Курсовая работа (т): Проектирование распределительной электрической сети Дальнего Востока

Проектирование распределительной электрической сети Дальнего Востока

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский Государственный Университет (ФГБОУ ВПО «АмГУ»)

Факультет Энергетический

Кафедра Энергетики

Направление подготовки 140400.62 - Электроэнергетика и электротехника

Профиль ‒ Электрические станции

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Проектирование распределительной электрической сети Дальнего Востока

по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»

Исполнитель

студент группы 142об1

Е.А. Шевченко

Благовещенск 2014

Реферат

Электрическая сеть, номинальное напряжение, компенсирующие устройства, силовые трансформаторы, длительно допустимый ток, провода, эффективная мощность.

Цель работы - по заданным исходным величинам разработать восемь возможных вариантов электрической сети для электроснабжения потребителей А - Ж, рассчитать рациональное напряжение и на основе этого расчета принять номинальное напряжение в рассматриваемой сети, провести компенсацию реактивной мощности, выбрать силовые трансформаторы на подстанциях проектируемой сети и способы регулирования напряжения. Для передачи электрической энергии выбранного номинального напряжения необходимо произвести выбор проводов, выдерживающих прохождение по ним длительно-допустимых токов.

Основу методологии расчетов составляет метод расчета режима по данным начала.

На основе имеющихся расчетных значений электрических величин и параметров был произведен выбор двух конкурентно способных вариантов и для произведен их экономический расчет, а также расчет максимального, минимального и послеаварийного режимов с использованием программы RastrWin 3 для одного из них.

Содержание

Введение

. Климатическая и географическая характеристика района

.1 Анализ источников питания

.2 Основные климатические и географические характеристики

. Разработка конкурентноспосодных вариантов электрической сети

.1 Разработка 8 вариантов конфигурации электрической сети

.2 Выбор 4 вариантов конфигурации сети

.3 Выбор типов схем РУ подстанций

.4 Выбор двух конкурентоспособных вариантов

конфигурации электрической сети

.5 Расчет упрощенного потокораспределения активной мощности и выбор номинального напряжения

.6 Компенсация реактивной мощности (КРМ)

.7 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

.8 Выбор сечений проводников

.9 Конструктивное исполнение электрической сети

. Выбор оптимального варианта электрической сети

.1 Расчёт капиталовложений

.2 Расчёт эксплуатационных издержек

.3 Определение среднегодовых эксплуатационных затрат

. Расчет и анализ установившихся режимов

.1 Расчет максимального режима

.1.1 Расчет максимального режима ручным способом

.1.2 Расчет максимального режима в ПВК RastrWin 3

.1.3 Расчет послеаварийного режима в ПВК RastrWin 3

. Регулирование напряжения в сети

.1 Регулирование напряжения в максимальном режиме

. Технико-экономические показатели проекта

Заключение

Библиографический список

Определения, обозначения, сокращения

БК - батареи конденсаторов;

ВЛ - воздушная линия;

ГОСТ - государственный стандарт;

ГЭС - гидравлическая электростанция;

ИП - источник питания;

КУ - компенсирующие устройства;

ЛЭП - линия электропередач;

ОРУ - открытое распределительное устройство;

ПС - подстанция;

РУ- распределительное устройство;

РУВН - распределительное устройство высшего напряжения;

РУСН - распределительное устройство среднего напряжения;

ТЭС - тепловая электростанция.

Введение

Электроэнергетика - это комплексная отрасль хозяйства, которая включает в свой состав отрасль по производству электроэнергии и передачу ее до потребителя.

Электроэнергетика является важнейшей базовой отраслью промышленности России. От уровня ее развития зависит все народное хозяйство страны, а также уровень развития научно-технического прогресса в стране. Надежное и эффективное функционирование электроэнергетики, бесперебойное снабжение потребителей - основа поступательного развития экономики страны и неотъемлемый фактор обеспечения цивилизованных условий жизни всех ее граждан. Электроэнергетика является элементом ТЭК. ТЭК России является мощной экономико-производственной системой. Он определяющим образом влияет на состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая 1/5 производства валового внутреннего продукта, 1/3 объема промышленного производства и доходов консолидированного бюджета России, примерно половину доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений.

В настоящее время электроэнергетика переживает состояние острого кризиса. Существуют крупные препятствия и нерешенные проблемы, не позволяющие форсировать процесс российских реформ. Это, прежде всего - затянувшийся системный кризис экономики страны, вызвавший серьезные перебои в системе денежного обращения и финансировании отрасли.

