Курсовая работа (т): Разработка вариантов развития сети электроснабжения потребителей

Разработка вариантов развития сети электроснабжения потребителей

Российский государственный профессионально педагогический университет

Институт Электроэнергетики и Информатики

Электроэнергетический факультет

Кафедра автоматизированных систем электроснабжения

Курсовой проект

По дисциплине: «Электрические сети и системы»

Вариант 27

Выполнил: студент гр. ЭС-303

Бекиров В.В.

Проверил: Морозова И.М.

Екатеринбург

Оглавление

Схема развития районной сети

Разработка вариантов развития сети

1       Выбор варианта сети

2       Выбор номинального напряжения сети

3       Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов

4       Расчет схем замещения

5       Выбор силовых трансформаторов

6       Расчёт установившегося режима

6.1    Расчет радиальной сети

6.2    Расчет установившихся режимов замкнутой сети

6.2.1 Расчет установившегося режима без учета потерь мощности

6.2.2 Расчет установившегося режима с учетом потерь мощности

7       Технико-экономическое сравнение вариантов

Список использованной литературы

Исходные данные

Схема развития районной сети

Дополнительные исходные данные:

· Cosф=0,9-для всех нагрузок;

·        В узле 13 потребители 3 категории надежности, в остальных узлах состав потребителей одинаков: 1 категории-30%, 2-30%, 3-40%;

·        Тmax нагрузок- 6500 часов;

·        Масштаб: 1 см=20 км;

·        Номер района по гололеду - 1;

·        Номер ветрового района - 2;

·        Характер местности - ненаселенная;

·        Минимальная температура t= - 40 C

·        Максимальная температура t=32 C

·        Эксплуатационная температура t=8 C

·        Длина пролета: L=240 м.

Разработка вариантов развития сети

напряжение сеть трансформатор провод

При разработке вариантов развития сети электроснабжения потребителей, учтены следующие обстоятельства:

1.   Узел 6 с нагрузкой Р=25 МВт имеет потребителей 1 и 2 категорий и в обоих случаях питается по двум одноцепным линиям длиной 46 км.

2.      Присоединение потребителей узла 8 с нагрузкой Р=40 МВт может быть выполнено различными способами:

-по разомкнутой (радиальной) схеме (вариант А), тогда потребители узла 1 и 2 категорий будут получать энергию по двум одноцепным линиям длиной 84 км.

по кольцевой (вариант Б) схеме, тогда потребители будут получать питание от ИП 1 по одной одноцепной линии длиной 84 км и от узла 15 по одной одноцепной линии. Длина проектируемой линии 8-15 равна 60 км.

3.   Узел 13 с нагрузкой Р=15 МВт содержит потребителей 3 категории надежности, поэтому электроснабжение этого узла осуществляется по одной одноцепной линии длиной 30 км.

4.      Узел 15 с нагрузкой Р=35 МВт имеет потребителей 1 и 2 категорий надежности. В первом варианте его электроснабжение осуществляется по двум одноцепным линиям электропередачи длинной 64 км. Во втором случае электроснабжение этого узла осуществляется по одной одноцепной линии длиной 64 км.

1    Выбор варианта сети

Для построения рациональной конфигурации сети для заданного расположения потребителей намечаем два варианта, из которых на основе технико-экономического сравнения вариантов выбирается лучший. Выбранный вариант должен обладать необходимой надёжностью, экономичностью, гибкостью.

Схема А

Схема Б

2    Выбор номинального напряжения сети

.Выбираем номинальное напряжение. Величина номинального напряжения узла зависит от передаваемой мощности и длины линии электропередач. Для выбора номинального напряжения воспользуемся формулой Илларионова.

где L - длина линии электропередач, км;

Р - передаваемая по линии мощность, МВт;

U - рекомендуемое напряжение, кВ.

.Результаты расчёта по формуле Илларионова для двух вариантов схем районной сети сводим в таблицу 1.1 .

Таблица 1.1 - Выбор номинального напряжения сети

Учитывая длины линий электропередач и передаваемую по линиям мощность для всех линий рассматриваемых схем, выбираем окончательно класс номинального напряжения 110кВ.

3    Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов

Для расчёта токов нагрузки в линиях определяем распределение мощности в проектируемой сети. Для схемы А:

Р1 - 6 = Р6 = 25 МВт

Р1 - 8 = Р8 = 40 МВт

Р1 - 13 = Р13 = 15 МВт

Р1 - 15 = Р15 = 35 МВт

В номинальном режиме расчетный ток Ip, А определяется формулой.

где Imax5 - максимальный ток линии на пятый год эксплуатации, А;

Р - передаваемая мощность кВт;

Uном - номинальное напряжение сети, кВ;- число цепей ЛЭП;

cosφ - коэффициент активной мощности;

N- число расщеплений проводов.

Максимальный ток на пятый год эксплуатации Imax5

Imax5 = Ip αi αT

αi - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии;

αT- коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Tmax и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы Км.

Для линии 110 кВ значение αi принимается равным 1,05, а αT =1,3 (1, с. 158, табл. 4.9) при Км=1,0 и Тмах >6000 ч.

Выбираем по экономическим интервалам сечение проводов для двухцепной линии напряжением 110кВ выполненных на стальных опорах первый район по гололеду.

Iдоп≥Iмах5

где Iдоп - допустимый ток;мах5 - расчётный ток линии на пятый год эксплуатации на одну линию, А.

Уточняем допустимый ток с учетом температуры окружающей среды

Iдоп ос=Iдоп*kос

где kос = 0.94 [2, c292, табл. 7.13]

Проверяем выбранные провода на нагрев в аварийном режиме

Iав=2*Iмах5 ≤Iдоп

Результаты расчетов выбора сечений проводов для схемы А сведены в таблицу:

Для кольца 1-8-15 находим активную мощность на головных участках 1-8 и 1-15.

Проверка:

.8+P1.15=P8+P15

,38+34,61=40+35

МВт=75 МВт

Результаты выбора сечения проводов для схемы Б занесены в таблицу:

Проверка на аварийный режим производится для двух случаев:

А) обрыв линии 1-8;

Б) обрыв линии 1-15;

Обрыв линии 1-8

определим потоки мощности

Рав=35+40=77

4    Расчет схем замещения

Исходными данными для расчета схемы замещения являются справочные данные выбранных марок проводов, приведенных выше в таблицах.

Расчет схемы замещения варианта А

л = xo ∙ ℓ / nл= Ro ∙ ℓ / n

, Ro - удельные реактивное и активное сопротивления линии, Ом/км.- число цепей.

ℓ - длина линии в км.

Проводимости линии определяются по формулам:

Gл= g∙ ℓ n≤ 110 к В Gk = 0

Вл = Во ℓ n

- удельная проводимость линии, см/км.

Расчеты по формулам сведены в таблицу :

Данные схемы замещения варианта А

Расчет схемы замещения варианта развития сети Б ведется аналогично предыдущим расчетам по справочным данным выбранных сечений проводов.

Расчет схемы замещения варианта Б

Активное, реактивное сопротивления и проводимости линий определяются по формулам, приведенным выше.

Результаты расчетов сведены в таблицу.

Данные схемы замещения варианта Б