Проектирование районной электрической сети
Проектирование районной электрической сети
По дисциплине
«Электроэнергетические системы и сети»
Студента: Пушкарёв А.В.
Группа: ЭЭТбз-1401
Преподаватель: Сорокин А.Г.
Тольятти 2017
Задание
От двух электростанций неограниченной мощности и напряжения А и В по воздушным линиям электропередачи (вариант -2 две лини к одному потребителю) запитаны четыре потребителя 1, 2, 3, 4 на каждом из которых установлено по два трансформатора. Необходимо произвести технико-экономический расчет двух предложенных вариантов схемы электроснабжения потребителей и выбрать наиболее выгодный. Исходные данные для расчета приведены в таблице №1. Напряжение низкой стороны силовых трансформаторов потребителей принимается равным 10 кВ.
Таблица №1- Исходные данные для расчета
| № п/п | Длина линии электропередачи, км | Мощность потребителей, МВт | Тм, ч | cosφ | ||||||||
| A-1 | 1-2 | 2-B | A-3 | 3-4 | 4-B | P1 | P2 | P3 | P4 | |||
| 0,84 |
Вариант №1
1
А 2
3
4 B
Рисунок 1 – Замкнутая кольцевая сеть с двусторонним питанием
Вариант №2
> 1
A
3 B
Рисунок2 – Двухцепная радиальная сеть
Аннотация
Курсовой проект включает в себя расчет предварительного распределения мощности. Далее определим номинальное напряжение электрической сети. После произведём выбор сечений проводов по экономической плотности тока. Следующим пунктом работы проверим выбранные сечения по условиям короны и допустимой токовой нагрузке. Рассчитаем удельные механические нагрузки сталеалюминевых проводов. Произведем выбор трансформаторов и определим потери мощности в них. Предпоследним пунктом выберем схемы электрических подстанций и исходя, из данных схем выполним технико-экономический расчет и выберем наиболее выгодный вариант.
В курсовом проекте:
Содержание
Введение 6
1 Расчет предварительного распределение мощности в линиях 7
2 Выбор номинального напряжения электрической сети 11
3 Выбор сечение проводов по экономической плотности тока 14
4 Проверка выбранных сечений по условию коронного разряда 17
5 Выбор трансформатора 18
6 Выбор схемы подстанции 20
7 Расчет механических нагрузок сталеалюминиевых проводов 21
Заключение 34
Приложение А 35
Приложение Б 35
Приложение В 35
Введение
Современные энергетические системы состоят из сотен, связанных между собой элементов, влияющих друг на друга. Однако проектирование всей системы от электростанций до потребителей с учетом особенностей элементов с одновременным решением множество вопросов (выбор ступеней напряжения, схем станций, релейной защиты и автоматики, регулирования режимов работы системы, перенапряжений) нереально. Поэтому общую глобальную задачу необходимо разбить на задачи локальные, которые сводятся к проектированию отдельных элементов системы: станции и подстанций; частей электрических сетей в зависимости от их назначения (районных, промышленных, городских, сельских); релейной защиты и системной автоматики и т.д. Однако проектирование должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих на данную проектируемую часть системы.
Намеченные проектные варианты должны удовлетворять следующим требованиям: надежность, экономичность, удобство эксплуатации; качество энергии и возможности дальнейшего развития.
Особенность проектирования электрических сетей и систем заключается в тесной взаимосвязи технических и экономических расчетов.
1 Расчет предварительного распределение мощности в линиях
Электрическая сеть- это совокупность подстанций распределительных устройств и соединяющих их линий электропередач, предназначенных для передачи или распределение электрических энергий.
Линии электропередач - это электроустановка, состоящая из проводов, кабелей, изолирующих элементов и несущих конструкций, предназначенных для передачи электроэнергии между двумя будками энергосистемы с возможным промежуточным отбором.
Воздушные линии электропередач - устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикреплённым при помощи изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям.
