Курсовая работа: Электроснабжение сетевого района

Чебоксарский институт

Московского политехнического университета

Курсовая работа

По дисциплине: Электроэнергетические системы и сети

На тему: Электроснабжение сетевого района «Амурэнерго»

Выполнил: Марков Павел Андреевич

Чебоксары 2019

Содержание

Введение

1. Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети

1.1 Выбор графа проектируемой сети

1.2 Баланс реактивной мощности

1.3 Выбор схемы проектируемой электрической сети

1.4 Основные технико-экономические показатели проектируемой сети

2. Расчет основных нормальных и утяжеленных режимов работы сети

2.1 Расчет параметров схемы замещения

2.2 Исходные данные к расчету основных нормальных и утяжеленных режимов максимальных и минимальных нагрузок сети

3. Регулирование напряжения в электрической сети

Заключение

Список использованных источников

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии -- относительная простота производства, передачи, дробления, и преобразования.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

-по производству электроэнергии -- электрические станции; по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии -- электрические сети и подстанции;

-по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах -- приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и т. д.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуется в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др.

Совокупность электроприёмников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи подстанций тепловых сетей и приемников, объединенных общим непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой электрической энергии, называется энергетической системой.

1. Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети

1.1 Выбор графа проектируемой сети

Электрическая сеть представляет собой совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящей из подстанций, распределительных устройств, ток проводов, воздушных(ВЛ) и кабельных(КЛ) линий электропередачи(ЛЭП), работающих на определённой территории.

Рисунок 1 Граф электрической сети

Используя рекомендации проектных организаций, основанных на нормативных документах и опыте проектирования электрических сетей в современных условиях, примем длину ЛЭП с учётом коэффициента удлинения трасс. Коэффициент удлинения kуд=1,16. В результате получим:

Таблица 1.1. - Длины линий с коэффициентом трансформации.

Распределение активных мощностей по ЛЭП определим упрощённо, считай сеть однородно, по методике. Активная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле: где Pi - активная мощность в i-ом пункте, МВт; Si - максимальная нагрузка в i-ом пункте, МВА; - коэффициент мощности в i-ом пункте, о.е.

Таблица 1.2 Активная мощность подстанций

В одной сети сопротивления отдельных участков ЛЭП эквивалентны их длинам. Потребляемая активная мощность

?4pi=47,97+57,47+66,5+35,39=207,33

Мощность источников питания:

PA=?4pi*0,3 PA=207,33*0,3=62,199

PB==?pi*0,7 PB=207,33*0,7=145,31

Рассмотрим тот случай, когда линия В2 одноцепная. Рассчитаем, хватит ли мощности питающих подстанций А и В при выходе из строя линии В2:

Рассмотрим тот случай, когда линия В2 одноцепная. Рассчитаем, хватит ли мощности питающих подстанций А и В при выходе из строя линии В2: PА>Р3+Р4 - условие для использования одноцепной линии. I,II I,II 77,52 < 67,20 (0,05+0,80)+49,20 (0,06+0,68) 77,52 < 93,53, следовательно линия В2 двуцепная.

PB3=P3*(L32+L21+L1A)+P2*(L21+L1A)+P1*L1A

LA1+L12+L23+L3B

PB3=145*(42+53)+49,20*53=104,34

42+62+53

PA1=P1*(L12+L2A)+(P2-PB2)*LA2

LA+L12+L2A

PA1=207,33*(37+49)+(63,70-64,48)*49=201,797

23+37+49

P12=PA1-P1 P12=201,797-64,43=137,367

Таблица 1.3. - мощности в ЛЭП в режимах максимальной нагрузки.

Прежде чем приступить к расчёту реактивных мощностей, необходимо оценить значение номинального напряжения линий электропередачи. Обоснование номинального напряжения электропередачи является сложной задачей. В общем случае выбор номинального напряжения районной сети производится одновременно с выбором графа сети и схемы электрических соединений на основе технико-экономических расчётов.

Напряжение определяет параметры ЛЭП и электрооборудования подстанций и сетей, а, следовательно, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. В основном номинальное напряжение определяется передаваемой мощность. И длиной линии. Для предварительной оценки возможного номинального напряжения (кВ) электропередачи используем эмпирическую формулу Г.А. Илларионова:

где Рi - передаваемая активная мощность по одной цепи ЛЭП, МВт; Li - длина ЛЭП, км. Выбор номинального напряжения проектируемой сети: Для одноцепных линий:

1.2 Баланс реактивной мощности

Реактивная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле:

где Q - реактивная мощность в соответствующем пункте, МВАр; S - полная мощность в соответствующем пункте, МВА;

Таблица 1.4. - реактивная мощность подстанций.

