Электрические сети и системы

Содержание
Введение
1 Задание и исходные данные для проектирования
2 Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных вариантов
2.1 Варианты радиально-магистральной схемы электрической сети
2.2 Варианты схемы электрической сети, имеющей замкнутый контур
3 Приближённый расчёт потокораспределения в электрической сети
3.1 Приближённый расчёт потокораспределения в радиально-магистральной сети в нормальном режиме
3.2 Приближённый расчёт потокораспределения в радиально-магистральной сети в послеаварийном режиме
3.3 Приближённый расчёт потокораспределения в кольцевой сети в нормальном режиме
3.4 Приближённый расчёт потокораспределения в кольцевой сети в послеаварийном режиме
4 Выбор номинальных напряжений электрической сети
4.1 Выбор номинального напряжения для радиально-магистральной сети
4.2 Выбор номинального напряжения для кольцевой сети
5 Баланс активной и реактивной мощностей в электрической сети
5.1 Приближённый баланс активной мощности в сети
5.2 Приближённый баланс реактивной мощности в радиально-магистральной сети
5.3 Приближённый баланс реактивной мощности в кольцевой сети
6 Определение необходимости установки компенсирующих устройств в электрической сети
6.1 Определение необходимости установки компенсирующих устройств в радиально-магистральной сети
6.2 Определение необходимости установки компенсирующих устройств в кольцевой сети
7 Выбор трансформаторов на подстанциях
7.1 Выбор трансформаторов на подстанциях радиально-магистральной сети
7.2 Выбор трансформаторов на подстанциях кольцевой сети
8 Выбор сечений проводов воздушных линий электропередачи
9 Составление схемы замещение электрической сети и определение её параметров
10 Разработка схемы электрических соединений сети
11 Технико-экономическое обоснование окончательного варианта исполнения электрической сети
11.1 Определение капиталовложений на сооружение электрической сети
11.2 Определение ежегодных издержек на эксплуатацию электрической сети
11.2.1 Определение ежегодных эксплуатационных издержек для варианта радиально-магистральной сети
11.2.2 Определение ежегодных эксплуатационных издержек для варианта кольцевой сети
11.3 Определение окончательного варианта исполнения электрической сети
12 Точный электрический расчёт установившихся режимов работы электрической сети
12.1 Расчёт максимального режима работы радиально-магистральной сети
12.2 Расчёт минимального режима работы радиально-магистральной сети
12.3 Расчёт послеаварийного режима работы радиально-магистральной сети
13 Уточнённый расчёт необходимости установки компенсирующих устройств в электрической сети
14 Выбор устройств регулирования напряжения в электрической сети
Заключение
Литература

.
МВт.
.
МВт.
МВт.
МВт.
МВт.
= > .
Мвар.
;
Мвар.
.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Послеаварийный режим
;
МВт.
Таблица 12.3 – Параметры схемы замещения ЛЭП в послеаварийном режиме
№ участка Число
линий
Провод
Uном, кВ lуч, км r0,
Ом/км x0,
Ом/км b0 ×10-6, См/км Rуч, Ом Xуч,
Ом Q’учс ,
Q’учс,
Мвар 01 1 АС-150/24 110 13 0,198 0,42 2,7 2,574 5,46 0,21 13 1 АС-120/19 110 21 0,249 0,427 2,66 5,229 8,967 0,34 23 1 АС-120/19 110 12 0,249 0,427 2,66 2,988 5,124 0,19 04 1 АС-95/16 110 15 0,306 0,434 2,61 4,59 6,51 0,24
; ; .
Таблица 12.4 – Потери мощности в трансформаторах
Номер п/ст |Sпст|, МВА Кол-во тр-ов Sном.тр, МВА (Pкз, МВт Uкз, % (Sмтр, МВА (Pхх, МВт Iхх, % (Sст.тр, МВА (Sтр, МВА 1 27,09 2 25 0,12 10,5 0,07+j1,54 0,036 0,027 0,05+j0,35 0,12+j1,89 2 23,56 2 25 0,12 10,5 0,05+j1,17 0,036 0,027 0,05+j0,35 0,11+j1,52 3 28,04 2 25 0,12 10,5 0,08+j1,65 0,019 0,027 0,05+j0,35 0,13+j2 4 26,77 2 25 0,12 10,5 0,07+j1,5 0,036 0,027 0,05+j0,35 0,12+j1,85
Рисунок 12.1 – Схема замещения сети с замкнутым контуром в аварийном режиме
;
МВт;
МВт;
МВт;
МВт.
