Проектирование линии электропередач (СВН)

Расчёт линии электропередач,выбор трансформаторов напряжения,генераторов,выбор схемы. Технико-экономический расчёт. Чертёж электрический принципиальный прилагается в программе Visio (вышлю если понадобится). ...

Содержание

Введение……………………………………………………………………...…..5
1 Исходные данные …………………….……………………………………..…...7
2 Анализ исходных данных………………………………………………………..9
3 Выбор номинального напряжения и числа цепей на участках
электропередачи………………….……………………………………………..12
4 Выбор основного оборудования электропередачи и конструкции линии электропередачи сверхвысокого напряжения………………….……….…….14
4.1 Выбор генераторов на электростанции…………………………….……14
4.2. Выбор блочных трансформаторов на ТЭС…………………………..….14
4.3 Выбор трансформаторов на подстан-ции………………………………...16
4.4 Выбор конструкции линии электропередачи и фазных проводов на участках линии электропередачи сверхвысокого напряжения…..……..18
5 Построение расчетной схемы электропередачи и определение параметров
ее элементов……………….……………………………………………………24
5.1 Расчетная схема и параметры ЛЭП СВН…………………………..……24
5.2 Расчетные схемы и параметры элементов электропередачи………...…26
6 Расчет установившихся режимов……………………………………………...30
6.1 Выбор и расчёт режимов работы линии……………………..…………30
6.2 Выбор реактора …………………………………………………………...33
7 Разработка схем распределительных устройств………………………...……34
7.1 Выбор схем распредустройств на электростанции………………..……34
7.2 Выбор схем распредустройств на подстанции 1…………………..……34
8 Технико-экономический рас-чет……………………………………………….36
8.1 Общие положения…………………………………………………………36
8.2 Определение затрат…………………………………………………….…38
Список литературы…………………………………………………………….....41
Приложение……………………………………………………………………….42

Введение

Линии электропередачи с номинальным напряжением 330 – 1150 кВ называют линиями сверхвысокого напряжения (СВН), или межсистемными связями. Для таких линий характерны большая протяжённость (более 500 км) и значительная передаваемая мощность (более 500 МВА на одну цепь). Изоляция линий СВН определяется в основном кратностью внутренних перенапряжений с принудительным ограничением их специальной защитой до 2,5Uном и ниже. В линиях электропередачи СВН применяется расщепление проводов.
Целесообразность передачи электрической энергии по линиям элек-тропередачи СВН от мощной электростанции определяется сравнением двух возможных вариантов:
- сооружение линий электропередачи СВН и передача электроэнергии от станции, сооружённой далеко от потребителя, но рядом с источником дешёвой энергии;
- перевозка топлива и строительство электрической станции в промышленной зоне, т.е. рядом с потребителем.
При сравнении обоих вариантов надо учитывать не только приведённые затраты, но и вопросы экологии.
Линия электропередачи СВН имеет ряд особенностей, отличающих её от других элементов электроэнергетической системы. Это в первую очередь учёт распределённости параметров и волновых свойств линии, необходимость применения специальных устройств и мероприятий для управления режимом линии и увеличения передаваемой по ней мощности.
Электропередачи СВН современных энергосистем характеризуются многоступенчатостью, т.е. большим числом трансформации на пути от источников электроэнергии к её потребителям. Топологическая структура отдельных звеньев этой многоступенчатой передачи достаточно сложна, она насчитывает десятки, а подчас и сотни узлов, ветвей и замкнутых контуров. На ряду со сложностью конфигурации характерной особенностью электропередачи является её многорежимность. Под этим понимается не только разнообразие загрузки элементов передачи в суточном и годовом разрезе при нормальном функционировании энергосистемы, вызываемое естественным изменением во времени нагрузки потребителей, но и обилие режимов, возникающих при выводе различных элементов в плановый ремонт и при их аварийных отключениях.
В связи с этим электропередача СВН должна проектироваться и экс-плуатироваться таким образом, чтобы была обеспечена её работоспособность во всех возможных режимах – нормальных, ремонтных и послеаварийных. Это требование, в свою очередь, означает, что в перечисленных установившихся режимах параметры ветвей сети не должны превышать допустимых по тем или иным условиям значений.
Наличие технических ограничений параметров режима электропередачи СВН вызывает необходимость их контроля в процессе эксплуатации и выбора адекватных средств регулирования режима на этапе проектирования.
Наряду с обеспечением работоспособности, надежности функционирования и качества поставляемой потребителям электроэнергии электропередача СВН должна удовлетворять критериям экономической эффективности. При проектировании таким критерием на сегодняшний день выступает минимум приведенных затрат, а при эксплуатации минимум расхода энергоресурсов на выработку электроэнергии. Это означает, что при разработке вариантов развития передачи на перспективу выбор параметров элементов новой передачи необходимо осуществлять в соответствии с указанным критерием и с учетом технических ограничений.

