Дипломная работа. диплом. На программе rastr произведен расчет и анализ результатов

• Название: На программе rastr произведен расчет и анализ результатов
• Анкор: Дипломная работа
• Дата: 12.02.2022
• Размер: 5.55 Mb.
• Имя файла: диплом.docx
• Тип: Диплом; #359851
• страница: 1 из 13

Аннотация

В данном дипломном проекте была рассмотрена оценка режимов работы электрических сетей города Алматы с учетом перспективного развития.

На примере сетей г. Алматы были произведены расчеты режима работы сети с существующими и перспективными нагрузками.

Выполнены графические части, подтверждающие основные направления дипломного проекта.

На программе «RASTR» произведен расчет и анализ результатов.

В экономической части проекта была произведена оценка экономической эффективности и срока окупаемости проектируемого энергообъекта. Также рассмотрены задачи безопасной жизнедеятельности.

Аңдатпа

Бұл дипломдық жобада Алматы электр тораптар негізгі жұмыс режимдері мен келешектегі даму есебі қарастырылды.

Алматы электр тораптар тораптың қолданыстағы және келешектегі жұмыс мөлшерінің есебі көрсетілді.

Дипломдық жобаның негізгі бағыттарын дәлелдейтін графикалық бөлімдер орындалған.

«RASTR» программасында талдау қорытындысымен есеп шығарылды. Жобаның экономикалық бөлімінде жобаланған энергонысанның экономикалық тиімділігі және өзін-өзі ақтау мерзімдерін бағалау іске асырылды. Сонымен қатар өміртіршілік қауіпсіздігі мәселелері қаралды.

Содержание

Введение 6

1. 
   Перспективы развития электроэнергетики Республики Казахстан 8
   
   1. 
      Электроэнергетика Казахстана: состояние и особенности развития. 8
      
   2. 
      Рынок электроэнергетики РК и его составляющие 12
      
   3. 
      Текущее состояние и перспектива развития АО «АЖК» 15
      
2. 
   Особенности электроснабжения совхоза Алатау и расчет нагрузок 18
   
   1. 
      Принципы построение городской электрической сети 18
      
   2. 
      Постановка задачи работы и краткая характеристика проектируемого
      

участка сети 21

3. 
   Расчет участка существующей сети 26
   
1. 
   Предварительный расчет развития схемы электрической сети 33
   
   1. 
      Составление конфигурации электрической сети 33
      
   2. 
      Выбор главных понижающих трансформаторов на проектируемые
      

трансформаторные подстанции 37

3. 
   Выбор сечения ВЛ 6 кВ 39
   
4. 
   Выбор сечений ВЛ 6 кВ по экономической плотности тока 41
   
5. 
   Проверка сечений жил проводов по условию допустимого нагрева 41
   
1. 
   Расчет участка сети с добавлением новых ТП и анализ режимов работы
   

электрической сети 43

1. 
   Расчет максимального режима электрической сети 48
   
2. 
   Расчет минимального режима электрической сети 51
   
1. 
   Безопасность жизнедеятельности 54
   
   1. 
      Защита персонала подстанции от случайного прикосновения к
      

токоведущим частям 54

2. 
   Определение площади пожара при возгорании трансформаторного
   

масла трансформатора ТМН-400 55

3. 
   Расчет системы отвода масла трансформатора ТМГ - 400/6/0,4
   

применительно для ТП ИС-3 58 5.4 Автоматическое пожаротушение 59

6. 
   Экономическая часть 62
   
   1. 
      Расчет эффективности инвестиции в развитие электрической цепи 62
      
   2. 
      Расчет технико-экономических показателей подстанции и ЛЭП 63
      
   3. 
      Показатели финансово-экономической эффективности инвестиций 66
      

Введение

Электроэнергетическая отрасль, являясь одной из базовых отраслей экономики, играет важную роль в политической, экономической и социальной сферах любого государства. В настоящее время наблюдается рост потребления электроэнергии на всей территории Республики Казахстан. Это связано с быстрыми темпами развития предприятий на всей территории республики.

