Раздел 1. Расчет нагрузок ПС в максимальном режиме и выбор силовых трансформаторов

КОЛЛЕДЖ МНОГОУРОВНЕВОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина	Проектирование электрических
сетей
Специальность	140206 «Электрические станции, сети
и системы», IV курс
Тема:	Электрический расчет районной сети 110 кВ
	Разработал:	Вайсбекер В.В.
	Руководитель:	Кузнецова Л.В.

 

Москва 2013

№ стр.	Формат	Обозначение	Наименование	Количество листов	Приме-чание
	А4		Титульный лист
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Задание на курсовой проект
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Опись документов
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Пояснительная записка
	А1	КП.140206.41ЭС-09.ЭЗ.1	Схема проектируемой электрической сети
	А1	КП.140206.41ЭС-09.ЭЗ.2	Схема замещения

Пояснительная записка

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...5Раздел 1. Расчет нагрузок ПС в максимальном режиме и выбор силовых трансформаторов……………………………………………………………......7

Раздел 2. Расчет потерь мощности в трансформатора в максимальном режиме. Расчет сопротивлений обмоток трансформаторов…………………9

Раздел 3. Определение приведенных нагрузок ПС в максимальном режиме….15

Раздел 4. Обоснование выбора двух вариантов схемы сети. Выбор проводов воздушных линий для радиальной сети…………………………………………..19

Раздел 5. Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в максимальном режиме……………………………………………………………..24

Раздел 6. Электрический расчет кольцевого варианта схемы в режиме максимальной нагрузки.…………………………………………………………...26

Раздел 7. Выбор проводов для кольцевой сети………………………………..…28

Раздел 8. Определение расчетных нагрузок ПС для кольцевого варианта сети с учетом половин емкостных мощностей линий……………..……….……32

Раздел 9. Нахождение распределения мощностей с учетом действительных параметров линий…….…………………………………………………………….34

Раздел 10. Технико-экономическое сравнение вариантов сети…………………35

Раздел 11. Расчет нагрузок ПС в минимальном режиме………………………...42

Раздел 12. Расчет потерь мощности в трансформаторах в минимальном режиме………………………………………………………………………………43

Раздел 13. Определение приведенных нагрузок ПС в минимальном режиме…45

Раздел 14. Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в минимальном режиме……………………………………………………………...47

Раздел 15.Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в послеаварийном режиме…………………………………………………………...48

Раздел 16. Определение напряжения на шинах ПС во всех режимах…………..50

Раздел 17. Выбор ответвлений РПН и ПБВ для регулирования напряжения трансформаторов………………………………………………………………55

Приложение…………………………………………………………………………62Список литературы…………………………………………………………………64

Введение

21 февраля 1920 года было подписано распоряжение о создании Государственной комиссии по электрификации России (комиссия ГОЭЛРО). После десяти месяцев напряженных трудов ко­миссия представила 650-страничный том. Реализация небывалого для того времени плана электрификации (создание 1750 МВт мощности на 30 электростанциях) давала основу для хозяйственного строительства молодой Советской республики и предусматривала крупные изменения в технической политике развития энергетики. Уже в 1922 году была введена первая в стране линия электропередачи напряжением 110 кВ Каширская ГРЭС – Москва, а в 1933 году принята в эксплуатацию еще более мощная линия 220 кВ Нижнесвирская ГЭС – Ленинград. В тот же период началось объединение по сетям электростанций Горького и Иванова, создание энергетической системы Урала. Электроэнергетика страны начала свое бурное развитие. К 1990 году в состав ЕЭС СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывая 2/3 территории СССР, на которых проживало более 90 % населения.

ЕЭС России охватывает всю обжитую территорию страны от западных границ до Дальнего Востока и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением. В составе ЕЭС России действует семь ОЭС- Северо-Запада, Центра, Волги, Урала, Юга, Сибири и Востока. В настоящее время параллельно работает шесть первых ОЭС. Энергосистема Калининградской области «Янтарьэнерго» отделена от России территорией государств Балтии.