Одним из принципов размещения электроэнергетики на современном этапе развития рыночного хозяйства является строительство преимущественно небольших по мощности тепловых электростанций, внедрение новых видов топлива, развитие сети дальних высоковольтных электропередач.

Электрическая сеть является основным компонентом электроэнергетики. Сеть электроснабжения характерна тем, что связывает территориально удалённые пункты источников и потребителей. Это осуществляется при помощи линии электропередачи - специальных инженерных сооружений, состоящих из проводников электрического тока, сооружений для размещения и прокладки (опоры, эстакады, каналы), средств изоляции (подвесные и опорные изоляторы) и защиты (грозозащитные тросы, разрядники, заземление).

Целью проектирования электрических сетей является обеспечение эффективной и надежной схемы энергоснабжения потребителей.

Основные задачи проектирования электрических сетей:

1. расчет и прогнозирование электрических нагрузок на основе теории вероятности;

. составление балансов активных и реактивных мощностей;

3.      разработка конкурентноспособных вариантов развития или реконструкции электрической сети;

. проектирование линии электропередачи;

. расчет и анализ установившихся режимов;

. организация релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи;

7. оптимизация параметров режима;

Проектирование осуществляется по известному взаимному географическому расположению источников питания и пунктов приема электроэнергии, климатических и географических особенностей района проектирования, продолжительности использования наибольшей нагрузки. В проекте применим такие методы, как:

расчёт и прогнозирование электрических нагрузок;

технический анализ вариантов конфигураций электрической сети.

Данный проект предусматривает проектирование электроэнергетической сети на примере Приморского края, энергетическая отрасль которого имеет большие перспективы дальнейшего развития.

Для облегчения расчета в проекте будут использованы промышленные программы: «Расчёт нагрузок» и «Mathcad 14».

1. Характеристика района проектирования электрической сети

.1 Анализ источников питания

В качестве источников питания проектируемой распределительной сети центра Приморского края выбраны подстанция «Уссурийск-2» и ВТЭЦ-2.

Подстанция «Уссурийск-2» мощностью 688 МВА находится в эксплуатации около 40 лет и участвует в транзите электроэнергии от Приморской ГРЭС на юг Приморского края. От стабильной работы подстанции зависит надежность электроснабжения таких крупных потребителей региона, как Уссурийский локомотиворемонтный завод, ОАО «Спасскцемент», объекты Дальневосточной железнодорожной магистрали и других.

Схема подстанции «Уссурийск-2» показана на рисунке 1. На территории ПС «Уссурийск-2» находится четыре распределительных устройства на 6, 35, 110, 220 кВ. РУ 110 кВ выполнено по схеме две секционированные системы шин с обходной. В РУ имеются 1 обходной, 13 рабочих, 1 секционный, 8 линейных и 5 трансформаторных выключателей.

К достоинствам данной схемы можно отнести взаимозаменяемость выключателей, то есть при отказе одного из них его может продублировать обходной выключатель, возможность быстрого восстановления питания путем переключения на неповрежденную систему шин, высокая ремонтопригодность. К недостаткам данной схемы можно отнести тот факт, что из-за большого количества присоединений возникают аварийные ситуации, связанные с неправильными действиями при оперативных переключениях.

РУ 220 кВ выполнено по схеме две рабочие и обходная системы шин. В РУ присутствуют 5 рабочих, 1 секционный, 3 линейных, 2 трансформаторных выключателя. РУ 35 и 6 кВ выполнены по схеме одна секционированная система шин.

Главным достоинством схемы является то, что при отказе одного из выключателей все присоединения остаются в работе. Следующим плюсом данной схемы является её высокая надежность, так как даже при повреждении на шинах все цепи остаются в работе. Операции с разъединителями значительно меньше, чем в схемах с рабочими системами шин.

К большому недостатку можно отнести отключение короткого замыкания двумя выключателями, что увеличивает число действий с выключателями. Так же к минусам можно отнести усложнение цепей релейной защиты и увеличение количества выключателей в цепи, что ведет к удорожанию стоимости распределительного устройства.

ВТЭЦ-2 обеспечивает электроэнергией и теплом более 60 процентов всех потребителей во Владивостоке. Численность коллектива станции составляет почти 900 человек десятков разных профессий. В декабре 2010 года ВТЭЦ-2, как и другие станции ОАО «Дальэнерго»: Артёмовская ТЭЦ и Партизанская ГРЭС, - вошла в новый филиал энергокомпании Примгенерация. Распределительные устройства ВТЭЦ-2 110, 220 кВ выполнены по схеме - две рабочие и обходная системы шин. Главная схема подстанции показана на рисунке 2. В РУ 110 кВ имеются 1 обходной, 11 рабочих, 1 секционный, 5 линейных и 6 трансформаторных выключателей. На подстанции установлено 2 трехобмоточных трансформатора и 3 двухобмоточных транформатора. В РУ 220 кВ присутствуют 4 рабочих, 1 обходной, 1 линейных, 3 трансформаторных выключателя. На подстанции установлено 2 двухобмоточных трансформатора.