В данном дипломном проекте рассматривается перспектива развития электрических сетей г. Алматы, поселок Алатау. Энергообеспечением г. Алматы и поселка Алатау занимается компания «Алатау Жарык Компаниясы».

АО АЖК осуществляет передачу и распределение электроэнергии по сети 0,4-6-10-35-110-220 кВ находящейся на балансе АО АЖК от электростанций АО АлЭС и ЕЭС Казахстана к оптовым и розничным потребителям г. Алматы и Алматинской области, а также осуществляет оперативно-диспетчерское управление режимом работы сети АО АЖК, электростанциями АО АлЭС, оптовыми и розничными потребителями Алматинского энергоузла обеспечивая им:

• 
  надежность электроснабжения;
  
• 
  устойчивость параллельной работы в составе энергосистемы;
  
• 
  качество электроэнергии по частоте и напряжению;
  
• 
  экономичное потокораспределение активной и реактивной мощности;
  
• 
  противоаварийное управление;
  
• 
  предотвращение, локализацию и ликвидацию аварий.
  

Выполняем расчет нормального режима работы для существующих электрических сетей поселка Алатау. Расчет производим на основе составленных схем замещения сетей, при помощи программы “RASTR”. Целью этого расчета является: расчет потерь мощности в ЛЭП и трансформаторах, выявление отклонения напряжения в узлах сети и установка мероприятия по регулированию напряжения.

В процессе проектирования электрических сетей требуется выполнение ряда расчетов. Так в ряде случаев для проектируемой электрической сети определяются параметры нормального режима работы основных ее элементов. При расчете определяются напряжение в узловых точках сети и мощности в линиях и трансформаторах. Производим расчет режимов работы поселка Алатау с учетом перспективного роста нагрузок. Режим определяется показателями, которые называются параметрами режима. К их числу относятся: частота, активная и реактивная мощности в элементах системы и напряжения у потребителей и в различных точках сети, величины токов и углов расхождения векторов ЭДС и напряжения.

Расчет режимов сети в основном производиться в программе “RASTR”.Задача расчета: по заданным нагрузкам определить минимальные, максимальные, аварийные режимы и эти же режимы, но с учетом перспективного развития.

Для существующих электрических сетей поселка Алатау выполним несколько различных расчетов:

• 
  экономический расчет для определения эффективности инвестиции в развитие электрических сетей и срока окупаемости сооружаемых объектов;
  
• 
  рассчитывается площадь пожара трансформатора и система автоматического пожаротушения для безопасности рабочего персонала.
  

1 Перспективы развития электроэнергетики Республики Казахстан

1.1 Электроэнергетика Казахстана: состояние и особенности развития

Казахстанская энергетика сегодня является динамично развивающейся отраслью. Единая энергетическая система (ЕЭС) Казахстана представляет собой постоянно развивающийся комплекс взаимосвязанных энергетических объектов по производству, транспорту, распределению и потреблению электроэнергии, которые объединены общим технологическим режимом работы и централизованным оперативным управлением, обеспечивающим надежное и экономичное электроснабжение потребителей.

Территория Казахстана в энергетическом отношении делится на три основных региона:

Северный и Центральный регион, включающий Акмолинскую, ВосточноКазахстанскую, Карагандинскую, Костанайскую и Павлодарскую области, энергохозяйство которых объединено общей сетью и имеет развитую связь с Россией;

Южный регион, в который входят Алматинская, Жамбылская, Кызылординская и Южно-Казахстанская области, объединен общей электрической сетью и имеет развитую связь с Кыргызстаном и Узбекистаном. В 1998 году Южная зона включена на параллельную работу с Северным регионом;

Западный регион, включающий Актюбинскую, Атыраускую, ЗападноКазахстанскую и Мангистаускую области, энергохозяйство которых имеет электрическую связь с Россией. Мангистауская, Атырауская и Западно- Казахстанская области объединены общей электрической сетью, а энергохозяйство Актюбинской области работает изолированно.

