Электрическая сеть промышленного района

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БАЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Энергетический факультет

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Электрические сети и системы»

 

Тема: Электрическая сеть промышленного района

 

 

 

 

Выполнил:                                                студент гр. 106119,

Талуевский А. А.

Принял:                                                    доцент

Прокопенко В.Г

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск,2012 

СОДЕРЖАНИЕ

 

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

1 РАЗРАБОТКА 4-5 ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ 6

2 ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ ВАРИАНТОВ СЕТИ 9

3 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ 16

4 ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И (ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ), ОРИЕНТИРОВОЧНОЙ МОЩНОСТИ КОМПЕНСИРУЮЩИХ  
УСТРОЙСТВ 18

5 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ   
ПОДСТАНЦИЙ 25

6 ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 26

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ 28

8ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ: НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ НАГРУЗОК, НАИБОЛЕЕ ТЯЖЕЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ 38

9 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ 48

10 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 58

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

В наше время  продолжается увеличение производства электроэнергии, развитие энергосистем, рост мощностей станций, создание объединённых и единых энергетических систем. Это ставит перед инженерами ответственные задачи, одна из которых – проектирование электрических систем и сетей.

В данном проекте поставлена задача, рассчитать электрическую сеть промышленного района. Электрическая сеть представляет собой совокупность воздушных линий электропередач, подстанций с установленными на них трансформаторами и распределительных устройств, расположенных на определённой территории. Для того чтобы осуществить передачу и распределение электроэнергии потребителям, электрическая сеть должна быть рассчитана на прохождение по ней соответствующих потоков мощности, она должна обладать надёжностью, быть недорогой в эксплуатации и при строительстве, должна иметь достаточный срок службы. Для осуществления этих требований сеть должна быть предварительно рассчитана. Особенности проектирования электрических сетей заключается в тесной взаимосвязи технических и экономических расчётов. Выбор наиболее приемлемого варианта,

Любой проект электрической сети состоит из следующих  основных разделов:

1)выбор  наиболее рациональных вариантов  схем электрической сети и  электроснабжение потребителей;

2)Сопоставление  этих вариантов по различным  показателям;

3)выбор  в результате этого сопоставления  и технико-экономического расчёта  наиболее приемлемого варианта;

4)Расчёт  характерных режимов работы электрической  сети;

5)решение  вопросов, связанных с регулированием  напряжения;

6)определение  технико-экономических показателей  электрической сети.

В данном курсовом проекте решаются эти поставленные задачи.

 

 

1 РАЗРАБОТКА 4–5 ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ

 

 

Схемы электрических  сетей должны с наименьшими затратами  обеспечить необходимую надёжность электроснабжения, требуемое качество энергии у приёмников, удобство и безопасность эксплуатации. Для построения рациональной конфигурации сети применяют повариантный метод, согласно которому для заданного расположения потребителей намечается несколько вариантов, и из них выбирается лучший.

Основные  требования построения схемы конфигурации сети: электрические станции должны выдавать мощность не менее чем в два направления; потребители первой категории должны получать питание не менее чем от двух источников; потребители второй категории могут получать питание с двух сторон, или могут быть запитаны по двухцепным линиям; потребители третьей категории могут получать питание от одного источника, а также могут присоединяться с помощью отпаек от магистральных линий.

На рисунке 1 представлены варианты конфигурации сети.

В качестве критериев сопоставления вариантов сети на данном этапе проектирования используются: надежность электроснабжения, суммарная длина линий. В таблице 1 представлены суммарные длины линий выбранных вариантов конфигурации сетей.

 

Таблица 1–  Суммарные длины линий выбранных вариантов конфигурации сетей

Варианты	1	2	3	4	5
, км	216	184	219	211	227

 

 

Рисунок 1 –Варианты конфигурации сети

 

Принимаемая схема должна быть удобной  и гибкой в эксплуатации, желательно однородной, такими качествами обладают многоконтурные схемы. Отключение любой цепи в такой схеме сказывается в незначительной степени на ухудшении режима работы сети в целом.