-
-
787
-
20
2×3∙АОДЦТН- 333000/750/330
0,49/2
0,49/2
1,36/2
59,1/2
98,5/2
750/√3
330/√3
10,5
Для обеспечения возможности передачи мощности по ЛЭП СВН в различ­ных режимах устанавливаются шунтирующие реакторы. Эти реакторы имеют однофазное исполнение. При расчетах установившихся режимов шун­тирующие реакторы учитываем в расчетных схемах поперечными ветвями, включенными между узлами, к которым подключены реакторы и узлом с ну­левым потенциалом – «землей».
Расчет сопротивления реактора производим по реактивной мощности. Потерями активной мощности пренебрегаем.
Индуктивное сопротивление реакторов определяются по формуле

Ом. (5.8)
Проанализировав параметры и схемы отдельных элементов электропе­редачи,составим общую расчетную схему, в которой фигурируют все входя­щие в электропередачу элементы (рисунок 5.4).
6 Расчет установившихся режимов
6.1 Выбор и расчёт режимов работы линии
Расчет установившихся режимов выполняется с целью выявления уровней напряжения в узлах электропередачи, анализа их допустимости и выбора, при необходимости, средств регулирования напряжения.
При исследовании условий передачи мощности по дальней электропередаче необходимо провести расчеты основных режимов, которые могут возникнуть в процессе ее эксплуатации. Схема для расчетов установившихся режимов приведена на рисунке 5.4.
Для рассматриваемой электропередачи следует рассмотреть следующие режимы:
- максимальная генерация мощности на ТЭС при минимальном потреблении на подстанции (режим 1);
- максимальная генерация мощности на ТЭС при максимальном потреблении мощности на подстанции (режим 2);
- отключение двух блоков на ТЭС при максимальном потреблении на подстанции (режим 3);
- отключение двух блоков на ТЭС при минимальном потреблении на подстанции (режим 4);
- отключение одной цепи ЛЭП при максимальном потреблении на подстанции (режим 5);
- отключение одной цепи ЛЭП при минимальном потреблении на подстанции (режим 6).
Расчёт режимов работы электропередачи произведём на ЭВМ при помощи специализированной программы Rastr. Для этого подготовим таблицу с параметрами линии в различных режимах её работы.
Так как участки с 1-2 по 7-8 идентичны, то будем характеризовать их параметрами участка 1-2. Параметры узлов 2-7, кроме 3 также одинаковы: U =750 кВ, P Н =0 кВт, QН = 0 кВАр.
Таблица – Параметры линии
режим
узлы
ветви
№
U, кВ
P, МВт
Q, МВАр
н
к
R, Ом
X, Ом
B, 10-6 См
1
1
787
3000
1860
1
2
0,72
14,47
791,68
2
750
3
750
1200
-360
8
750
1800
1115,5
2
1
787
3000
1860
1
2
0,72
14,47
791,68
3
750
700
-210
8
750
2300
1425,4
3
1
787
2000
1239,5
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
1200
-360
8
750
800
495,8
4
1
787
2000
1239,5
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
700
-210
8
750
1300
805,67
5
1
787
3000
1860
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
1200
-360
8
750
1800
1115,5
6
1
787
3000
1860
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
700
-210
8
750
2300
1425,4
Таблица – Параметры установившихся режимов
Режим
Напряжение в узах, кВ
1
2
3
4
5
6
7
8
1
