Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне

Федеральное агенство по образованию Российской Федерации

Вологодский Государственный Технический Университет

Кафедра: электрооборудования

Дисциплина: Электрические станции и сети

систем электроснабжения

Курсовой проект

Проектирование сети вновь электрифици­руемого района.

Выполнил: студент гр. ЭО-42

Соловьёв Н.Л.

Принял: Сергиевская И.Ю.

Вологда2005

Содержание

Введение

Задание на курсовой проект

1. Выбор варианта схемы электроснабжения района:

1.1. Выбор схемы сети для каждого варианта (3 варианта);

1.2. Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне;

1.3. Определение параметров схемы замещения ЛЭП;

1.4. Технико-экономическое сопоставление вариантов.

2. Выбор силовых трансформаторов:

2.1 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов;

2.2. Технико-экономическое сопоставление вариантов.

2.3. Определение параметров схемы замещения трансформаторов;

3. Выбор силового электрооборудования трансформаторной подстанции:

3.1. Выбор высоковольтных выключателей;

3.2. Выбор разъединителей и короткозамыкателей;

3.3. Выбор трансформаторов тока и напряжения.

4.Расчет рабочих режимов электрических сетей

4.1. Расчет рабочих режимов;

4.2. Расчет потокораспределения мощностей:

4.2.1. Расчет потокораспределения мощностей в разомкнутых сетях;

4.2.2. Расчет потокораспределения мощностей в замкнутых сетях;

4.3. Построение графиков в функции различных значений.

5.Компенсация реактивной мощности.

Заключение

Приложение

Введение

В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители элек­трической энергии разделяются на три категории.

Потребители I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания, а перерыв их электро­снабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервируемого источника питания. В качестве второго и третьего источников питания могут использоваться местные электростанции, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Потребители II категории могут иметь один - два независимых источника питания (решается при конкретном проектировании в зависимости от значения, которое имеет данный потребитель или группа электроприемников на промыш­ленном предприятии).

Потребители III категории могут осуществлять питание от одного источни­ка питания при условии, что перерывы электроснабжения, вызванные ремонтом или заменой поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Задание на курсовой проект

Мощность нагрузки: S1 = 11 МВ·А; cos j (1,2) = 0,85

S2 = 34 МВ·А; cos j (3) = 0,8

S3 = 30 МВ·А; cos j (4,5) = 0,8

S4 = 85 МВ·А;

S5 = 90 МВ·А;

Потребители: 1 – II категории – 20%; III категории – 80%

2 и 5 – I,II категории – 80%

3 и 4 – I,II категории – 75%

Число часов использования максимума нагрузки:

Тmaх 1 = Тmах 2 = 6200 ч.; Тmaх 3 = 4355 ч; Тmах 4 = Тmах 5 = 4345 ч.

План расположения нагрузок

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Район по ветру – 3

Район по гололёду – 2

1. Выбор варианта схемы электроснабжения района.

1.1. Выбор схемы сети для каждого варианта (3 варианта).

1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 1

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне.

1 Вариант

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 1

Участок А23

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 3

Длина линий: lA2 = 28 км; l23 = 60 км; l3A= 58 км.

Найдем расчетные нагрузки для всех участков кольцевой сети.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

S23 = SA2 – S2 = 39,39 – 34 = 5,39МВ·А;

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru .

Найдем расчетные токи на всех участках по формуле

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка, кВ·А; Uном - напряжение линии электропередачи, кВ; n - число цепей линии передачи.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сечения проводов линий электросетей при номинальном напряжении не выше 220 кВ выбираются по нормированной экономической плотности тока jэк. Экономическая плотность тока, при числе часов использования максимума нагрузки в год от 3000 до 5000 равна 1,1; а при числе часов более 5000 – 1. Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного значения (70, 95, 120, 185, 240 мм2 ).

Сечение определяется по формуле

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Ip – расчетный ток соответствующего участка сети.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

По условиям исключения общей короны и радиопомех сечения проводов выбираются таким образом, чтобы напряженность поля у поверхности любого провода не была больше определенного значения.

Величина большей напряженности поля у поверхности любого из проводников должна быть Е ≤ 0,9 Е0.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где E0 - начальная коронная напряженность проводника, линии, кВ/м; m - коэффициент наглядности проводника: для скрученного провода-0,85; в горных условиях-0,7 ÷ 0,75; R - радиус проводника, м; б - относительная плотность воздуха ( δ — 1).

При этом E0 должно быть не выше 280 кВ/м. Максимальная напряженность электрического поля:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где D — расстояние между фазами.

Участок А2:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 23: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 3А': Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Провода линий любого назначения проверяются при проектировании на нагрев расчетным током. При такой проверке сопоставляются максимальные рабочие то­ки I­р, каждой линии с допустимыми токами Iдоп для проводников, выбранных предварительно по экономической плотности тока.

