Курсовая работа. Курсовая Проектирование. Введение Расчет электрической сети
 Скачать 87.07 Kb.
|
|
Содержание Введение………………….…………………………………………………2 Расчет электрической сети…………………………………………………4 Предварительный выбор вариантов проектируемой электрической сети……………………………………………………………………...…10 Технико-экономические расчеты выбранного варианта электрической сети…………………………………………………………………..…….12 Расчет потокораспределения мощностей по линиям…………………..14 Выбор сечений проводлов и тросов по условиям экономической целесообразности…………………………………………………………15 Проверка сечением проводов по допустимой потере напряжения……16 Расчет и выбор трансформаторов приемных подстанций……………...22 Литература……………………………...…………………………………24 Введение Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатываемой в нашей стране. Актуальность данного курсового проекта заключается в том, что ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологии во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения. В настоящее время электроэнергетика Казахстана является важнейшим жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 млн кВт. Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования. Расчет электрической сети. Исходные данные проекта. Таблица 1. – Исходные данные по составу потребителей подстанции по надежности электроснабжения в %.
Расчет баланса мощностей. Расчет баланса мощностей производится с учетом характеристик проектируемого района на основе первичных исходных данных и включает в себя: определение местоположения подстанций с привязкой к географической карте, составление упрощенной схемы сетевого района, расчет и обработку графиков нагрузок подстанций и на их основе расчет баланса активной и реактивной мощностей. В соответствии с изменениями категоричности и нагрузки потребителей расчет начинаем с учетом характеристик потребителей понизительных подстанций сетевого района. Предполагается, что в сетевом районе должно быть от 5 до 9 понизительных подстанций. На каждой подстанции должна быть обеспечена возможность встречного регулирования напряжения. На шинах районной понизительной подстанции (РПП) должны быть шины с номинальным напряжением 35, 110 и 220 кВ. Номинальное вторичное напряжение на всех шинах подстанций  При этом, на шинах источника (понизительной подстанции) должны поддерживаться напряжения: в нормальном режиме наибольших нагрузок  ; в нормальном режиме наименьших нагрузок  ; в послеаварийном режиме  .Рассчитываем активную нагрузку потребителей на подстанциях:      Определим потери мощности ПС потребителей:      Общее потребление активной мощности всеми потребителями в часы максимума:  Реактивная мощность каждого потребителя:      Определим потери реактивной мощности:      Общее потребление реактивной мощности а трансформаторах подстанций потребителей определяется суммированием:  Располагаемая реактивная мощность, соответствующая заданному коэффициенту мощности энергосистемы, определяется по общему потреблению активной мощности в часы наибольших нагрузок:  Дефицит реактивной мощности, т.е. реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать, определяется из сравнения общего потребления реактивной мощности:  Для восполнения дефицита реактивной мощности на стороне 6-10 кВ подстанций потребителей устанавливаются компенсирующие устройства. При этом мощность компенсирующих устройств на i-той подстанции ориентировочно может быть определена по выражению:   0,42=0,508 МВар 0,42=0,458 МВар 0,42=1,05 МВар 0,42=0,363 МВар 0,42=0,458 МВарЕсли требуется мощность компенсирующих устройств превышает 10 МВар, то для компенсации используют синхронные компенсаторы, если же не превышает, то используют батареи статических компенсаторов. Для определения количества компенсирующих установок используется выражение:  Здесь  – мощность одной установки.     В результате компенсации части реактивной мощности непосредственно на подстанциях потребителей реактивная мощность каждого потребителя уменьшается до величины:       Проверяем расчет баланса. Для этого определяем новое значение требуемой реактивной мощности и сравниваем его с располагаемой реактивной мощностью.  Баланс практически сошелся, поэтому все расчеты считаем правильными. Таким образом, в результате расчетов баланса активной и реактивной мощностей для проектируемой электрической сети были определены значения активных и реактивных мощностей для всей сети и для каждой подстанции. Расчеты показали, что электрическая система имеет дефицит располагаемой реактивной мощности, который предложено компенсировать на каждой подстанции установкой соответствующего количества компенсирующих кондесаторных установок типа КУ-10 ПЛ, с номинальным напряжением  и мощностью  . Таблица 2. – Результаты расчета баланса мощностей.