787
778,9
771,4
764,21
755,67
744,71
749,89
756,21
2
787
787,9
771,4
764,21
755,67
744,71
748,72
751,14
3
787
786,36
784,96
781,74
780,11
778,99
756,34
757,51
4
787
786,36
784,96
781,74
780,11
778,99
764,16
761,28
5
787
802,4
811,34
804,52
801,46
795,11
794,5
795,09
6
787
802,4
811,34
804,52
801,46
795,11
792,0
789,17
По заданию проекта на шинах СВН подстанции ПС1 и приёмной системы необходимо поддерживать напряжение в пределах 712,5 – 787,5 кВ и 750 – 787,5 кВ соответственно. Подстанции ПС1 соответствует узел схемы № 3, а приёмной системе - №8. Из таблицы 6.2 видно, что напряжение на шинах ПС1 и системы «В» в режимах 1 – 4 соответствует допустимому, а в режимах 5 и 6, отключение одной цепи ЛЭП при максимальном потреблении на подстанции и при минимальном потреблении на подстанции, превышает установленный предел. Необходимо на шинах СВН ТЭС и подстанции ПС1 установить ограничивающие реакторы для компенсации зарядной мощности линии с целью уменьшения напряжения.
6.2 Выбор реактора
Принимаем к установке 3 группы однофазных реакторов РОДЦ -750 с Uнф= кВ, и Sн= МВА, Iном= 242 А, потерями активной мощности 3 ∙ 350 = 615 кВт. [1, таблица 5.1] .
Произведем расчет напряжений на участках, с учетом реакторов в мак­симальном и минимальном режимах, при отключении одной цепи ЛЭП (режимы 5.1 и 6.1).
Таблица - Параметры линии с учётом реакторов
режим
узлы
ветви
№
U, кВ
P, МВт
Q, МВАр
н
к
R, Ом
X, Ом
B, 10-6 См
5.1
1
787
3000
1860
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
1200
-360
8
750
1800
455,5
6.1
1
787
3000
1860
1
2
1,44
28,94
395,84
3
750
700
-210
8
750
2300
765,4
Таблица – Параметры установившихся режимов с учетом реакторов
Режим
Напряжение в узах, кВ
1
2
3
4
5
6
7
8
5.1
787
789,35
786,96
785,39
782,42
780,76
775,83
772,5
6.1
787
789,35
786,96
785,39
782,42
780,76
772,69
768,99
Таким образом, напряжения, полученные при подключении устройства продольной компенсации удовлетворяет установленным нормам.
8 Технико-экономический расчет
8.1 Общие положения
Подсчет приве­денных затрат производится по следующей формуле
, тыс. руб./ год, (7.1)
где - нормативный коэффициент эффективности (в энергетике ),
- суммарные капитальные вложения определяются по формуле
, (7.2)
где - капитальные вложения в линии, тыс. руб.,
- капитальные вложения в подстанции, тыс. руб.,
- капитальные вложения в станции, тыс. руб.,
- суммарные издержки определяются по формуле
, (7.3)
где ,,- суммарные издержки на амортизацию и обслуживание соот­ветственно линий, подстанций и станций, тыс. руб.,
- издержки на возмещение потерь энергии в электрических сетях.
Определение капитальных вложений производится обычно по укруп­ненным стоимост­ным показателям для всего оборудования подстанций и ЛЭП.
Ежегодные издержки и определяются суммой отчислений от капитальных вло­жений
, (7.4)
, (7.5)
, (7.6)
где , , - соответственно коэффициенты отчислений на амортизацию и обслуживание для линий, подстанций и станций [2, табл. 2.1].
Издержки на возмещение потерь энергии в линиях и трансформаторах определяются по формуле