Устойчивость энергетических систем

Содержание.

 

Содержание. 1

Введение. 2

1.Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети. 3

2.Приближенные расчеты потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети. 4

3. Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий. 5

4. Приближенные расчеты потокораспределения в режиме наибольших нагрузок и в послеаварийных режимах при выбранном номинальном напряжении. 7

5. Выбор сечений проводов. Уточнение конфигурации сети. 11

6.Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций. 12

7. Формирование однолинейной схемы электрической сети. 13

8. Технико-экономическое сравнение вариантов. 16

9. Электрические расчёты характерных режимов сети: нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок, 3-4 наиболее тяжёлых послеаварийных режимов. 20

10. Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из условия встречного регулирования трансформаторов. 26

11. Расчёт технико-экономических показателей. 28

Заключение. 30

Список литературы. 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

В данном курсовом проекте поставлена задача систематизировать и расширить  теоретические навыки, развить навыки практического использования знаний, полученных в процессе изучения теоретической  дисциплины. В ходе работы составляется 4-5 наиболее рациональных вариантов  схем электрической сети, из которых  сопоставляется 2 наиболее удачных. В  результате технико-экономического сравнения  выбранных вариантов выбирается самый дешёвый вариант, для которого производится расчёт всех характерных  режимов работы электрической сети, решается вопрос регулирования напряжения, определяются технико-экономические  показатели.

 

Экономические требования сводятся к достижению по мере возможности наименьшей стоимости  передачи электроэнергии по сети, поэтому  следует стремится к снижению капитальных затрат на сооружение сети. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрической сети. Одновременный учёт капитальных  вложений и эксплуатационных расходов может быть произведён с помощью  метода приведенных затрат. В связи  с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по приведенным затратам.

 

Расчет  параметров установившихся режимов  будем  производить при помощи программы для расчёта, анализа и оптимизации электрических сетей и систем RastrWin». Отдельные разделы курсового проекта выполним вручную, для того, чтобы полнее ознакомится с методикой расчета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              1.Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети.

 

При разработке вариантов конфигурации сети руководствуемся в первую очередь  следующими показателями: необходимая  надёжность электроснабжения при наименьших затратах, требуемое качество энергии  у приёмников, экономичность, гибкость.

В соответствии с  Правилами устройства электроустановок нагрузки I категории  должны получать электроэнергию от двух независимых источников питания. Двухцепная линия не удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения потребителей I категории, так как при повреждении опор, гололеде возможен полный перерыв питания. Для таких потребителей необходимо предусматривать не менее двух отдельных линий. Для потребителей II категории в большинстве случаев также  предусматривают питание по двум отдельным линиям либо по двухцепной линии. Для электроприёмника III допускается снабжать электроэнергией по одной линии, питающейся от одного источников или в виде отпайки от проходящей вблизи линии.

Таким образом, получили следующие варианты конфигурации электрической сети (Рис. 1.1.):

                      Вариант №1                                                                               Вариант №2

 39 км 39 км

46 км 38км  

 49 км

  

36 км 42 км 36 км

  

                 L_общ  = 349,5 км L_общ  = 344,5 км

             Вариант №3                                                                               Вариант №4                                                                                 

                                                                         

  км

 

           L_общ  = 334 км   L_общ  = 313,5 км

 

                   Вариант №5                                                                              

 

 

 

 

         L_общ  = 335,5 км

   Рис  1.1

В качестве основного критерия выбора 2 вариантов конфигурации сети для  дальнейшего сравнения используем общую длину линий схемы. Как  видим, это схемы №2 и №3, имеющие  наименьшую общую длину всех линий  электрической сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Приближенные  расчеты потокораспределения в  нормальном режиме наибольших  нагрузок для двух вариантов  сети.

 

Для приближенного расчёта потокораспределения воспользуемся программой для расчёта, анализа и оптимизации электрических сетей и систем RastrWin. Для этого зададимся напряжением нашей схемы сети намеренно завышенным 750 кВ, чтобы максимально сократить потери энергии в линиях. Также примем активное и индуктивное удельные сопротивления сети соответственно 0,2 Ом/км  и 0,4 Ом/км.