Для выбора сечения проводов, необходимо знать величину потока мощности проходящего по линиям, а также напряжение. Так как на начальном этапе неизвестно сечение проводов и напряжение, то точный расчет тока, потока мощности в линиях не возможен. Поэтому для его определения принимают следующее: исходную сеть считают однородной, то есть все линии принимают проводом одного сечения, в этом случае распределение мощностей в линиях определяется их длинами и может быть найдено по методу расчета линии с двух сторонним питаниями
1.1 Замкнутая кольцевая сеть с двух сторонним питанием
Схема 1
PA1 1 P12 2 P2B
A B
LA1 L12 L2B
P1 P2
Рисунок 1.1- Схема для потребителей 1 и 2
Определим мощность на головных участках PA1 и P2B:
PA1 = (P1× (l12 + l2B) + P2×l2B)/ (lA1+ l12+ l2B) = (44× (26+30) +18×30)/ (17+26+30) =41,15 МВт
P2B= (P2×(lA1+l12) +P1× lA1)/ (lA1+l12+l2B) = (18× (17+26) +44×17)/ (17+26+30) =20,85 МВт
Выполним проверку (баланс мощностей):
PA1+ P2B= P1+ P2
41,15+20,85=44+18
62=62
Определим мощность на участке 12
PA1+ P12-P1=0;
P12= 44-41,5 = 2,85 МВт
Схема 2
PA3 3 P34 4 P4B
A B
LA3 L34 L4B
P3 P4
Рисунок 1.2 – Схема для потребителей 3 и 4
Определим мощность на головных участках PA3 и P2B:
PA3 = (P3× (l34 + l4B) + P4×l4B)/ (lA3+ l34+ l4B) = (32× (37+16) +21×16)/ (18+37+16) = 28,62 МВт
P4B= (P4×(lA3+l34) +P3× lA3)/ (lA3+l34+l4B) = (21× (37+18) +32×18)/ (18+37+16) =24,38 МВт
Выполним проверку (баланс мощностей):
PA3+ P4B=P3+P4;
28,62+24,38= 32+21;
53=53
Определим мощность на участке 34
PA3+P34-P3=0
P34= P3- PA3
P34= 32-28,62= 3,38 МВт
1.2 Двух цепная радиальная сеть (вариант 2)
Схема 1
A
1 PA1 PA3 3
LA1 LA3
P1 P3
Рисунок 1.3
Определим мощность на головных участках PA1 и PА3:
PA1= P1/2=44/2=22 МВт
PA3= P3/2=32/2=16 МВт
Схема 2
B
2 P2B P4B 4
L2B L4B
P2 P4
Рисунок 1.4- Схема для потребителей 3 и 4
Определим мощность на головных участках P2B и P4B:
P2B=P2/2=18/2=9 МВт
P4B=P4/2=21/2=10,5 МВт
Выбор схемы подстанции
При выборе варианта схемы подстанции электрической сети необходимо руководствоваться положением о том, чтобы обеспечивать следующие:
1. Требуемую надежность электроснабжению потребителей в зависимости от их категории.
2. Максимальный охват территории для обеспечения комплексного электроснабжения всех потребителей всех потребителей, расположенных в рассматриваемом районе.
3. Требуемой гибкость, то есть обеспечивать различные режимы распределения нагрузок потребителей при их изменении.
4. Нормирования качества электроэнергии
5. Оптимизации условия токов короткого замыкания и учета возможности выполнения релейной защиты и автоматики.
6. Соответствие требованиям охраны окружающей среды и максимального использования при построении схемы унифицированных элементов.
Приложение A
| Номинальное сечение, мм2 алюминий/сталь | Сечение, мм2 | Диаметр провода, мм | Масса провода кг/км | |
| алюминия | Стального сердечника | |||
| AC 70/11 | 11,3 | 11,4 | ||
| АС 120/19 | 18,8 | 15,2 | ||
| АС 95/16 | 95,4 | 15,9 | 13,5 | |
| АС 240/32 | 31,7 | 21,6 | ||
| АС 150/24 | 24,2 | 17,1 |
Приложение Б
| Климатический район по ветровому давлению | Скоростной напор ветра qʋ, Па, с повторяемостью | ||
| 1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | 1 раз в 15 лет | |
| I |
Приложение В
| Климатический район по толщине стенки гололеда | Нормативная толщина стенки гололеда, мм, с повторяемостью | |
| 1 раз в 5 лет | 1 раз в 10 лет | |
| III |
Проектирование районной электрической сети
По дисциплине
«Электроэнергетические системы и сети»
Студента: Пушкарёв А.В.
Группа: ЭЭТбз-1401
Преподаватель: Сорокин А.Г.
Тольятти 2017
Задание
От двух электростанций неограниченной мощности и напряжения А и В по воздушным линиям электропередачи (вариант -2 две лини к одному потребителю) запитаны четыре потребителя 1, 2, 3, 4 на каждом из которых установлено по два трансформатора. Необходимо произвести технико-экономический расчет двух предложенных вариантов схемы электроснабжения потребителей и выбрать наиболее выгодный. Исходные данные для расчета приведены в таблице №1. Напряжение низкой стороны силовых трансформаторов потребителей принимается равным 10 кВ.
Таблица №1- Исходные данные для расчета
| № п/п | Длина линии электропередачи, км | Мощность потребителей, МВт | Тм, ч | cosφ | ||||||||
| A-1 | 1-2 | 2-B | A-3 | 3-4 | 4-B | P1 | P2 | P3 | P4 | |||
| 0,84 |
Вариант №1
1
А 2
3
4 B
Рисунок 1 – Замкнутая кольцевая сеть с двусторонним питанием
Вариант №2
> 1
A
3 B
Рисунок2 – Двухцепная радиальная сеть
Аннотация
Курсовой проект включает в себя расчет предварительного распределения мощности. Далее определим номинальное напряжение электрической сети. После произведём выбор сечений проводов по экономической плотности тока. Следующим пунктом работы проверим выбранные сечения по условиям короны и допустимой токовой нагрузке. Рассчитаем удельные механические нагрузки сталеалюминевых проводов. Произведем выбор трансформаторов и определим потери мощности в них. Предпоследним пунктом выберем схемы электрических подстанций и исходя, из данных схем выполним технико-экономический расчет и выберем наиболее выгодный вариант.
В курсовом проекте:
Содержание
Введение 6
1 Расчет предварительного распределение мощности в линиях 7
2 Выбор номинального напряжения электрической сети 11
3 Выбор сечение проводов по экономической плотности тока 14
4 Проверка выбранных сечений по условию коронного разряда 17
5 Выбор трансформатора 18
6 Выбор схемы подстанции 20
7 Расчет механических нагрузок сталеалюминиевых проводов 21
Заключение 34
Приложение А 35
Приложение Б 35
Приложение В 35
Введение
Современные энергетические системы состоят из сотен, связанных между собой элементов, влияющих друг на друга. Однако проектирование всей системы от электростанций до потребителей с учетом особенностей элементов с одновременным решением множество вопросов (выбор ступеней напряжения, схем станций, релейной защиты и автоматики, регулирования режимов работы системы, перенапряжений) нереально. Поэтому общую глобальную задачу необходимо разбить на задачи локальные, которые сводятся к проектированию отдельных элементов системы: станции и подстанций; частей электрических сетей в зависимости от их назначения (районных, промышленных, городских, сельских); релейной защиты и системной автоматики и т.д. Однако проектирование должно проводиться с учетом основных условий совместной работы элементов, влияющих на данную проектируемую часть системы.
Намеченные проектные варианты должны удовлетворять следующим требованиям: надежность, экономичность, удобство эксплуатации; качество энергии и возможности дальнейшего развития.
Особенность проектирования электрических сетей и систем заключается в тесной взаимосвязи технических и экономических расчетов.
1 Расчет предварительного распределение мощности в линиях
Электрическая сеть- это совокупность подстанций распределительных устройств и соединяющих их линий электропередач, предназначенных для передачи или распределение электрических энергий.
Линии электропередач - это электроустановка, состоящая из проводов, кабелей, изолирующих элементов и несущих конструкций, предназначенных для передачи электроэнергии между двумя будками энергосистемы с возможным промежуточным отбором.
Воздушные линии электропередач - устройство, предназначенное для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикреплённым при помощи изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям.
Для выбора сечения проводов, необходимо знать величину потока мощности проходящего по линиям, а также напряжение. Так как на начальном этапе неизвестно сечение проводов и напряжение, то точный расчет тока, потока мощности в линиях не возможен. Поэтому для его определения принимают следующее: исходную сеть считают однородной, то есть все линии принимают проводом одного сечения, в этом случае распределение мощностей в линиях определяется их длинами и может быть найдено по методу расчета линии с двух сторонним питаниями
1.1 Замкнутая кольцевая сеть с двух сторонним питанием
Схема 1
PA1 1 P12 2 P2B
A B
LA1 L12 L2B
P1 P2
Рисунок 1.1- Схема для потребителей 1 и 2
Определим мощность на головных участках PA1 и P2B:
PA1 = (P1× (l12 + l2B) + P2×l2B)/ (lA1+ l12+ l2B) = (44× (26+30) +18×30)/ (17+26+30) =41,15 МВт
P2B= (P2×(lA1+l12) +P1× lA1)/ (lA1+l12+l2B) = (18× (17+26) +44×17)/ (17+26+30) =20,85 МВт
Выполним проверку (баланс мощностей):
PA1+ P2B= P1+ P2
41,15+20,85=44+18
62=62
Определим мощность на участке 12
PA1+ P12-P1=0;
P12= 44-41,5 = 2,85 МВт
Схема 2
PA3 3 P34 4 P4B
A B
LA3 L34 L4B
P3 P4
Рисунок 1.2 – Схема для потребителей 3 и 4
Определим мощность на головных участках PA3 и P2B:
PA3 = (P3× (l34 + l4B) + P4×l4B)/ (lA3+ l34+ l4B) = (32× (37+16) +21×16)/ (18+37+16) = 28,62 МВт
P4B= (P4×(lA3+l34) +P3× lA3)/ (lA3+l34+l4B) = (21× (37+18) +32×18)/ (18+37+16) =24,38 МВт
Выполним проверку (баланс мощностей):
PA3+ P4B=P3+P4;
28,62+24,38= 32+21;
53=53
Определим мощность на участке 34
PA3+P34-P3=0
P34= P3- PA3
P34= 32-28,62= 3,38 МВт
1.2 Двух цепная радиальная сеть (вариант 2)
Схема 1
A
1 PA1 PA3 3
LA1 LA3
P1 P3
Рисунок 1.3
Определим мощность на головных участках PA1 и PА3:
PA1= P1/2=44/2=22 МВт
PA3= P3/2=32/2=16 МВт
Схема 2
B
2 P2B P4B 4
L2B L4B
P2 P4
Рисунок 1.4- Схема для потребителей 3 и 4
Определим мощность на головных участках P2B и P4B:
P2B=P2/2=18/2=9 МВт
P4B=P4/2=21/2=10,5 МВт