Расчет электрических сетей

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.»

Энергетический факультет

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Сеть для электроснабжения группы потребителей

Выполнил студент группы ЭПР-42

Грибов М.М.

Проверил ассистент каф. ЭПП

Павленко И.М.

Саратов 2012

Задание на курсовую работу

Реферат

Пояснительная записка содержит 41 страницу, 17 таблиц, 10 рисунков, 4 использованных источника.

РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, ТРАНСФОРМАТОР, ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ, НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ОДНОЦЕПНАЯ ЛИНИЯ, ДВУХЦЕПНАЯ ЛИНИЯ, СОПРТИВЛЕНИЕ, НАПРЯЖЕНИЕ.

Объектом исследования данной курсовой работы является районная электрическая сеть.

Цель работы – выбор конфигурации сети, номинального напряжения, трансформаторов для каждого потребителя, расчет потокораспределения, определение тока короткого замыкания на шинах низшего напряжения подстанции потребителя.

«Сеть для электроснабжения группы потребителей»

Грибов Михаил Михайлович

Энергетический факультет СГТУ им Гагарина. Электрически сети. Четвертый курс. Гр ЭПР 42. 2012 год.

Павленко Ирина Михайловна

Энергетический факультет СГТУ им Гагарина.Научный руководитель.

Аннотация

Рассчитана полная мощность, потребляемая потребителями. Составлены варианты конфигурации сети, выбраны две наиболее конкурентоспособных варианта сети, а именно радиально-магистральная и комбинированная. Для выбранных вариантов рассчитано потокораспределение на участках цепи. Рассчитано напряжение на участках цепи и по таблице стандартных напряжений выбраны номинальные значения. По длительному току определенно сечение проводов на участках цепи и по нему определено стандартное сечение провода и его марка. Так же произведен расчет параметров линий, определены суммарные потери мощности и напряжения в проводах. По потребляемой мощности подобраны трансформаторы для понижения питающего напряжения потребителей. Проведен расчет токов короткого замыкания на шине низшего напряжения трансформатора первого потребителя.

Содержание

Задание на курсовую работу. 2

Реферат. 3

Аннотация. 4

Содержание. 5

Введение. 6

1 Расчет электрических сетей. 8

1.1 Расчет баланса мощности. 8

1.2 Составление вариантов конфигурации сети. 13

1.3 Расчет потокораспределения для радиально-магистральной сети. 17

1.4 Расчет потокораспределения для комбинированной сети. 18

1.5 Выбор номинального напряжения на участке радиально-магистральной цепи. 20

1.6 Выбор номинального напряжения на участке комбинированной цепи. 21

1.7 Выбор сечения проводников для радиально-магистральной цепи. 22

1.8 Выбор сечения проводников для комбинированной цепи. 26

1.9 Определение параметров линий для радиально-магистральной цепи. 29

1.10 Определение параметров линий для комбинированной цепи. 32

2 Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей. 34

2.1 Для радиально-магистральной сети. 34

2.2 Для комбинированной сети. 36

3 Расчет токов короткого замыкания на шинах низшего напряжения подстанции потребителя №1 38

Заключение. 40

Список использованных источников. 41

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 множества вопросов (выбора 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: станций 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: надежности, экономичности; удобства эксплуатации; качества энергии и возможности дальнейшего развития.

Курсовое проектирование должно способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами по данной и смежным дисциплинам на лекциях, практических занятиях, в лабораториях и на производственной практике, воспитанию навыков самостоятельной творческой работы, ведения инженерных расчетов и технико-экономического анализа.

В ходе курсового проектирования приобретаются навыки пользования справочной литературой, ГОСТами, едиными нормами и укрупненными показателями, таблицами, номограммами.

Цель курсового проектирования является систематизация и расширение теоретических знаний, углубленное изучение проблем электрических систем и сетей, овладение навыками самостоятельного решения инженерных задач по профилирующей специальности.

В задачу курсового проектирования входит изучение практических инженерных методов решения комплексных вопросов сооружения линий электропередач, подстанций и других элементов электрических сетей и систем, а также дальнейшее развитие расчетно-графических навыков, необходимых для проектной работы. В процессе проектирования применяются знания, полученные при изучении курса "Электрические системы и сети" и смежных дисциплин. Необходимо решать задачи, не имеющие однозначного решения, оценивать ряд факторов и самостоятельно отвечать на вопросы.

Особенность проектирования электрических систем и сетей заключается в тесной взаимосвязи технических и экономических расчетов.

Первые шаги в области проектирования убеждают, что полученные знания, умение проводить различные расчеты сетей недостаточны для выполнения проекта. Задачи, которые поставлены в проекте электрической сети, в большинстве случаев не имеют однозначного решения. Выбор наиболее удачного варианта электрической сети производиться не только путем теоретических расчетов, но и на основе различных соображений. Выполнение курсового проекта дает возможность получить некоторый опыт и навыки проектирования.

Расчет электрических сетей

Расчет баланса мощности

1) Определение полной мощности для каждого потребителя:

Таблица 1.1 Сведения о потребителях

N	P, МВт	cosϕ	Uн, кВ
	26,3	0,76
	25,4	0,88
		0,78
	19,5	0,89

, (1.1)

где - полная мощность потребителя, МВА;

– активная мощность потребителя, МВт;

– коэффициент мощности.

