принципы. Курсавая работа Субудай. Курсовой проект Проектирование питающих электрических сетей энергосистем
![]()
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Тувинский государственный технический университет» Кафедра «ЭсПП» Курсовой проект Проектирование питающих электрических сетей энергосистем Вариант № 8 Выполнила: ст. гр. Эр-300 Натпит.С.Ш Проверила: Прусс С.Ю. Кызыл 2022г. СОДЕРЖАНИЕ 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ . . . . . . . . . 3 2. ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ . . . . 6 4. ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . 13 5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ . . . . 13 6. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ И СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА МОЩНОСТЕЙ . . . . . . . . . . . . 28 8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ . . . . . . . . . . . . . 45 9. ТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ . . . . . . . . . . . . . . 49 10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПРОЕКТИРОВАННОЙ СЕТИ . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ Шифр задания: 11-20-17-10-1-8 Координаты источников питания и подстанций, км: РЭС (источник неограниченной мощности) – 0, 70; подстанция №1 – 75, 70; подстанция №2 – 75, 10; подстанция №3 – 40, 0; подстанция №4 – 20, 10. Наибольшие зимние активные нагрузки подстанций и источников ограниченной мощности: подстанция №1 – P1 = 100 МВт; подстанция №2 – P2 = 90 МВт; источник ограниченной мощности – P3 = -100 МВт; подстанция №4 – P4 = 80 МВт. Коэффициенты мощности (cosφ) нагрузок и источников ограниченной мощности (электростанций): подстанция №1 – cosφ1 = 0,7; подстанция №2 – cosφ2 = 0,65; источник ограниченной мощности – cosφ3 = 0,9; подстанция №4 – cosφ4 = 0,8. Числа часов использования максимума нагрузки: подстанция №1 – Tmax,1 = 7500 ч; подстанция №2 – Tmax,2 = 5500 ч; подстанция №4 – Tmax,4 = 5500 ч. Процентный состав потребителей электроэнергии по категориям надежности: подстанция №1 – 35/35/30; подстанция №2 – 20/40/40; подстанция №4 – 50/10/40. Отношение наименьших летних нагрузок к наибольшим зимним нагрузкам составляет 0,95. Напряжение на шинах РЭС в нормальном режиме максимальных нагрузок и в послеаварийном режиме равно 1,1Uн, а в режиме минимальных нагрузок – 1,05Uн, где Uн – номинальное напряжение сети. Средний номинальный коэффициент мощности cosφср генераторов системы, в которую входит проектируемый район, составляет 0,85. Сеть проектируется для Западной Сибири. ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ Согласно исходным данным, источник питания и нагрузки имеют следующие координаты, РЭС – 0, 70; подстанция №1 – 75, 70; подстанция №2 – 75, 10; подстанция №3 – 40, 0; подстанция №4 – 20, 10. Часть потребителей каждой подстанции относится к первой или второй категориям. Поэтому они должны получать электроэнергию минимум от двух источников питания по отдельным линиям электропередач. В качестве независимых источников питания будем рассматривать раздельно работающие секции шин источника неограниченной мощности. В соответствии с этим выбираем 2 варианта сети: 1. Кольцевая сеть с пятью линиями Л1, Л2, Л3, Л4, Л5 (рис. 2.2). 2. Разомкнутая сеть с четырьмя линиями Л1, Л2, Л3, Л4 (рис. 2.3). В этом варианте каждая линия электропередач является двухцепной (две чёрточки) или одноцепной (без чёрточек). Сеть разбивается на две независимых подсети, подключаемых к РЭС, как на рис. 2.3, в той подсети, где нет источника ограниченной мощности, все линии должны быть двухцепными. Во второй подсети при условии, что мощность источника ограниченной мощности больше суммы мощностей потребителей первой и второй категорий, подключенных к этой подсети, линии должны намечаться как одноцепные. В противном случае они должны быть двухцепными. ![]() 20 Рис. 2.1. Взаимное расположение подстанций и источника питания ![]() Рис. 2.2. Первый вариант сети (кольцевая сеть) ![]() Рис. 2.3. Второй вариант сети (разомкнутая сеть) ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ Определим длины линий. Длина каждой линии равна корню квадратному из суммы квадрата разности абсцисс и квадрата разности ординат точек, соединяемых линией. Первый вариант сети (рис. 2.2). Линия Л1 соединяет РЭС и подстанцию №1. Согласно исходным данным, координаты РЭС –0, 70 км; координаты подстанции №1 – 75, 70 км. Тогда длина линии равна: ![]() Линия Л2 соединяет подстанцию №1 и подстанцию №2, координаты которой равны 75, 10 км. Тогда: ![]() Линия Л3 соединяет подстанцию №2 и подстанцию №3, координаты которой равны 40, 0 км. Тогда: ![]() Линия Л4 соединяет подстанцию №3 и подстанцию №4, координаты которой равны 20, 10 км. Тогда ![]() Линия Л5 соединяет подстанцию №4 и РЭС. Тогда: ![]() Результаты расчета сведены в таблицу 3.1. Второй вариант сети (рис. 2.3). Длины линий определяются таким же образом, как и в первом варианте сети. Результаты расчета сведены в таблицу 3.1. Таблица 3.1. Длины линий