1.2 Основные климатические и географические характеристики необходимые для проектирования электрической сети

Приморский край занимает юго-восточную окраину России. Он расположен в самой южной части Дальнего Востока на берегу Японского моря.

В рельефе Приморского края четко выделяются две горные системы (Восточно-Маньчжурская и Сихотэ-Алинь), а также Приханкайская равнина. Сихотэ-Алинь, включающая в себя многочисленные горные ряды и обособленные возвышенности, составляет около 70 % всей Приморской территории. Средняя высота этой системы над уровнем моря около 500-100м.

Почвы в районе расположения буротаежные, болотистые. Глубина промерзания 1,85 м. Первый слой почвы занимают суглинки маловлажные (1,5 м), второй слой - пески (до 7 м).

Средняя температура зимой составляет -20 ⁰С, летом + 17,7 ⁰С.

Минимальная температура в январе месяце составляет -45 ⁰С, максимальная температура в июле месяце составляет +28 ⁰С.

В пределах береговой зоны скорости ветра зимой значительны. Так, средние скорости ветра составляют всюду более 5 м/сек, достигая местами на открытых участках 10 м/сек. Скоростной наибольший нормативный напор ветра равен 650 Па. Район по ветру - IV. Преобладающее направление ветров - северо-западное.

Район по гололеду - IV. Температура при образовании гололеда -10°С.

Среднегодовая продолжительность гроз на выбранной территории составляет от 10 до 20 часов.

2. Разработка конкурентноспособных вариантов  электрической сети

.1 Разработка 8 вариантов конфигурации электрической сети

По точкам взаимного расположения подстанций и источников питания разрабатываются различные варианты конфигурации электрической сети с учетом следующих принципов:

)        В разомкнутых сетях необходимо исключить обратные перетоки мощности;

)        В замкнутых сетях должен быть один класс номинального напряжения;

)        Разветвление электрической сети целесообразно делать на подстанциях;

)        Необходимо учесть, что кольцевые сети более надежны и удобны в обслуживании, но имеют повышенный уровень потерь. Разомкнутые сети более просты в исполнении имеют меньший уровень потерь, но менее надежны;

)        При разработке вариантов необходимо использовать более простые схемы распределительных устройств подстанций;

)        Каждый вариант сети обязан соответствовать требованиям по надежности электроснабжения своих потребителей;

Каждый вариант должен вычерчиваться в масштабе с указанием числа цепей и длин линий под ними.

.2 Выбор 4 вариантов конфигурации сети для дальнейшего анализа

Из всех составленных вариантов необходимо выбрать 4 варианта конфигурации сети путем их сравнения. Для этого все варианты сетей мы разбиваем попарно, руководствуясь схожестью их конфигурации и выбираем тот вариант, который обладает большей надежностью и большей экономичностью: наименьшей длиной линий или наименьшим числом выключателей в цепях линий и распределительных устройств.

Ниже на рисунках приведены 4 выбранных варианта, а также подробное описание к ним.

Рисунок 1 - Схемы 1 (слева) и 2 (справа).

Рисунок 2 - Схемы 3 (слева) и 4 (справа).

Схема 1 характеризуется наличием двух связей между источниками питания: через подстанции В, Г и А, Д, Ж соответственно. Подстанции Б и Е - тупиковые и питание к ним подводится по двухцепным ВЛ.

В схеме 2 связь между источниками питания осуществляется через подстанции Е, Б и А, Д, Ж. Подстанции В и Г питаются по двухцепной линии.

В схеме 3 реализована связь между источниками питания через подстанции Е, Б, Г и Д, Ж. Подстанция Б запитана по двухцепной ВЛ. Подстанция В питается по двухцепной линии.

Схема 4 характеризуется наличием двух тупиковых подстанции А и Е, связь источников питания осуществляется через подстанции В, Г и Д, Ж.

.3 Выбор типов схем РУ подстанций

При выборе схем РУ подстанций необходимо учитывать число подходящих к подстанции линий, класс номинального напряжения и требования по надежности электроснабжения потребителей. Так же следует учитывать стоимость подстанции, что бы она была минимально возможная. Для этого необходимо выбирать наиболее упрощенные схемы подстанции, с наименьшим количеством выключателей.

Данным требованиям и вариантам сети данного курсового проекта будут отвечать следующие схем РУ: