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

Наши рекомендации