Экибазтузские угольные месторождения главным образом

сосредоточены в Северном и Центральном Казахстане, здесь же размещены и основные источники электрической энергии. Эти регионы самостоятельно обеспечивают себя электроэнергией и потенциально имеют ее избыток, который может быть предложен на внутренние и внешние рынки электроэнергии. В настоящее время электроэнергия из этого региона экспортируется в Россию, Китай и другие страны.

Регион Южного Казахстана не располагает достаточными первичными энергетическими ресурсами, и его электроэнергетика базируется на привозных углях и импорте газа. Часть потребности в электроэнергии (до 15%) покрывается за счет импорта из Республик Средней Азии. В 1998 году была введена в строй транзитная электрическая линия "Экибастуз–Нура–Агадырь– ЮКГРЭС–Алматы" мощностью 500 кВ. Она связала Южный регион с энергоисточниками Северного и Центрального Казахстана. Тем самым была обеспечена относительная независимость от импорта энергии из центральноазиатских государств. Однако мощности этой линии не хватает для удовлетворения всей потребности региона в электроэнергии.

Регион Западного Казахстана часть потребности в электроэнергии покрывает за счет импорта ее из России (до 68% потребления в регионе). При этом он, в отличие от Южного региона, обладает собственными запасами углеводородного топлива. С разработкой имеющихся топливных ресурсов возникает возможность в короткий срок обеспечить собственные потребности и, при необходимости, создать экспортные ресурсы.

Таким образом, в отрасли складывается в какой-то мере парадоксальная ситуация. Несмотря на то, что электрические станции северо-востока Казахстана обладают потенциалом по мощности, способным полностью обеспечить собственную потребность, при общем положительном балансе выработки и потребления электроэнергии в стране, в силу сложившейся схемы сетей и рыночной конъюнктуры Южный и Западный регионы вынуждены импортировать электроэнергию.

Особенностью энергетического сектора Казахстана является его структура, сложившаяся в результате проводимых на протяжении последнего десятилетия рыночных реформ.

В настоящее время электроэнергетика республики имеет следующую организационную структуру, состоящую из экономически независимых образований:

• 
  Национальная электрическая сеть (АО "КЕGОС"), сформированная на базе системообразующих электрических сетей 220-500-1150 кВ, электрических сетей питающих крупных потребителей, линий выдачи мощности крупных ТЭС и ГЭС.
  
• 
  Региональные электросетевые компании (РЭК), содержащие распределительные сети 110 кВ и ниже и выполняющие функции передачи электроэнергии на региональном уровне[11].
  

Производство электроэнергии в Казахстане в 2006 году составило 71,5 миллиардов кВт·ч. Наблюдается устойчивая динамика увеличения потребления и производства электроэнергии, что связано с развитием экономики. Динамика роста потребления и производства электроэнергии по Республике Казахстан на перспективу представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Динамика роста потребления и роста электроэнергии

Годы 2006 г 2007 г 2010 г 2015 г

Потребление электроэнергии, 71,8 76,6 91,5 113

Производство электроэнергии 71,5 75,5 85,0 94,5

Дефицит, млрд.кВт ·ч/год 0,3 1,1 6,5 18,5

Для 100% обеспечения электроэнергией от собственных источников и стабильного роста экономики, в соответствии со Стратегическим планом развития Республики Казахстан до 2020 года.

Необходимо отметить, что 41% генерирующих мощностей тепловых электростанций отработало более 30 лет, по количеству – это из 53 тепловых электростанций Казахстана 40 электростанций построены более 30 лет назад. В целях создания благоприятных условий для привлечения инвестиций в восстановление и развитие мощностей в конце 2008 года на законодательном уровне был введен новый механизм ценообразования на электроэнергию для электростанций, который предусматривает предельные, расчетные и индивидуальные тарифы.

