Контрольная работа: Электроэнергетические системы и сети

Находим реактивную мощность, потребляемую в узлах из системы с учетом компенсирующих устройств:

Находим полную мощность с учетом компенсирующих устройств:

5. ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ ВЛ 110 кВ

Сечения проводников электрической сети выбираются в зависимости от потока мощности, передаваемой по отдельным участкам линий электропередач. Сечения воздушных ЛЭП должны, как правило, укладываться в диапазон:

- 150 мм² - при напряжении 35 кВ;

- 240 мм² - при 110 кВ;

- 400 мм² - при 220 кВ.

Следует помнить, что по условиям короны существуют ограничения по минимальному сечению для воздушных ЛЭП напряжением выше 35 кВ.

 - для одноцепной линии

 - для двухцепной линии

где:

α_i - коэффициент нагрузки, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации, принято α_i = 1,05;

α_t - коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии и попадания её в максимум энергосистемы, принято α_t = 1. U_ном = 110 кВ.

5.1 Расчет сечения проводов для варианта I

Выбор мощности S_i для I варианта:

Рис. 10 - Вариант I

Для кольцевой цепи 3 - 5 - 1 - 3:

Рис. 11 - Кольцевая цепь 3 - 5 - 1 - 3

Для радиальной цепи 3 - А - 4 - 2:

Рис. 12 - Радиальная цепь 3 - А - 4 - 2

 - по одной линии

 - по одной линии

 - по одной линии

Соответствующие токи:

Полученные данные сводим в таблицу. Сечение проводов ВЛ 110 кВ выбираются в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду [3, с. 12].

При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться климатические условия - ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.

Определение расчетных условий по ветру и гололеду согласно ПУЭ должно производиться на основании соответствующих карт климатического районирования территории РФ с уточнением при необходимости их параметров в сторону увеличения или уменьшения по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов за скоростью ветра, массой, размерами и видом гололедно-изморозевых отложений. В малоизученных районах для этой цели могут организовываться специальные обследования и наблюдения (п.2.5.38 ПУЭ: Глава 2.5. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ) [4].

Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны и радиопомех при напряжении 110 кВ должен быть не менее 11,4 мм (АС 70/11), при напряжении 220 кВ 21,6 мм (АС 240/32) или 24,0 мм (АС 300/39).

Таблица 3 - Сечения проводников электрической сети варианта I

Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой длительной нагрузке по нагреву [3, с. 16]: I_P.H ≤ I_ДОП.

Рассмотрим аварийный режим: обрыв одной линии:

 - для одноцепной линии

 - для двухцепной линии

Рассмотрим на примере, а остальные расчеты сведем в таблицу:

Таблица 4 - Сечение провода по допустимой токовой длительной нагрузке по варианту I

5.2 Расчет сечения проводов для варианта II

Выбор мощности Si для варианта II:

Рис. 13 - Электрическая сеть промышленного района, вариант II

Для кольцевой цепи А - 1 -3 - А:

Рис. 14 - Кольцевая цепь А - 1 - 3 - А

Для кольцевой цепи 4 - 2 - 5 - 4:

Рис. 15 - Кольцевая цепь 4 - 2 - 5 - 4:

Для радиальной цепи А - 6.

Рис. 16 - Радиальная цепь А - 6

 - по одной линии

Полученные данные сводим в таблицу:

Таблица 5 - Сечения проводников электрической сети варианта II

Сечение проводов ВЛ 110 кВ выбираются в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду. Выбранные проводники представлены в таблице:

Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой нагрузке по нагреву: I_P.H ≤ I_ДОП. Рассмотрим аварийный режим: обрыв одной линии:

 - для одно цепной линии

 - для двух цепной линии

Рассмотрим на примере, а остальные расчеты сведем в таблицу:

Таблица 6 - Сечение провода по допустимой токовой длительной нагрузке по варианту II

6. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

Количество трансформаторов выбирается с учетом категорий потребителей по степени надежности. Так как по условию курсового проекта, на всех подстанциях имеются потребители 1 категории и , то число устанавливаемых трансформаторов должно быть не менее двух. В соответствии с существующей практикой проектирования и согласно ПУЭ мощность трансформаторов на понижающих подстанциях рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 30% в течение 2 часов. Выбираем соответствующие типы трансформатора по табл. 1.4.2 - 1.4.5 [3]. Полная мощность ПС № 2 S₂=17,88МВА, поэтому на ПС № 2 необходимо установить два трансформатора мощностью . Аналогично выбираем для других ПС и сводим в таблицу:

Таблица 7 - Выбор трансформаторов

Таблица 8 - Технические данные трансформаторов

На каждой ПС выбираем по 2 трансформатора, это связано с тем, что Р_нагр больше 10 МВт.

7. ВЫБОР СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЙ

Основные требования к главным схемам электрических соединений:

схема должна обеспечивать надежное питание присоединенных потребителей в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с категориями нагрузки с учетом наличия или отсутствия независимых резервных источников питания;

схема должна обеспечивать надежность транзита мощности через подстанцию в нормальном, ремонтном и послеаварийном режимах в соответствии с его значением для рассматриваемого участка сети;

схема должна быть по возможности простой, наглядной, экономичной и обеспечивать средствами автоматики восстановление питания потребителей в послеаварийной ситуации без вмешательства персонала;

схема должна допускать поэтапное развитие РУ с переходом от одного этапа к другом;

без значительных работ по реконструкции и перерывов в питании потребителей;

число одновременно срабатывающих выключателей в пределах одного РУ должно быть не более двух при повреждении линии и не более четырех при повреждении трансформатора.

Одним из важнейших принципов построения сети, обеспечивающих требования надежности и минимума приведенных затрат, является унификация конструктивных решений по подстанциям.

Наибольший эффект может быть достигнут при унификации наиболее массовых подстанций, являющихся элементами распределительной сети энергосистем.

Необходимым условием для этого является типизация главных схем электрических соединений, определяющих технические решения при проектировании и сооружения подстанций.

7.1 Применение схем распределительных устройств (РУ) на стороне ВН

Для I варианта.

Для подстанций ПС 1, и ПС 5 выбираем схемы «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий».

Рис. 13 - Схема распределительных устройств подстанций ПС 1 и ПС 5

Для ПС 2 и ПС 4 выбирают схемы «два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий».

Рис. 14 - Схема распределительных устройств подстанций ПС 2 и ПС 4

Для центра питания А и ПС 3 выбирают схему «одна рабочая секционированная выключателем система шин».

Рис. 15 - Схема распределительных устройств для центра питания А и ПС 3

Для II варианта.

Выбираем «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий».

7.2 Применение схем РУ 10 (6) кВ

Для I варианта и II варианта.

Применяют схемы - «две одиночные секционированные выключателями системы шин», так как на всех этих подстанциях установлены два трансформатора с расщепленной обмоткой НН.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Практические задачи электрических сетей: учебное пособие /С. С. Ананичева, М. А. Калинкина. - Екатеринбург: УрФУ, 2012. - 112 с.

2.      Конденсаторные установки высокого напряжения нерегулируемые, стандартной комплектации, для эксплуатации внутри помещения (У3) //ОАО «СКЗ КВАР» <URL:http://kvar.su/kondensatornye-ustanovki-vysokogo-n/> (дата обращения 22.0914)

.        Ананичева С.С., Мызин А.Л., Шелюг С.Н. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования : Учебное электронное текстовое издание. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 52 с.