МВт.
МВт.
МВт.
МВт.
.
Мвар.
.
Мвар.
;
Мвар;
Мвар;
Мвар;
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Мвар.
Таблица 12.5 – Нескомпенсированная мощность по подстанциям
Номер п/ст Qнеск, Мвар Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 32,29 19,52 32,29 2 21,81 13,18 21,81 3 36,17 21,86 36,17 4 23,4 14,19 23,4 Qнеск пс ∑ 113,67 68,75 113,67
.
Для компенсации реактивной мощности будем использовать батареи конденсаторов типа КС2-1,05-60; Uном = 10 кВ; Qбн = 3,8 Мвар.
Таблица 12.6 – Распределение компенсирующих устройств по подстанциям
Номер п/ст Qкуi, Мвар Кол-во БК Мощность выдаваемая КУ Qстку, Мвар Sп стi, МВА Максимальный режим 1 20,37 5 19 26+j11,4 2 13,76 4 15,2 23+j5,09 3 22,82 6 22,8 27+j11,37 4 14,76 4 15,2 26+j6,35 Минимальный режим 1 11,96 3 11,4 15,6+j6,84 2 8,07 2 7,6 13,8+j4,57 3 13,39 4 15,2 16,2+j5,3 4 8,69 2 7,6 15,6+j5,33 Послеаварийный режим 1 21,24 5 19 26+j11,4 2 14,35 4 15,2 23+j5,09 3 23,79 6 22,8 27+j11,37 4 15,39 4 15,2 26+j6,35
; .
В послеаварийном режиме количество включенных конденсаторов не должно превышать их число в нормальном режиме. Для облегчения послеаварийного режима оставляем в работе КУ на 1 и 2 подстанциях.
13 Точный электрический расчет
Максимальный режим
Рисунок 13.1 – Упрощенная схема замещения сети с замкнутым контуром
, Qс – из таблицы 9.1;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
Таблица 13.1 – Потери мощности в трансформаторах в нормальном режиме
Номер п/ст |Sпст|, МВА Кол-во тр-ов Sном.тр, МВА (Pкз, МВт Uкз, % (Sмтр, МВА (Pхх, МВт Iхх, % (Sст.тр, МВА (Sтр, МВА 1 28,39 2 25 0,12 10,5 0,08+j1,69 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,13+j2,04 2 23,56 2 25 0,12 10,5 0,05+j1,17 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,1+j1,52 3 29,3 2 25 0,12 10,5 0,08+j1,8 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,13+j2,15 4 26,76 2 25 0,12 10,5 0,07+j1,5 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,12+j1,85
;
;
.
Участок 0123. Rлэп, Xлэп – из таблицы 9.1;
МВА;
МВА;
;
;
;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
Участок 045.
МВА;
МВА;
;
;
;
МВА.
Рисунок 13.2 – Разрыв точки потокораздела на участке 012
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
Напряжение в узлах сети
; кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.

Минимальный режим
Таблица 13.2 – Потери мощности в трансформаторах в минимальном режиме
Номер п/ст |Sпст|, МВА Кол-во тр-ов Sном.тр, МВА (Pкз, МВт Uкз, % (Sмтр, МВА (Pхх, МВт Iхх, % (Sст.тр, МВА (Sтр, МВА 1 17,03 1 25 0,12 10,5 0,05+j1,22 0,027 0,7 0,03+j0,18 0,08+j1,39 2 14,54 1 25 0,12 10,5 0,04+j0,89 0,027 0,7 0,03+j0,18 0,07+j1,06 3 17,04 1 25 0,12 10,5 0,06+j1,22 0,027 0,7 0,03+j0,18 0,08+j1,39 4 16,49 1 25 0,12 10,5 0,05+j1,14 0,027 0,7 0,03+j0,18 0,08+j1,32
;
;
.