Механизм так называемых «предельных тарифов» позволил электростанциям планировать свои финансовые средства. В 2009 году на проведение мероприятий по реконструкции и модернизации действующих мощностей электростанций было привлечено более 65 млрд. тенге, в 2010 году – более 85 млрд. тенге, это без учета средств, предусмотренных в республиканском и местных бюджетах. По прогнозным данным за 7 лет будет привлечено более 700 млрд. тенге, ввод и замена 3700 МВт мощности. По итогам 2009 года введены 135,2 МВт новых генерирующих мощностей, в том числе:

• 
  в Актюбинской области введена Жанажолская ГТЭС АО «СНПС – Актобемунайгаз» мощностью 33,8 МВт;
  
• 
  в Карагандинской области на ГРЭС ТОО «Корпорация Казахмыс» введена паровая турбина ст.№1 типа К-55-90 мощностью 55 МВт;
  
• 
  в Карагандинской области уточнена мощность турбин №1,2 Балхашской ТЭЦ (увеличена на 30 МВт);
  
• 
  в Алматинской области введена в работу Каратальская ГЭС-3 мощностью 4,4 МВт;
  
• 
  в Павлодарской области на Экибастузской ТЭЦ введена паровая турбина типа Р-12-3,4/05 мощностью 12 МВт.
  

Однако на основе анализа мы видим, что предельных тарифов недостаточно для полного обеспечения потребности проектов ПФИИРа, необходимым объемом электроэнергии. Акценты сделаны на такие ключевые энергообъекты страны, как:

• 
  Балхашская ТЭС, мощностью 1320 МВт с перспективой дальнейшего увеличения - крупномасштабный проект, направленный на электроснабжение потребителей дефицитного Южного региона Казахстана и обеспечение энергетической независимости и безопасности;
  
• 
  Мойнакская ГЭС, мощностью 300 МВт - маневренный источник электроэнергии для поставки в дефицитную энергосистему Южной зоны РК электрической мощности и энергии, покрытия пиковых нагрузок Южной зоны; – будут восстановлены энергоблоки мощностью 875 МВт на крупнейших угольных электростанциях Северного Казахстана, Экибастузской ГРЭС-1 и Аксуской ГРЭС.
  

Вместе с тем, современное развитие электроэнергетики связано не только с восстановлением и развитием генерирующих активов. Актуальной является задача по вовлечению в энергобаланс страны возобновляемых источников энергии (ВИЭ). В условиях Казахстана существует реальная возможность использования ветровой энергии, энергии солнца, геотермальной энергии, энергии малых рек (малые ГЭС).

Возрастающий спрос на энергетические ресурсы и экологические ограничения по выбросам парниковых газов, образующихся при сжигании органического топлива, приводят к необходимости принятия мер по развитию

ВИЭ, в частности, строительству малых ГЭС. Согласно целевым показателям Государственной программы по форсированному индустриальноинновационному развитию Республики Казахстан, в 2014 году достижение объема вырабатываемой электроэнергии возобновляемыми источниками энергии должно составить - 1 млрд. кВтч в год, что составит более 1 % от общего объема электропотребления. Кроме того, после принятия Закона Республики Казахстан «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» (4 июля 2009 года) ряд отечественных и зарубежных инвесторов выразили желание в реализации проектов в области ВИЭ. В частности 28 июня т.г. в Алматинской области, на реке Каратал, была введена

Каратальская ГЭС-4 установленной мощностью 3,5 МВт. Стоит отметить начало реализации пилотных проектов в сфере ветроэнергетики.

В качестве оперативных мероприятий правительства по укреплению энергосектора разработаны и внедряются проекты расширения транспортной сети. Они стартовали первыми. В настоящее время реализуется три крупных национальных проекта.

