Таблица 2.1 Радиальная схема подключения подстанций.
2.2 Расчет кольцевого варианта сети электроснабжения.
Рисунок 2.3. Кольцевая схема подключения подстанций, длины линий
Рисунок 2.4. Кольцевая схема подключения подстанций, мощности, напряжения
Рисунок 2.5 Перетоки мощности в кольцевом участке сети
Определяем распределение мощностей в кольцевом участке сети:
Проводим проверку расчетных данных:
SM = SA + SB
Равенство верно, следовательно, расчеты были выполнены правильно.
Расчет номинального напряжения сети, производим по наиболее нагруженному участку кольцевой линии:
кВ
2.2.1 Расчет токов в участках сети и выбор сечений проводов
Расчет полной мощности линии:
МВА
МВА
МВА
Расчет номинального тока линии на пятый год эксплуатации:
Расчет номинального тока линии:
A
A
A
Расчет сечения проводов по экономической плотности тока:
Расчет аварийного тока линии на пятый год эксплуатации:
Расчет аварийного тока линии:
A
A
Проверка сечения проводов на возможность работы в аварийном режиме:
A
A
A
|
UЛин.,кВ |
P, МВт |
Q, Мвар |
S, МВА |
L, км |
IРас., А |
бT |
бM |
I5, А |
Jн |
IДоп. А |
FРасч. мм2 |
IАвар.,А |
F, мм2 |
||
|
ИП-ПС1 |
110 |
26,39 |
32 |
297 |
1,1 |
1,05 |
287 |
1,1 |
390 |
270 |
454 |
120 |
|||
|
ИП-ПС2 |
110 |
28,2 |
63 |
178,5 |
1 |
1,05 |
170 |
1,0 |
390 |
178,5 |
454 |
120 |
|||
|
ПС1-ПС2 |
110 |
7,8 |
44 |
47,25 |
1 |
1,05 |
45 |
1,1 |
265 |
47,25 |
287 |
70 |
Таблица 2.2 Кольцевая схема подключения подстанций.
2.2.. Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях для кольцевой схемы
Исходя из расчетных данных кольцевой схемы (беря в расчет то что номинальные напряжения одинаковы с номинальными напряжениями радиальной схемы и мощности подстанций не изменились), берем идентичные трансформаторы, которые мы выбрали для радиальной схемы.
|
Тип |
пс |
Sном, МВА |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, кВт |
Uк, % |
Iх, % |
||||||
|
ВН |
СН |
НН |
Рх |
Рк |
ВН-СН |
ВН-НН |
СН-НН |
|||||
|
ТМ-4000/110 |
5 |
4 |
121 |
-- |
6,3; 10,5 |
… |
… |
- |
… |
- |
… |
|
|
ТД-10000/110 |
4 |
10 |
121 |
-- |
6,3; 10,5 |
… |
… |
- |
… |
- |
… |
|
|
ТД-16000/110 |
3 |
16 |
121 |
-- |
6,3; 10,5 |
… |
… |
- |
… |
- |
… |
|
|
ТД-25000/110 |
2 |
25 |
121 |
-- |
6,3; 10,5 |
… |
… |
- |
… |
- |
… |
|
|
ТД-40000/110 |
1 |
40 |
121 |
-- |
6,3; 10,5 |
… |
… |
- |
… |
- |
… |
3. Составление схем первичных соединений подстанций
Схема для подключения подстанций номер - 1, 2, 3, 4 для радиальной схемы электроснабжения и подстанция номер - 3 и 4 для кольцевой схемы электроснабжения.
Для подстанции номер пять на всех схемах
Для подстанций номер один и два на кольцевой схеме электроснбжения.
4. Технико-экономические расчеты
При экономическом сравнении вариантов схем планируемой электрической сети определяются основные экономические показатели, характеризующие их сооружение и эксплуатацию. Основными экономическими показателями электрической сети являются: капитальные вложения на ее сооружение и ежегодные эксплуатационные издержки.
Главная задача экономической эффективности -- это найти такой вариант электроснабжения, при котором потери в сети будут минимальны, эксплуатационные показатели лучшие и будут обеспечивать высокую степень надежности.
Из приведенных выше расчетов и блочных схем понимаем, что у рассматриваемых схем радиального и кольцевого электроснабжения имеются полностью идентичные участи схем, трансформаторы и количество выключателе то целесообразно проводить сравнение только тех участков, которые отличаются в схемах. Такими участками являются ЛЭП, в радиальной схеме это линии И-S1, S1-S2, а на кольцевой И-S1, S1-S2, И-S2. Их сравнительный расчет и будем производить.
|
схема |
Действительные потери в линиях РД , МВт |
Действительные ежегодные потери электроэнергии в линии ДЭал, МВт*ч |
Капитальные затраты на линию К, тыс.руб. |
Стоимость потерь электроэнергии Сп, тыс.руб |
Амортизационные отчисления Са, тыс.руб |
Эксплуатационные расходы Сэ, тыс.руб |
Суммарные приведенные затраты З, тыс.руб |
|
|
Радиальная |
4618 |
40453680 |
218500 |
121361040 |
122103940 |
122131125,5 |
||
|
Кольцевая |
4613 |
40409880 |
118150 |
121229640 |
401710 |
121631350 |
121646118,75 |
Выбор по экономической целесообразности:
5 тыс.руб.
