Курсовая работа (т): Проектирование дальней электропередачи сверхвысокого напряжения

Проектирование дальней электропередачи сверхвысокого напряжения

Содержание

Введение

. Расчет погонных, волновых параметров и натуральной мощности ЛЭП

. Расчёт режима наибольшей передаваемой мощности

. Расчёт наименьшей передаваемой мощности

. Расчет величины максимальной напряженности электрического поля на проводах средней фазы

. Выбор числа и номинальной мощности трансформаторов и автотрансформаторов для установки их на концевых подстанциях

. Расчетная схема и электрические параметры ЛЭП СВН

7. Расчет установившихся режимов

8. Разработка схем распределительных устройств

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

В качестве исходных данных к заданию приводятся возможная типовая схема одноцепной электропередачи сверхвысокого напряжения (СВН) (рис. 1). Схема представляет собой электропередачу от удаленной электростанции в приемную систему (связь с приемной системой осуществляется через автотрансформатор (АТ) связи).

Для схемы предполагается, что передающий конец электропередачи находится слева (со стороны U1), приемный конец-справа (со стороны U2).

Рис. 1. Типовая схема электропередачи

Для схемы №1 в качестве источника питания предлагается рассматривать ГЭС, что позволяет упростить расчеты за счет возможности поддержания неизменным напряжения в начале линии. Это становится возможным благодаря применению на генераторах ГЭС регуляторов возбуждения сильного действия.

В качестве исходных данных к курсовому проекту, помимо номера схемы, заданы:

-       Uном = 500 кВ - номинальное напряжение ЛЭП;

-       L = 510 км - длина ЛЭП;

-       Рнб = 1150 МВт - наибольшая передаваемая мощность в зимний период;

-       Рнм = 0,3*1150 = 345 МВт - наименьшая мощность, передаваемая летом (в долях от Рнб);

-       Марка и количество расщепленных проводов в фазе 3х400/51;

-       а= 50см =0,5 м - шаг расщепления;

-       Dмф=11,0 м - расстояние между фазами;

-       m=0,88 - коэффициент гладкости проводов

-       δ =1,02- относительная среднегодовая плотность воздуха;

-       tя=-10°С - среднемесячное значение температуры в январе;

-       tи=+25°С - среднемесячное значение температуры в июле;

-       Tнб=5750 ч - время использования максимальной нагрузки электропередачи;

-       Cosφ =0,94 - коэффициент мощности на шинах приёмной системы (в режимах передачи наибольшей и наименьшей мощности);

-       Qизб =280 Мвар - максимальная величина избыточной реактивной мощности, которую может принять система в режиме передачи наименьшей мощности.

1. Расчет погонных, волновых параметров и натуральной мощности ЛЭП

Определим среднегеометрическое расстояние между проводами фаз:

Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз А, В и С при их произвольном положении определяется как:

Dcp =

Для одноцепных ЛЭП 330-1150 кВ основное применение нашли портальные опоры, таким образом, формула для расчета среднегеометрического расстояния между проводами примет вид:

= =  = 11* = 13,86 м

Определим радиус расщепления

=  =  = 28,87 см

Определим эквивалентный радиус:

Учет расщепления осуществляется заменой радиуса единичного провода эквивалентным радиусом расщепления фазы:

экв = Rp = 28.87 = 14.52 см, где

Рассчитываем погонные параметры ЛЭП.

Определим ёмкость средней фазы:

Ср =  =  = 0,01277 мкф/км

Определяем удельное индуктивное сопротивление

х0 = 0,1445log +  = 0.1445 +  = 0.291Ом/км

Определяем удельную ёмкостную проводимость

=  =  =3.83*10-6 См/км

Определим удельное активное сопротивление

Для АС 400/51 ,

таким образом, для трёх проводов в одной фазе:

,

Рассчитаем волновые параметры ЛЭП.

Волновое сопротивление линии, определяющее волновые свойства ЛЭП:

zb =  =

Постоянная распространения электромагнитной волны:

γ = = = α +jβ,

где α - коэффициент затухания;

β - коэффициент изменения фазы.

