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

P_A1 1 P₁₂ 2 P_2B

A B

L_A1 L₁₂ L_2B

P₁ P₂

 

Рисунок 1.1- Схема для потребителей 1 и 2

Определим мощность на головных участках P_A1 и P_2B:

P_A1 = (P₁× (l₁₂ + l_2B) + P₂×l_2B)/ (l_A1+ l₁₂+ l_2B) = (44× (26+30) +18×30)/ (17+26+30) =41,15 МВт

P_2B= (P₂×(l_A1+l₁₂) +P₁× l_A1)/ (l_A1+l₁₂+l_2B) = (18× (17+26) +44×17)/ (17+26+30) =20,85 МВт

Выполним проверку (баланс мощностей):

P_A1+ P_2B= P₁+ P₂

41,15+20,85=44+18

62=62

Определим мощность на участке 12

P_A1+ P₁₂-P₁=0;

P₁₂= 44-41,5 = 2,85 МВт

 

Схема 2

P_A3 3 P₃₄ 4 P_4B

A B

L_A3 L₃₄ L_4B

P₃ P₄

Рисунок 1.2 – Схема для потребителей 3 и 4

Определим мощность на головных участках P_A3 и P_2B:

P_A3 = (P₃× (l₃₄ + l_4B) + P₄×l_4B)/ (l_A3+ l₃₄+ l_4B) = (32× (37+16) +21×16)/ (18+37+16) = 28,62 МВт

P_4B= (P₄×(l_A3+l₃₄) +P₃× l_A3)/ (l_A3+l₃₄+l_4B) = (21× (37+18) +32×18)/ (18+37+16) =24,38 МВт

Выполним проверку (баланс мощностей):

P_A3+ P_4B=P₃+P₄;

28,62+24,38= 32+21;

53=53

Определим мощность на участке 34

P_A3+P₃₄-P₃=0

P₃₄= P₃- P_A3

P₃₄= 32-28,62= 3,38 МВт

 

 

1.2 Двух цепная радиальная сеть (вариант 2)

 

Схема 1

A

1 P_A1 P_A3 3

 

L_A1 L_A3

 

P₁ P₃

Рисунок 1.3

Определим мощность на головных участках P_A1 и P_А3:

P_A1= P₁/2=44/2=22 МВт

P_A3= P₃/2=32/2=16 МВт

Схема 2

B

2 P_2B P_4B 4

 

L_2B L_4B

 

P₂ P₄

Рисунок 1.4- Схема для потребителей 3 и 4

Определим мощность на головных участках P_2B и P_4B:

P_2B=P₂/2=18/2=9 МВт

P_4B=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

P_A1 1 P₁₂ 2 P_2B

A B

L_A1 L₁₂ L_2B

P₁ P₂

 

Рисунок 1.1- Схема для потребителей 1 и 2

Определим мощность на головных участках P_A1 и P_2B:

P_A1 = (P₁× (l₁₂ + l_2B) + P₂×l_2B)/ (l_A1+ l₁₂+ l_2B) = (44× (26+30) +18×30)/ (17+26+30) =41,15 МВт

P_2B= (P₂×(l_A1+l₁₂) +P₁× l_A1)/ (l_A1+l₁₂+l_2B) = (18× (17+26) +44×17)/ (17+26+30) =20,85 МВт

Выполним проверку (баланс мощностей):

P_A1+ P_2B= P₁+ P₂

41,15+20,85=44+18

62=62

Определим мощность на участке 12

P_A1+ P₁₂-P₁=0;

P₁₂= 44-41,5 = 2,85 МВт

 

Схема 2

P_A3 3 P₃₄ 4 P_4B

A B

L_A3 L₃₄ L_4B

P₃ P₄

Рисунок 1.2 – Схема для потребителей 3 и 4

Определим мощность на головных участках P_A3 и P_2B:

P_A3 = (P₃× (l₃₄ + l_4B) + P₄×l_4B)/ (l_A3+ l₃₄+ l_4B) = (32× (37+16) +21×16)/ (18+37+16) = 28,62 МВт

P_4B= (P₄×(l_A3+l₃₄) +P₃× l_A3)/ (l_A3+l₃₄+l_4B) = (21× (37+18) +32×18)/ (18+37+16) =24,38 МВт

Выполним проверку (баланс мощностей):

P_A3+ P_4B=P₃+P₄;

28,62+24,38= 32+21;

53=53

Определим мощность на участке 34

P_A3+P₃₄-P₃=0

P₃₄= P₃- P_A3

P₃₄= 32-28,62= 3,38 МВт

 

 

1.2 Двух цепная радиальная сеть (вариант 2)

 

Схема 1

A

1 P_A1 P_A3 3

 

L_A1 L_A3

 

P₁ P₃

Рисунок 1.3

Определим мощность на головных участках P_A1 и P_А3:

P_A1= P₁/2=44/2=22 МВт

P_A3= P₃/2=32/2=16 МВт

Схема 2

B

2 P_2B P_4B 4

 

L_2B L_4B

 

P₂ P₄

Рисунок 1.4- Схема для потребителей 3 и 4

Определим мощность на головных участках P_2B и P_4B:

P_2B=P₂/2=18/2=9 МВт

P_4B=P₄/2=21/2=10,5 МВт