению
(4.1)
После определения мощности трансформатора выбирается стандартный трансформатор большей номинальной мощности и проверяется его коэффициент загрузки
(4.2)
где n — число трансформаторов.
Трансформаторы и автотрансформаторы принимаются со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).
Для узла №1:
Выбираем трансформатор ТРДЦН — 63000/110
Для узла №2:
Выбираем трансформатор ТРДН — 25000/110
Для узла №3:
Выбираем трансформатор ТРДН — 25000/110
Для узла №4:
Выбираем трансформатор ТРДН — 40000/110
Полученные данные вносим в таблицу
Таблица 1.3
|
№ узла |
, МВА |
Тип трансформатора |
||||||||
|
1 |
80,78 |
2хТРДЦН-63000/110 |
10,5 |
260 |
59 |
410 |
0,87 |
22 |
0,64 |
|
|
2 |
37,7 |
2хТДРН-25000/110 |
— |
120 |
27 |
175 |
2,54 |
55,9 |
0,75 |
|
|
3 |
43,08 |
2хТДН-25000/110 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
0,86 |
|
|
4 |
70 |
2хТРДН-40000/110 |
— |
172 |
36 |
260 |
1,4 |
34,7 |
0,88 |
5. Уточненный расчет режимов сети
5.1 Максимальный режим
Расчет максимального режима в кольцевой сети
Рисунок 5.1 — Схема кольцевой цепи в разрезе
Рассчитаем максимальный режим на участке А-1
Мощность поступающая на шины подстанции 1
(5.1)
где — , -активная и реактивная мощность узла; — постоянная составляющая потерь трансформатора; — переменная составляющая потерь трансформатора
(5.2)
где — активное сопротивление трансформатора;
(5.3)
где — реактивное сопротивление трансформатора.
Подставим значения в (5.2),(5.3):
Тогда
Мощность поступающая на шины подстанции 2
Тогда
Определим потоки мощности в кольцевой цепи
Мощность передаваемая от А к 1 равна:
(5.4)
Подставим значения в (5.4):
Мощность на участке 1-2 равна:
Мощность на участке А’-2 равна:
Рисунок 5.2 — Схема кольцевой цепи в разрезе
Мощность поступающая на шины подстанции 3
Тогда
Мощность поступающая на шины подстанции 4
Тогда
Определим потоки мощности в кольцевой цепи
Мощность передаваемая от А к 3 равна:
(5.5)
Подставим значения в (5.5):
Мощность на участке 3-4 равна:
Мощность на участке А’-4 равна:
Находим потери напряжения в максимальном режиме.
Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=115кВ. Напряжения следующего узла равно
(5.6)
Найдем напряжение в узле 1
Потеря напряжения в узле 1
Найдем напряжение в узле 2
Потеря напряжения в узле 2
Найдем напряжение в узле 3
Потеря напряжения в узле 3
Найдем напряжение в узле 4
Потеря напряжения в узле 4
5.2 Минимальный режим
Рисунок 5.3 — Схема кольцевой цепи в разрезе
Рассчитаем минимальный режим на участке А-1
Мощность поступающая на шины подстанции 1
(5.7)
Тогда
Мощность поступающая на шины подстанции 2
Тогда
Определим потоки мощности в кольцевой цепи
Мощность передаваемая от А к 1 равна:
(5.8)
Подставим значения в (5.8):
Мощность на участке 1-2 равна:
Мощность на участке А’-2 равна:
Рисунок 5.4 — Схема кольцевой цепи в разрезе
Мощность поступающая на шины подстанции 3
Тогда
Мощность поступающая на шины подстанции 4
Тогда
Определим потоки мощности в кольцевой цепи
Мощность передаваемая от А к 3 равна:
(5.9)
Подставим значения в (2.8):
Мощность на участке 3-4 равна:
Мощность на участке А’-4 равна:
Находим потери напряжения в максимальном режиме.
Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=110кВ. Напряжения следующего узла равно
(5.10)
Найдем напряжение в узле 1
Потеря напряжения в узле 1
Найдем напряжение в узле 2
Потеря напряжения в узле 2
Найдем напряжение в узле 3
Потеря напряжения в узле 3
Найдем напряжение в узле 4
Потеря напряжения в узле 4
5.3 Послеаварийный режим работы
Определим распределение мощностей после отключения линии по которой проходит самая большая мощность. Отключим линию А-1.
Найдем мощность на участке А-2
Мощность на участке 1-2 равна
Находим потери напряжения в послеаварийном режиме.
Определение потери напряжения начнется от источника А, где UA=115кВ.
Найдем напряжение в узле 3
Потеря напряжения в узле 2
Потеря напряжения в узле 1
Расчет курсовой работы завершен
Заключение
В данной курсовой работе нашей задачей была научиться проектировать и рассчитывать электрические сети. По заданию курсовой работы мы должны были сделать приближенный и уточненный расчеты электрической сети Uн=110 кВ.
В первой части курсовой работы мы определили расчетные нагрузки в каждом узле; выбрали целесообразную схему сети исходя из общей длины линий; нашли распределения мощности по участкам сети; выбрали сечения проводов и трансформаторы.
Во второй части курсовой работы мы рассчитали два режима работы электрической сети: максимальный и минимальный (60% от максимального). При максимальном режиме потери напряжения в узлах достигли 5%, а при минимальном до 1%
В результате выполненной курсовой работы можно сделать вывод, что при уменьшении нагрузки в сети снижаются потери мощности в линиях электропередач и напряжения в узлах.
Список литературы
1. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. — М.: Энергоатомиздат, 1985.
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материала для курсового и дипломного проектирования: Учеб. Пособие для вузов. — М: Энергоатомиздат, 1989.
3. Блок В.М. Электрические сети и системы. — М.: Высшая школа 1986.
4. Пособие по дипломному и курсовому проектированию для электроэнергетических специальностей /Под ред. В.М. Блока. — М.: Высшая школа, 1981.
Размещено на