Далее рассчитаем нагрузки потребителей. Для потребителя №1 задано P1 = 100 МВт и cosφ1 = 0,7. Тогда модуль полной мощности, реактивная мощность и комплекс полной мощности потребителя №1 соответственно равны: ![]() ![]() ![]() Для потребителя №2 задано P2 = 90 МВт и cosφ2 = 0,65. Тогда модуль полной мощности, реактивная мощность и комплекс полной мощности потребителя №2 соответственно равны: ![]() ![]() ![]() Для потребителя №3 задано P3 = -100 МВт и cosφ3 = 0,9. Тогда модуль полной мощности, реактивная мощность и комплекс полной мощности потребителя №3 соответственно равны: ![]() ![]() ![]() Для потребителя №4 задано P4 = 80 МВт и cosφ4 = 0,8. Тогда модуль полной мощности, реактивная мощность и комплекс полной мощности потребителя №4 соответственно равны: ![]() ![]() ![]() Результаты расчета сведем в таблицу 3.2. Таблица 3.2. Расчет нагрузок потребителей
Первый вариант сети (кольцевая сеть) изображен на рис. 2.2. В этой сети возможны следующие пять послеаварийных режимов: первый режим – отключение линии Л1; второй – отключение линии Л2; третий – отключение линии Л3; четвертый – отключение линии Л4; пятый – отключение линии Л5. Второй вариант сети (разомкнутая сеть) изображен на рис. 2.3. В этой сети возможны следующие четыре послеаварийных режима: первый режим – отключение одной цепи линии Л1; второй – отключение одной цепи линии Л2; третий – отключение одной цепи линии Л3; четвертый – отключение одной цепи линии Л4. Предварительный расчет потокораспределения в нормальном режиме кольцевой сети. Развернутый вид сети изображен на рис. 3.1. ![]() Рис. 3.1. Развернутый вид кольцевой сети 2. Определим мощности на головных участках сети. Линия Л1: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Линия Л5: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 3. Определим мощности на остальных участках сети: узел 1: ![]() узел 2: ![]() узел 3: ![]() узел 4: ![]() Значения мощности ![]() 4. Так как активная мощность в линиях меняют направление при переходе через узел 1 и 4, то точки потокораздела по активной мощности находятся в этих узлах, а точка потокораздела по реактивной мощности находится во 2 узле.. Сеть с обозначенными точками потокораздела представлена на рис. 3.2. ![]() Рис. 3.2. Развернутый вид кольцевой сети с точками потокораздела Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме кольцевой сети, возникающем после отключения линии Л1. Схема для расчета режима представлена на рис. 3.3. ![]() Рис. 3.3 Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети, возникающего после отключения линии Л1 2. Мощности в линиях равны: узел 1: ![]() узел 2: ![]() узел 3: ![]() узел 4: ![]() Направление мощностей менять не надо, так как при расчёте все мощности имеют положительный знак. Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме кольцевой сети, возникающем после отключения линии Л2. Схема для расчета режима представлена на рис. 3.4. ![]() Рис. 3.4 Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети, возникающего после отключения линии Л2 2. Мощности в линиях равны: узел 1: ![]() узел 2: ![]() узел 3: ![]() узел 4: ![]() Так как активная мощность в линии ![]() ![]() Рис. 3.5 Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети, возникающего после отключения линии Л2 с обозначенными точками потокораздела Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме кольцевой сети, возникающем после отключения линии Л3. Схема для расчета режима представлена на рис. 3.6 ![]() Рис. 3.6 Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети, возникающего после отключения линии Л3 Мощности в линиях равны: узел 2: ![]() узел 1: ![]() узел 3: ![]() узел 4: ![]() Так как активная и реактивная мощности в линии ![]() ![]() ![]() |