Потребляемая реактивная мощность

Так как часть реактивной мощности экономически целесообразно вырабатывать децентрализованно, то условие баланса реактивной мощности может быть записано в следующем виде: Qг+Qку+QсQм+Qс,

где Qг - реактивная мощность, которая может быть получена от генераторов электростанций;

Qку - реактивная мощность компенсирующих устройств;

Qc - реактивная мощность, генерируемая емкостью линий электропередачи;

Qм - реактивная мощность, одновременно потребляемая приемниками электроэнергии, присоединенными к подстанциям сетевого района;

Qc - потери реактивной мощности в элементах электрической сети. Qм=

Реактивная мощность, получаемая от генераторов электростанций, может быть найдена по формуле

QГ=(Pм+Pc)tgГ,

где Рм - активная мощность, одновременно потребляемая в сетевом районе;

Рс - потери активной мощности в сети; в сетях с одной-двумя ступенями трансформации Рс составляют 4-6 % от полной передаваемой мощности в сети;

tgГ - угол сдвига между векторами тока и напряжения генераторов станций относительно шин высшего напряжения.

Рм= 0.9Pi =257,76 МВт.

Рм=0.9Pi=257,76 МВт.

Pc=0.05Si=0,05*120= 6МВт.

Pр=0.1Si=12 МВт.

Pcн=0.1Si=12МВт.

Вырабатываемая (Pг) и потребляемая (Pп) мощности равны:

Средний коэффициент мощности генераторов cosГ=0.84. Следовательно, tgГ=0.645.

QГ= (257,76 +14,32)0,645=175,492 МВАр.

Потери реактивной мощности в основной электрической сети ориентировочно можно рассчитать:

Qc= (0.06…0.08)Sмnт+(0.04…0.05)Sм,

где Sм - полная мощность потребителей сетевого района;

nт - число ступеней трансформации в сетевом районе

Реактивная мощность, генерируемая линиями, условно принимается для одноцепных линий 30 кВАр/км при напряжении 110 кВ и 120 кВАр/км при напряжении 220 кВ. Qc= 0,12*(41+33+34+55+44+42)=29,88 МВАр.

Из приведенного баланса реактивных мощностей находится мощность компенсирующих устройств:

Qку Qм+Qс-Qс - Qг.

Qку =Qм+Qс-Qс - Qг=159,98+38,295-175,492 -29,88 =-7,097 МВАр.

Следовательно, в компенсирующих устройствах сеть не нуждается

Вычислим реактивные мощности на головных участках ЛЭП. Для простой замкнутой сети (рис.2) распределение мощностей рассчитаем сначала в ветвях, подключенных к источникам питания.

Рисунок 2 Распределение реактивных мощностей от источника A

Из полученных данных найдем, что

Проверим правильность вычисления реактивных мощностей участках ЛЭП:

QА2+QА1 = Q2+Q1.

QА2+QА1 =41,73+37,32=79,04 МВАр.

Q2+Q1=44,17+34,87=79,04 МВАр.

Следовательно, реактивные мощности QА2 и QА1 определены верно.

QА3+QА4 = Q3+Q4.

QА3+QА4 =47,06+42,3=89,36 МВАр. Q3+Q4=49,85+39,51=89,36 МВАр.

Следовательно, реактивные мощности QA3 и QA4 определены верно.

1.3 Выбор схемы проектируемой электрической сети

При разработке схемы электроснабжения сетевого района учитываются местоположение источников питания и районных понизительных подстанций, применяемые на данной территории номинальные напряжения, наиболее целесообразный граф сети, число ступеней трансформации и схема электрических соединений подстанций, выбираемая на основе рекомендаций.

Выбор сечений ЛЭП произведем по условию экономического тока, нагрева и потери электроэнергии на корону. Выбранные сечения проводов по условию допустимой потери напряжения будут проверены после расчета основных и утяжеленных режимов сети.

ТмаА1= Тма12=Тм1=7000, ч. Тма34= ТмаА3=Тм3=5100, ч.

JэкA1 = Jэк12= JэкА3= Jэк34=JэкA4= 1.0, А/мм2;

JэкA2= 1.1, А/мм2.

JэкA1 = Jэк12= JэкА3= Jэк34=JэкA4= 1.0, А/мм2;

JэкA2= 1.1, А/мм2.

Таблица 1.5 Нагрузочные (переменные) потери электроэнергии в ЛЭП проектируемой сети

где Sутij - полная мощность в утяжеленном режиме, МВА.

Рассчитаем токи утяжеленного режима.

Другие случаи обрывов линии мы не рассматриваем т.к. токи в других случаях будут однозначно меньше уже найденных нами.

Таблица 1.6 Cтандартное сечение при IутIдд для проводов марки АС