Наилучшей конфигурацией  обладают схемы вариантов1 и 2, так как их суммарные длины линий являются минимальными из предложенных вариантов и питание узлов с наибольшими нагрузками достаточно надежное. Выбираем их для дальнейшего проектирования.

 

2 ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ ВАРИАНТОВ СЕТИ

 

Для приближенного расчета потокораспределения применим следующие допущения:

– Номинальные напряжения линий одинаковые.

– Сечение проводов линий одинаковые. Следовательно, их сопротивления пропорциональны их длинам. Проводимости линий не учитываются.

– Потери мощности в трансформаторах не учитываются. Следовательно, заданные нагрузки узлов можно подключить в узлы связи линий и трансформаторы в расчетах не учитывать.

Для расчета в программе RASTR принимаем, что удельное сопротивление линий равноОм. Тогда сопротивление линии найдем по формуле 1.

, (1)

где L– длина линии.

Также примем номинальное напряжение электрической сети заведомо завышенным, чтобы потери мощности и потери напряжения в ветвях существенно не искажали приближенное потокораспределение (U=750кВ).

На рисунке 2 приведена расчетная схема варианта 1.

Рисунок 2 –Расчетная схема варианта 1

 

На рисунке 3 приведена расчетная схема варианта 2.

Рисунок 3 –Расчетная схема варианта 2

 

На рисунках 2 и 3 сопротивления  приведены в Омах, а мощности в МВА.

Исходная информация по узлам отображена в таблице 2 (узел В представлен как узел 7), а исходные данные по ветвям сетей вариантов 1 и 2 приведены в таблицах 3 и 4 соответственно.

 

 

 

Таблица 2– Исходная информация по узлам

Номер узла	Мощность генерации		Мощность нагрузки		Номинальное напряжение
	активная, Рг, МВт	реактивная, Qг, МВар	активная, Рн, МВт	реактивная, Qн, МВт	Uном, кВ
1	–	–	---	---	750
2	–	–	27,0	18,9	750
3	–	–	17,0	11,9	750
4	–	–	55,0	38,4	750
5	–	–	24,0	16,8	750
6	–	–	7,0	4,9	750
7	60	30	–	–	750

 

 

 

Таблица 3 – Исходная информация по ветвям сети для варианта 1

Номер узла начала ветви	Номер узла конца ветви	Длина линии, км	Сопротивление
			активное R, Oм	реактивное Х, Ом
1	3	27,0	5,4	10,8
1	5	36,0	7,2	14,4
2	3	24,0	4,8	9,6
2	4	31,0	6,2	12,4
7	4	11,0	2,2	4,4
7	5	37,0	7,4	14,8
5	6	18,0	3,6	7,2
1	2	32,0	6,4	12,8

 

 

 

 

Таблица 4 – Исходная информация по ветвям сети для варианта 2

Номер узла начала ветви	Номер узла конца ветви	Длина линии, км	Сопротивление
			активное R, Oм	реактивное Х, Ом
1	3	27,0	5,4	10,8
1	5	36,0	7,2	14,4
2	3	24,0	4,8	9,6
2	4	31,0	6,2	12,4
7	4	11,0	2,2	4,4
7	5	37,0	7,4	14,8
5	6	18,0	3,6	7,2

 

Результаты расчетов приближённого потокораспределения приведены в таблицах 5 и 6соответственно, для схемы 1 и для схемы2.

 

Таблица 5 – Приближённый расчет для схемы 1

Номер узла начала ветви	Номер узла конца ветви	P, МВт	Q, Мвар
1	3	-41	-34
1	5	-29	-27
2	3	24	22
2	4	3	-3
7	4	-58	-35
7	5	-2	5
5	6	-7	-5
1	2	-53	-45

 

 

 

Таблица 6 – Приближённый расчет для схемы 2

Номер узла начала ветви	Номер узла конца ветви	P, МВт	Q, Мвар
1	3	-41	-34
1	5	-29	-27
2	3	24	22
2	4	3	-3
7	4	-58	-35
7	5	-2	5
5	6	-7	-5

 

На рисунках 4 и 5 представлены режимные схемы вариантов схем 1 и 2соответственно с нанесенными значениями потоков мощностей в линиях.