Первый из них - «Модернизация национальной электрической сети Казахстана» стоимостью в 43,77 млрд. тенге. В рамках проекта уже установлено современное высоковольтное оборудование на 41 подстанции и введена в действие автоматизированная система диспетчерского контроля и управления SCADA/EMS в национальном и девяти региональных диспетчерских центрах. В данное время планируется разработка ТЭО второго этапа проекта, предусматривающего замену оборудования и модернизацию подстанций, не включенных в первую фазу проекта.

Другим крупным проектом, начатым в 2004 году, стало строительство второй линии электропередачи 500 кВ транзита «Север–Юг» общей протяженностью 1115 км. Стоимость проекта составляет 41,4 млрд тенге, срок ввода высоковольтной линии – 2008–2009 год.

Начата реализация проекта «Строительство ЛЭП-500 кВ Северный Казахстан – Актюбинская область», протяженностью 500 км и пропускной способностью 450 МВт. Проект оценивается в 15,7 млрд тенге и предполагает полностью обеспечить потребности региона в электроэнергии до 2015года.

Разработан план мероприятий по развитию отрасли, где в случае его реализации Казахстан не только сможет покрыть собственные потребности в электроэнергии, но и увеличить объем экспорта этого стратегически важного ресурса. В соответствии с планом необходимый объем инвестиций в электроэнергетику еще больше – он составляет 14,8 млрд. долл (1,8 трлн. тенге). Треть данных инвестиций приходится на Алматы и Алматинскую область, как наиболее быстроразвивающийся регион.

Проектом плана предусмотрены конкретные меры по реконструкции, модернизации существующих и строительству новых генерирующих мощностей, объектов Национальной электрической сети и региональных электросетевых компаний с указанием по каждому объекту объемов и источников финансирования, предполагаемых сроков ввода. В качестве основных источников финансирования программы рассматриваются средства государственного бюджета (около 30%), еще 30% - собственные средства предприятий отрасли, формируемые за счет повышения тарифов и размещения инфраструктурных облигаций на фондовых рынках. Оставшаяся часть проекта будет реализована за счет государственно-частного партнерства.

План предусматривает развитие генерирующих мощностей, как за счет ремонта и модернизации существующих электростанций, так и путем строительства новых. В качестве неотложных мер по увеличению выработки электроэнергии предлагается прежде всего устранить разрыв между установленной и располагаемой мощностью действующих электростанций, который в настоящее время составляет более 4000 МВт (суммарная установленная мощность – 18560 МВт, располагаемая – 14410 МВт). В части нового строительства акцент делается в первую очередь на маломощные пиковые ГЭС, самой крупной из которых должна стать Мойнакская гидроэлектростанция с предполагаемой мощностью 300 МВт и стоимостью проекта в 251 млн. долларов.

Помимо правительственных программ мощным стимулом развития энергетической составляющей экономики является рост энергоемких отраслей промышленности. В частности, железнодорожный транспорт, предприятия нефтегазовой, угледобывающей, металлургической и других энергоемких отраслей закладывают в свои инвестиционные программы средства на строительство необходимой для развития новых производств электросетевой инфраструктуры. Одновременно большинство крупных предприятий энергоемких отраслей промышленности обзаводятся собственными генерирующими мощностями. Многие из них уже сейчас являются собственниками электростанций, также быстрыми темпами идет развитие малой энергетики.

В перспективных планах энергетики Казахстана делает ставку на уголь, уран и силу воды. Республика в достаточной мере обеспечена этими ресурсами, чтобы вырабатываемая на их основе электроэнергия не была излишне дорогой, как это происходит в случае с Жамбылской ГРЭС, рассчитанной на работу на газомазутном топливе. И хотя в ближайших планах строительство АЭС на территории Казахстана не предусмотрено, один из запасных вариантов создания дополнительных генерирующих мощностей в Казахстане - строительство атомной электростанции мощностью до 2 тыс. МВт.