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в устано­вившемся режиме, если:

Ip ≤ Iдоп ,

IpA3 = 207 кА ≤ Iдоп = 510 кА;

Ip34 =28 кА ≤ Iдоп = 265 кА

Ip4A' = 129 кА ≤ Iдоп = 510 кА

При выбранных сечениях рабочий ток не превышает допустимого значения.

Участок А45

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 4

Длина: lA4 = 64 км; l45 = 70 км; l5A= 40 км.

Найдем расчетные нагрузки для всех участков кольцевой сети.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru ;

S45 = SA4 – S4 = 74,43 – 85 = - 10,57 МВ·А;

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Найдем расчетные токи на всех участках

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сечения проводов линии:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А4: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 45: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 5А': Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в устано­вившемся режиме, если:

Ip ≤ Iдоп ,

IpA4 = 392 кА ≤ Iдоп = 510 кА;

Ip45 = 57 кА ≤ Iдоп = 265 кА

Ip5A' = 429 кА ≤ Iдоп = 510 кА

При выбранных сечениях расчетный ток не превышает допустимого значения.

Участок А1

Для нахождения расчетного тока в одноцепной линии воспользуемся следующей формулой:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка.

В одноцепной линии Sp равна мощности нагрузки.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А2: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним рассчитанное значение с допустимым: IpA2 = 58 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимый ток.

2 Вариант

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 5

1) Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Участок А45

Рис. 6

Длина: lA4 = 64 км; l45 = 70 км; l5A= 40 км.

Найдем расчетные нагрузки для всех участков кольцевой сети.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru ;

S45 = SA4 – S4 = 74,43 – 85 = - 10,57 МВ·А;

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru .

Найдем расчетные токи на всех участках

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сечения проводов линии:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А4: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 45: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 5А': Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в устано­вившемся режиме, если:

Ip ≤ Iдоп ,

IpA4 = 392 кА ≤ Iдоп = 510 кА;

Ip45 = 57 кА ≤ Iдоп = 265 кА

Ip5A' = 429 кА ≤ Iдоп = 510 кА

При выбранных сечениях рабочий ток не превышает допустимого значения.

Участок А1

Для нахождения расчетного тока в двухцепной линии воспользуемся следующей формулой:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка, n - число цепей линии передачи.

В двухцепной линии, так же как и в одноцепной, Sp равна мощности нагрузки.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А1: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

При выходе из строя одной цепи двухцепной линии по оставшейся в работе цепи будет передаваться прежняя мощность, т.е. ток линии возрастет вдвое по сравнению с режимом нормальной работы.

В этом случае:

2Ip ≤ Iдоп

Сравним рассчитанное значение с допустимым:

2·IpA1 = 2·29 =58 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимый ток.

Участок А2

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка.

В одноцепной линии Sp равна мощности нагрузки.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А2: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним рассчитанное значение с допустимым: IpA2 = 179 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимый ток.

Участок А3

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка, n - число цепей линии передачи.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А3: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним рассчитанное значение с допустимым:

2·IpA3 = 2·79 =158 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимое.

3 Вариант

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Рис. 7

Участок А1

Для нахождения расчетного тока в двухцепной линии воспользуемся следующей формулой:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка, n - число цепей линии передачи.

В двухцепной линии, так же как и в одноцепной, Sp равна мощности нагрузки.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А1: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

При выходе из строя одной цепи двухцепной линии по оставшейся в работе цепи будет передаваться прежняя мощность, т.е. ток линии возрастет вдвое по сравнению с режимом нормальной работы.

В этом случае:

2Ip ≤ Iдоп

Сравним рассчитанное значение с допустимым:

2·IpA1 = 2·29 =58 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимый ток.

Участок А2

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка.

В одноцепной линии Sp равна мощности нагрузки.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А2: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним рассчитанное значение с допустимым: IpA2 = 179 кА ≤ Iдоп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимое.

3) Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Участок А34

Рис. 8

Длина: lA3 = 58 км; l34 = 60 км; l4A= 64 км.

Находим расчетные нагрузки:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru ;

S34 = SA3 - S3 = 50, 33 – 30 = 20,33МВ·А;

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru .

Находим расчетные токи:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сечения проводов:

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Найдем начальную и максимальную коронные напряженности:

Участок А3: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 34: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Участок 4А': Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним полученные значения с допустимыми:

Ip ≤ Iдоп ,

IpA3 = 265 кА ≤ Iдоп = 510 кА;

Ip34 = 107 кА ≤ Iдоп = 265 кА

Ip4A' = 340 кА ≤ Iдоп = 510 кА

При выбранных сечениях рабочий ток не превышает допустимого значения.

Участок А5

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru где Sр - расчетная нагрузка, n - число цепей линии передачи.

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А3: Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне - student2.ru

Сравним рассчитанное значение с допустимым:

1·IpA5 = 1·237 =237 кА ≤ Iдоп = 330 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимое.

Наши рекомендации