Предварительный выбор вариантов проектируемой электрической сети. Выбор оптимального варианта схемы сети включает в себя несколько последовательных этапов. Первым из них является этап разработки возможных вариантов структуры связей источников питания с пунктами потребления, то есть разработка вариантов конфигурации сети. На втором этапе делается приближенная технико-экономическая оценка каждого варианта, и из них отбирается несколько (не более двух-трех) наиболее конкуретоспособных. Вариант №1   Вариант №2  Вариант №3  Из приведенных расчетов для трех конкурентоспособных вариантов следует, что минимальное  из расммотренных вариантов радиально-магистральных схем однозначно имеет вариант 2.Технико-экономические расчеты выбранного варианта электрической сети. В ходе технико-экономических расчетов выбираются номинальные напряжения сети. Затем рассчитываются потокораспределение мощностей по линиям и на его основе рассчитываются и выбираются, по условию экономической целесообразности, производится их проверка по допустимой потере напряжения и проверка по условиям нагрева. В необходимом случае проводится корректировка параметров проводов и тросов. Скорректированные таким образом расчеты позволяют перейти к окончательному сравнению выбранных вариантов по технико-экономическим показателям. Выбор номинального напряжения электрической сети. Величина номинального напряжения сети определяет технико-экономические показатели проектируемой электрической сети. Известно, что повышение номинального напряжения в линиях сети ведет к росту мощности передаваемой по линиям и одновременно снижаются потери электроэнергии, эксплуатационные расходы, существенно уменьшаются сечения проводов и общие затраты металла на сооружение линий и облегчает возможное развитие сети. Вместе с тем увеличиваются капитальные вложения на строительство сети. С другой стороны уменьшение номинального напряжения в линиях сети ведет к меньшим капитальным затратам на строительство сети, но приводит к большим эксплуатационным расходам из-за роста потерь электроэнергии и уменьшению пропускной способности. Из приведенных выше замечаний очевидна важность правильного выбора номинального напряжения сети при ее проектировании. Величины номинальных напряжений электрических сетей выбираются в соответствии с действующим стандартом ГОСТ 721-77*. Для предварительных расчетов, как правило, используют критерий экономически целесообразного номинального напряжения каждой цепи электрической сети, которое определяется исходя из величины передаваемой мощности по линиям в электрической сети и протяженности линий сети. В соответствии с таким подходои, Uном, рассчитываем по нижеприведенной формуле Илларионова, которая дает удовлетворительный результат для шкалы номинальных напряжений 35 до 1150 кВ.  Где 1000, 500, 2500 – эмпирические коэффициенты;  – длина линий; – суммарная максимальная активная мощность;     Поскольку потокораспределение замкнутой части сети еще неизвестно выбор напряжения произведем по различающимся линиям варианта 2, полученные результаты представим в таблице 3. Таблица 3. – Результаты расчетов выбора номинального напряжения проектируемой электрической сети.
Выбираем номинальное напряжение 110 кВ. Расчет потокораспределения мощностей по линиям. В соответствии с выбранным порядком расчета после выбора номинального напряжения производится расчет потокораспределения мощностей по линиям. Исходя из полученных данных таблица 2 определяем потокораспределение для выбранной схемы:      Рисунок 1.- потокораспределение Выбор сечений проводлов и тросов по условиям экономической целесообразности. При выборе сечений проводов и тросов следует различать его экономическую целесообразность выбираемого сечения и его техническую приемлемость. Экономическая целесообразность предполагает выбор такого сечения, при котором сумма затрат на строительство линии и на оплату потерь энергии в ней минимальна. Техническая приемлемость означает, что провод выбранного сечения должен обладать достаточной механической прочностью и удовлетворять условиям нагрева, потерям на корону. Для определения сечения проводов линий предварительно рассчитываем велечину, протекающих в проектируемых линиях:      Определяем сечение проводов по экономичности плотности тока:      Проверка сечением проводов по допустимой потере напряжения. Потеря напряжения в линиях не должна превышать допустимых пределов, чтобы напряжение на шинах потребителей, питающихся по этим линиям, осталось в рамках предусмотренных стандартам. Для определения потери напряжения нужно рассчитать активное и реактивное сопротивление линий:      Реактивное сопротивление линии вычисляют по формуле:  Где  – погонное реактивное сопротивление одного километра провода линии, определяется по формуле:  Тогда реактивное сопротивление линий будет равно:      Потери мощности ∆P, и потери напряжения ∆U, в режиме наибольших нагрузок на каждой линии вычисляем следующими выражениями: Потери мощности:       Потери напряжения:      Таблица 4. – результаты расчетов потерь мощности и напряжения.
Суммарные потери мощности ∆P, МВт по всей сети составляет: Для линии РПП-1-5   Для линии РПП-3-4   Для линии РПП-2   Общая потеря напряжения ∆U, кВ на учатсках цепи: Для линии РПП-1-5   Для линии РПП-3-4   Для линии РПП-2   Определим общую потерю напряжения послеаварийного режима: Для линии РПП-1-5   Для линии РПП-3-4   Для линии РПП-2   Так как на подстанциях установлены трансформаторы с устройствами регулирования под нагрузкой, которые могут регулировать напряжение в пределах от -16% до +16% от номинального, в ходе проведенных расчетов, при выбранных по экономической плотности тока сечениях, потери напряжения в сети в нормальном и послеаварийном режимах не превышают допустимых значений. Следовательно сечение роводов линии выбраны правильно. Расчет и выбор трансформаторов приемных подстанций. Расчетную мощность трансформаторов на каждой подстанции,с учетом того, что потребители III категории (подстанции 2,4,5) питаются от одного трансформатора, а потребители I и II категорий (подстанции 1,3) от двух трансформаторов, вычислим по следующей формуле:      По получнным расчетным мощностям трансформатора из ряда стандартных трансформаторов выбираем следующие: -для подстанции 1,3 выбираем ТДН-10000/110 кВ:    -для подстанции 2,4,5 выбираем ТМЗ-1000/10 кВ:    Использованная литература. Правила устройства электроустановок. Издание 6-е изменениями, исправлениями и дополнениями. – СПб: издат. ДЕАН,2004. Справочник по проектированию электрических систем /В.В. Ершевич, А.Н. Зейглигер, Г.А. Илларионов и др./ Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. М: Энергоатомиздат, 1985. – 352с. Нормы технологического проектирования подстанций переменного тока с высшим напряжением 35 – 750 кВ. Издание 4-е, переработанное и дополненное. М: Минэнерго РФ, 1991. – 65с. Расчеты и анализ режимов сетей / Под ред. В.А.Веникова. М: Энергия,1974. – 333с. Методические указания / составитель Глухов Д.О. – Южно-Сахалинск, 2001. – 46с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, МВт
, МВт
, МВт
, МВар
,МВар
, МВар
,штук
, МВар
, МВА
, кВ