121646118,75 тыс.руб.
Зрад = 325493,7 + 0,125 * 87400 = 336418,7 тыс.руб.
Капитальные затраты на линию:
,где С - стоимость одного км сооружаемой одноцепной линии, (тыс.ден.ед./км); L - длина линии, км; n - количество цепей на сооружаемой линии
тыс.руб.
тыс.руб.
144900=218500 тыс.руб.
118150 тыс.руб.
Эксплуатационные расходы:
Сэ(рад) = 121361040+ = 122103940 тыс.руб.
Амортизационные отчисления:
тыс.руб.
,где рл - норма амортизации для линий или подстанций = 2,4.
тыс.руб.
Стоимость потерь электроэнергии
Сп = Со * ДЭал
Где С0 - стоимость 1 кВт·час = 3руб
Сп(рад) = 3 * 40453680=121361040 тыс.руб.
733,7Действительные ежегодные потери электроэнергии в линии:
ДЭал = ДРд * ДТдг
где ДТдг = max 8760 ч/год
ДЭал(рад) = 4618 * 8760 = 40453680 МВт*ч
Действительные потери в линиях:
ДРд = ДРн * К2з * n * l
,где Кз = Iр/Iдоп = Sр/Sдоп, n - число цепей в линии, l - длина линии.
РД (рад. И-1) = 32*125*2*(126/265 )2 =1805 МВт
РД (рад.) = РД (рад. И-1) + РД (рад. И-2) = 1805 + 2813 = 4618 МВт
При сравнении суммарных приведенных затрат радиальной и кольцевой схем, видим, что на суммарные приведенные затрат кольцевой схемы на 485006 тысяч рублей меньше чем суммарные приведенные затраты радиальной схемы, из этого делаем вывод что экономически целесообразней выбор кольцевую схему.
Заключение
В процессе проектирования электрической сети было проанализировано заданное расположение потребителей электрической энергии. При данном анализе были рассчитаны и учтены мощности нагрузок потребителей, их взаимное расположение. На основе этих данных были предложены варианты схем электрической распределительной сети и был произведен их расчет.
В варианте кольцевой схемы сети было решено в замкнутых контурах (кольце) выполнять ЛЭП одноцепными, в радиальном варианте использовались двухцепные и одноцепные ЛЭП. В обоих вариантах было принято номинальное напряжение 110 кВ.
Был произведен выбор конструкции сети, материала проводов и номинального значения напряжения. В результате были приняты воздушные ЛЭП с голыми сталеалюминиевыми проводами марки АС сеченим 120/19 и 70/11 мм2 ,на железо-бетоных опорах.
Выбранные сечения проводов для каждого варианта были проверены на длительнодопустимые токи (по нагреву).
При выборе силовых трансформаторов в соответствии с категорийностью потребителей установлено по два трансформатора.
Для ПС1 выбрали ТМ-40000/110, для ПС2 выбрали ТМ-25000/110,
для ПС3 выбрали ТМ-10000/110, для ПС4 выбрали ТМ-16000/110, для ПС5 выбрали ТМ-4000/110, исходя из полученных расчетов.
Вследствие технико-экономического сравнения вариантов схем электрической сети было установлено, что второй вариант имеет меньшие приведенные затраты.
Список литературы
1. Лыкин А.В. Электрические системы и сети. Задание и методические указания по курсовому проектированию/ А.В. Лыкин, Ю.М. Сидоркин. - Новосибирск, Из-во НГТУ, 2006. - 57с.
2. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Конспект лекций. Ч.1. - Новосибирск, Из-во НГТУ, 2000. - 83 с.
3. Лыкин А.В. Электрические системы и сети: Конспект лекций. Ч.2. - Новосибирск, Из-во НГТУ, 2001. - 113 с.
4. Поспелов, Г.Е. Электрические системы и сети [Текст] : учебник / Г.Е. Поспелов, В.Т. Федин, П.В. Лычев. - Минск : Технопринт, 2004. - 720 с. : ил. - На обл. загл. Электрические системы и цепи [т.е. Электрические системы и сети]. электрический сеть подстанция
5. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей/ под ред. Я.М. Большама, В.И. Круповича, М.Л. Самовера. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1974. - 695 с.
6. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.3. В 2 кн. Кн.1.: Производство и распределение электрической энергии [Текст] / под ред. В. Г. Герасимов. - 7-е изд., испр. и доп. - М. : Энергоатомиздат., 1988. - 880 с.
7. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования / под ред. В. И. Круповича. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Электроиздат., 1981. - 406 с. : ил.
8. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.
9. Герасименко, А.А. Передача и распределение электрической энергии: учебное пособие/ А.А. Герасименко, В.Т. Федин. - Изд. 2-е - Ростов- н/Д: Феникс, 2008. - 715 с.
10. ПУЭ [Электронный ресурс] : правила устройства электроустановок / 6-е и 7-е. изд. - - СПб. : ДЕАН, 2000. - 926 с.