Исходные  данные по узлам заносим в табл. 2.1:

                                                                                                     Табл. 2.1. Исходные параметры узлов.

Тип	Номер	Название	U_ном, кВ	P_н, МВт	Q_н, Мвар	Р_г, МВт	Q_г, Мвар	V, кВ
База	1	БУ	750			86,1	77,2	750
Нагр	2		750	18	12,6			749.43
Нагр	3		750	36	25,1			749.01
Нагр	4		750	58	40,4			748.9
Нагр	5		750	44	30,7			749.17
Нагр	6		750	10	7			749.15
Нагр	7	Эл.ст. В	750			80	38,8	749.4

 

Исходные  данные по ветвям для каждого варианта схемы сети заносим в табл. 2.2-2.3

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Табл. 2.2. Исходные параметры для 1-го варианта схемы сети.

Tип	N_нач	N_кон	L, км	R, Ом	X, Ом	P_нач, МВт	Q_нач, Мвар
ЛЭП	1	2	36	7,2	14,4	-20	-20
ЛЭП	1	5	51	10,2	20,4	-23	-29
ЛЭП	2	4	46	9,2	18,4	-12	-16
ЛЭП	2	3	49	9,8	19,6	-11	-11
ЛЭП	3	5	36	7,2	14,4	2	7
ЛЭП	3	7	39	7,6	15,2	24	7
ЛЭП	4	7	38	7,8	15,6	23	12
ЛЭП	6	7	39	7,8	15,6	10	7

 

 

                                    Табл. 2.3. Исходные параметры для 2-го варианта схемы сети.

Tип	N_нач	N_кон	L, км	R, Ом	X, Ом	P_нач, МВт	Q_нач, Мвар
ЛЭП	1	2	36	7,2	14,4	-17	-16
ЛЭП	1	5	51	10,2	20,4	-26	-23
ЛЭП	2	4	46	9,2	18,4	-17	-19
ЛЭП	3	4	34	6,8	13,6	17	9
ЛЭП	3	5	36	7,2	14,4	19	16
ЛЭП	4	7	38	7,8	15,6	29	15
ЛЭП	5	8	23,4	4,68	9,36	12	1
ЛЭП	6	8	14	2,8	5,6	10	7
ЛЭП	7	8	35,1	7	14

 

 

 

 

 

 

Результаты приближенного  расчета потокораспределения представлены на рис. 2.1 и 2.2

Рис. 2.1. Предварительный расчет потокораспределения 1-го варианта схемы сети.

Рис. 2.2. Предварительный расчет потокораспределения 2-го варианта схемы сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий.

 

Выбор номинального напряжения сети произведём на основании экономических областей номинальных напряжений [1, Рис. 2.9.], а также по эмпирическим формулам Залесского, Илларинова и Стилла.

Формула Залесского:

, кВ

Формула Илларионова:

, кВ

Формула Стилла:

, кВ,

где L - длина линии в км, P – передаваемая по линии мощность.

Полученные  значения сведём в табл. 3.1.-3.2. На основании  табл. 4.3. [2] принимаем, что для 1-го и 2-ого  вариантов схемы сети линии 1-2 и 1-5 и 4-7 сооружаем двухцепными. При  этом сеть должна работать в режиме максимально близком к режиму натуральной мощности.

                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Табл. 3.1. Выбор номинального напряжения для 1-го варианта схемы сети.

Номер линии	Расчётное значение Uном, кВ
	По формуле Залесского	По формуле Илларионова	По формуле Стилла	По экономическим областям
1-2	179,4213	125,4017	125,845	110
1-5	197,0749	123,5763	120,3832	110
2-4	72,75301	51,03078	53,71791	110
2-3	67,76799	46,38638	50,7984	110
3-5	168,5705	119,3566	118,5702	110
3-7	158,1218	110,8966	108,3263	110
4-7	174,5995	121,1761	120,1169	110
6-7	78,51751	58,66154	58,71043	110