Для идеализированной линии:=0, g0 =0

=  =  = 275.64 Ом

β0 =  =  = 1.056*10-3 рад/км = 0,0605 град/км

Волновая длина линии, определяющая пропускную способность ЛЭП:

λ = β0 L = 0,0605*510 = 30,85

Натуральная мощность линии, определяющая пропускную способность ЛЭП:

Р нат =  =  = 907 МВт

2. Расчёт режима наибольшей передаваемой мощности

Расчётное напряжение

=U2=Uнб расч = 1,04 Uном =1,04*500 = 520 кВ

Базисная мощность

Sбаз =  =  = 981 МВА

Наибольшая передаваемая мощность в зимний период:

=  =  = 1,17

Реактивная мощность в конце линии:

 = -ctgλ +  = -ctg 30.85 +  = 0.11

Реактивная мощность в начале линии при kU = 1

 =

Строятся эпюры напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии. Для этого используются уравнения длинной линии в относительных единицах:

Ux= U2[cos (β0lx) + sin(β0lx)+j sin (β0lx)]

Ix =  [cos (β0lx) + j sin(β0lx) - cos(β0lx)]

Qx = Im( Ix)

С учётом базисных величин:

баз= U2 = 520 кВбаз= Iнат =  =  = 1,09 кА

 = cos (β0lx) + sin(β0lx)+j sin (β0lx)

 = cos (β0lx) + j(β0lx) - cos(β0lx)

 = Im()

 = cos (0.0605*210) +0.11 sin(0.0605*210)+j *1.17*sin (0.0605*210) =1,015∟6,0 o.e.

 = 1.17cos (0.0605*210) + j*sin(0.0605*210) - 0.11*cos(0.0605*210) = 0.700∟6,0 o.e.

 = Im(0.915∟0.6*0.9∟-0.6) = Im(0.824+j*0) = 0 о.е.

Остальные результаты приведём в таблице 1.

Таблица 1

По результатам вычислений строим эпюру распределения напряжения.

Рис. 1. Эпюра распределения напряжения

Рис. 2. Эпюра распределения тока

Рис. 3. Эпюра распределения реактивной мощности

Средний квадратичный ток

сркв =

 =  = =0.697 о.есркв = Iнаг =1,09*0,697 = 0,76 кА

По заданной температуре определяем погонное активное сопротивление:

r0янв = r0 (1+0.004*(tянв-20)) = 0,024*(1+0,004*(-10-20)) = 0,021 Ом/км

Рассчитаем потери активной мощности

∆Рне = 3r0L = 3*0.762*0.021*510 = 18.56 мВт

Оценим полученные потери в процентах от передаваемой мощности

∆Рне,% =  *100% =  *100% = 1,61%

3. Расчёт наименьшей передаваемой мощности

Расчётное напряжение

=U2=Uном= 500 кВ

Базисная мощность

баз =  =  = 907 МВАбаз = Iнат =  =  = 1.05кА

Наибольшая передаваемая мощность в зимний период:

=  =  = 0,17

Реактивная мощность в конце линии:

 = -ctgλ +  = -ctg 30.85 +  = 0.27

Реактивная мощность в начале линии при kU = 1

 =

Строятся эпюры напряжения, тока и реактивной мощности вдоль линии. Для этого используются уравнения длинной линии в относительных единицах:

Ux= U2[cos (β0lx) + sin(β0lx)+j sin (β0lx)]

Ix =  [cos (β0lx) + j sin(β0lx) - cos(β0lx)]

Qx = Im( Ix)

С учётом базисных величин:

баз= U2 = 520 кВбаз= Iнат =  =  = 1,05 кА

 = cos (β0lx) + sin(β0lx)+j sin (β0lx)

 = cos (β0lx) + j(β0lx) - cos(β0lx)

 = Im()

Остальные результаты приведём в таблице 2.

Таблица 2