;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
МВА;
МВА;
;
;
;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
; кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
Послеаварийный режим
Параметры ЛЭП – из таблицы 12.3.
Таблица 13.3 – Потери мощности в трансформаторах в послеаварийном режиме
Номер п/ст |Sпст|, МВА Кол-во тр-ов Sном.тр, МВА (Pкз, МВт Uкз, % (Sмтр, МВА (Pхх, МВт Iхх, % (Sст.тр, МВА (Sтр, МВА 1 28,39 2 25 0,12 10,5 0,08+j1,69 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,13+j2,04 2 23,56 2 25 0,12 10,5 0,05+j1,17 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,1+j1,52 3 29,3 2 25 0,12 10,5 0,08+j1,8 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,13+j2,15 4 26,76 2 25 0,12 10,5 0,07+j1,5 0,027 0,7 0,05+j0,35 0,12+j1,85
;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
Рисунок 13.3 – Упрощенная схема замещения послеаварийного режима
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА;
МВА.
; кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
14 Выбор устройств регулирования напряжения
Таблица 14.1 – Желаемый уровень напряжения у потребителей
Номер п/ст Uжел нн, кВ Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 11,025 10,5 11,025 2 11,025 10,5 11,025 3 11,025 10,5 11,025 4 11,025 10,5 11,025
; ;
.
Таблица 14.2 – Потери напряжения в трансформаторах
Номер п/ст Uтр, кВ Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 2,94 3,68 2,99 2 1,43 2,54 1,52 3 2,97 2,96 3,1 4 1,75 2,93 1,76
.
Таблица 14.3 – Номер ответвления в трансформаторе
Номер п/ст nотв Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 -1,98 ≈ -2 -2,02 ≈ -2 -2,85 ≈ -3 2 -1,24 ≈ -1 -1,44 ≈ -1 -4,43 ≈ -4 3 -2,33 ≈ -2 -1,87 ≈ -2 -4,74 ≈ -5 4 -1,02 ≈ -1 -1,42≈ -1 -1,37 ≈ -1
.
Таблица 14.4 – Напряжение на высокой стороне трансформатора, соответствующее выбранному стандартному ответвлению nотв
Номер п/ст Uтр отв ст вн, кВ Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 110,91 110,91 108,86 2 112,95 112,95 106,81 3 110,91 110,91 104,77 4 112,95 112,95 112,95
.
Таблица 14.5 – Действительное напряжение на низкой стороне трансформатора
Номер п/ст Uтр отв ст нн, кВ Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 11,03 10,5 11,06 2 10,98 10,42 10,93 3 10,96 10,52 11,08 4 11,02 10,42 10,95
.
Отклонение напряжения между фактическим значение у потребителя и желаемым не должно превышать половины ступени шага регулирования равной: .
Для трансформаторов с кВ
.
Таблица 14.6 – Отклонение напряжения от желаемого на низкой стороне трансформатора
Номер п/ст |Uтр отв ст нн - Uжел нн|, кВ Проверка правильности выбора отпайки Максимальный режим Минимальный режим Послеаварийный режим 1 0,003 0,004 0,031 0,093 (0,098) 2 0,004 0,084 0,092 0,093 (0,098) 3 0,059 0,024 0,055 0,093 (0,098) 4 0,005 0,081 0,074 0,093 (0,098)
Заключение
В результате выполнения курсового проекта спроектирована районная электрическая сеть. В качестве окончательного варианта принята сеть с замкнутым контуром напряжением 110 кВ. Для данного варианта выбрано основное электрооборудование, разработана схема электрических соединений сети, выполнен точный электрический расчет установившихся режимов работы электрической сети, определены необходимые мероприятия по регулированию напряжения в электрической сети.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
Лист
4
Лист
5
Лист
6
Лист
7
Лист
8
Лист
9
Лист
10
Лист
11
Лист
12
Лист
13
Лист
14
Лист
15
Лист
16
Лист
17
Лист
18
Лист
19
Лист
20
Лист
21
Лист
22
Лист
23
Лист
24
Лист
25
Лист
26
Лист
27
Лист
28
Лист
29
Лист
30
Лист
31
Лист
32
Лист
33
Лист
34
Лист
35
Лист
36
Лист
37
Лист
38
Лист
39
Лист
40