2) Определение реактивной мощности для каждого потребителя:

, (1.2)

где - реактивная мощность потребителя, Мвар;

- полная мощность потребителя, МВА;

3) Определение потерь активной мощности:

Принимаем, что они равны 5% от активной мощности i-го потребителя

, (1.3)

где - потери активной мощности, МВт

– активная мощность потребителя, МВт.

4) Определение реактивных потерь:

Зарядную мощность линий, а также потери реактивной мощности в линии не учитываем. Принимаем, что они составляют 6% от полной мощности i-ого потребителя.

, (1.4)

где - реактивные потери, Мвар;

- полная мощность потребителя, МВА;

5) Определение требуемой активной и реактивной мощности:

, (1.5)

где - требуемая активная мощность, МВт;

– активная мощность потребителя, МВт;

- потери активной мощности, МВт.

, (1.6)

где - требуемая реактивная мощность, Мвар

- реактивная мощность потребителя, Мвар;

- реактивные потери, Мвар.

6) Определение располагаемой реактивной мощности:

, (1.7)

где - располагаемая реактивная мощность, Мвар;

;

- сумма активных мощностей потребителей, МВт.

Сравнив полученные и , приходим к выводу, что имеется дефицит реактивной мощности и необходима установка компенсирующих устройств.

7) Определение необходимой мощности компенсирующих устройств:

, (1.8)

где - необходимая мощность компенсирующих устройств, Мвар;

- реактивная мощность потребителя, Мвар;

- реактивные потери, Мвар;

– активная мощность потребителя, МВт;

- потери активной мощности, МВт;

.

Применяем установку компенсирующего устройства ККУ-6-1 и ККУ-10-1 с единичной мощностью 0,5 Мвар.

8) Определение количества компенсирующих устройств для каждого потребителя:

, (1.9)

где - количество компенсирующих устройств, шт;

- необходимая мощность компенсирующих устройств, Мвар;

- единичная мощность компенсирующего устройства, Мвар.

9) С учетом компенсации реактивной мощности, определим реактивную мощность для каждого потребителя:

, (1.10)

где - реактивная мощность с учетом компенсаторов, Мвар;

- реактивная мощность потребителя, Мвар;

- количество компенсирующих устройств, шт;

- единичная мощность компенсирующего устройства, Мвар.

Проверяем полученные значения расчета баланса мощности. В итоге получим баланс требуемой и располагаемой мощностей:

, (1.11)

где - требуемая реактивная мощность, Мвар;

- реактивная мощность с учетом компенсаторов, Мвар;

- реактивные потери, Мвар;

В итоге получили, что скомпенсированная требуемая реактивная мощность равна располагаемой реактивной мощности, баланс мощности сошелся, расчеты выполнены, верно.

Результаты вычислений сведем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 Баланс активной и реактивной мощности

Потребитель
Si, МВА	34,6	28,86	17,95	21,91
Pi, МВт	26,3	25,4		19,5
ΔPi, МВт	1,32	1,27	0,7	0,98
Qi, МВар	22,4	13,7	11,23	9,9
ΔQтрi, МВар	2,07	1,73	1,08	1,31
Qкуi, МВар	13,42	4,76	6,4
ηку, шт
, МВар	9,4	9,7	4,73	7,4

Составление вариантов конфигурации сети

Составим конфигурации сети и вычислим их протяженность.

, (1.12)

где - суммарная длина сети, км;

- суммарная длина одноцепных линий, км;

- суммарная длина двухцепных линий, км;

– переводной коэффициент.

N – количество выключателей, шт.

Рисунок 1.1 Кольцевая. Вариант 1

км;

N=14 шт.

Рисунок 1.2 Радиально-магистральная схема. Вариант 2

км

N=14 шт.

Рисунок 1.3 Радиально-магистральная схема. Вариант 3.

км

N=15 шт.

Рисунок 1.4 Радиально-магистральная схема. Вариант 4

км

N=20 шт.

Рисунок 1.5 Комбинированная схема. Вариант 5

км

N=18 шт.

Рисунок 1.6 Комбинированная схема. Вариант 6

км

N=18 шт.

Таким образом, общее количество вариантов получилось 6. Чтобы не производить технико-экономический расчёт всех вариантов, отберём наиболее конкурентоспособные (по одному из каждой группы схем), а остальные отбросим. К ним вернёмся, если какой-либо вариант не удовлетворит техническим условиям. Для выбора конкурентоспособных вариантов проведём небольшие оценочные расчёты, позволяющие сравнить между собой варианты с одинаковыми принципами построения схем сети хотя бы в первом приближении.

Для этого принимаем, что стоимость одного выключателя примерно равна стоимости 4 км одноцепной воздушной линии. Определяем для каждого из них приведенную протяженность линий:

, (1.13)

где - приведенная протяженность линий, км;

- - суммарная длина сети, км;

- количество выключателей, шт.

Из расчета видно, что самым экономичным вариантом конфигурации сети является кольцевая схема №1 и радиально-магистральная схема №2. Таким образом, в дальнейшем будем рассматривать их.