В электрических сетях большинства энергосистем России принята шкала напряжений 110–220–500–1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра используется шкала 110–330–750 кВ. В ОЭС Центра сети 330 и 750 кВ, получили определенное распространение и в перспективе намечены к дальнейшему развитию. Общая протяженность воздушных линий электропередачи (ВЛ) напряжением 110 кВ и выше на начало 2010 г. в одноцепном исчислении составила по стране 461,7 тыс. км, а установленная мощность ПС – 691,4 млн кВ⋅А, в том числе на отраслевых ПС. Установлено около 100 млн кВ⋅А трансформаторной мощности.

Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому обоснованию решений, определяющих также и надежность работы системы в целом и ее отдельных элементов.

Обеспечение необходимой надежности является особо важным требованием к схеме сети. Согласно ПУЭ все электроприемники по требуемой степени надежности разделены на три категории: электроприемники I категории обязательно резервируются, т.е. должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания по двум линиям; электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; электроприемники III категории не требуют резервирования питающей линии. В данном курсовом проекте рассчитываются два варианта сети, напряжением 220 кВ: радиальная и кольцевая. Каждая сеть, состоящая из источника питания (ИП) и трех подстанций (ПС), должна быть спроектирована в Тамбовской области (III район климатических условий (РКУ) – толщина стенки гололеда 20 мм). План расположения нагрузок и данные для проектирования электрической сети указаны в задании на курсовой проект.

 

 

Приложение

Структурная схема радиальной сети

Структурная схема кольцевой сети

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. – СПБ.: ДЕАН, 2010, 7-е изд. – М.: ОАО «НТЦ по безопасности в промышленности», 2006.

2. А.А.Герасименко, В.Т.Федин. Передача и распределение электрической энергии. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008.

3. Справочник по проектированию электрических сетей /Под ред. Д.Л.Файбисовича/, Москва, ЭНАС, 2012.

4. В.А.Боровиков, В.К.Косарев, Г.А.Ходот. Электрические сети энергетических систем. – Л.: Энергия, 1977.

5. Б.Н.Неклепаев, И.П.Крючков. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989 - 608 с.

6. Экономика и управление в энергетике /Под ред. Н.Н.Кожевникова/ - М.: Академия, 2003.

7. Макаров Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и

110-1150 кВ /Под ред. И.Т.Горюнова и А.А.Любимова/ - М.: Папирус ПРО, 2003-2005.

8. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /Под ред. С.С.Рокотяна и И.М. Шапиро – М.: Энергоатомиздат, 1985.

9. Методические указания по курсовому проектированию. Пример расчета.

10. Пособие по курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей /Под ред. В.М.Блок – М.: Высшая школа, 1990 – 380 с.

 

КОЛЛЕДЖ МНОГОУРОВНЕВОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина	Проектирование электрических
сетей
Специальность	140206 «Электрические станции, сети
и системы», IV курс
Тема:	Электрический расчет районной сети 110 кВ
	Разработал:	Вайсбекер В.В.
	Руководитель:	Кузнецова Л.В.

 

Москва 2013

№ стр.	Формат	Обозначение	Наименование	Количество листов	Приме-чание
	А4		Титульный лист
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Задание на курсовой проект
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Опись документов
	А4	КП.140206.41ЭС-09.ПЗ	Пояснительная записка
	А1	КП.140206.41ЭС-09.ЭЗ.1	Схема проектируемой электрической сети
	А1	КП.140206.41ЭС-09.ЭЗ.2	Схема замещения

Пояснительная записка

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...5Раздел 1. Расчет нагрузок ПС в максимальном режиме и выбор силовых трансформаторов……………………………………………………………......7

Раздел 2. Расчет потерь мощности в трансформатора в максимальном режиме. Расчет сопротивлений обмоток трансформаторов…………………9

Раздел 3. Определение приведенных нагрузок ПС в максимальном режиме….15

Раздел 4. Обоснование выбора двух вариантов схемы сети. Выбор проводов воздушных линий для радиальной сети…………………………………………..19

Раздел 5. Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в максимальном режиме……………………………………………………………..24

Раздел 6. Электрический расчет кольцевого варианта схемы в режиме максимальной нагрузки.…………………………………………………………...26

Раздел 7. Выбор проводов для кольцевой сети………………………………..…28

Раздел 8. Определение расчетных нагрузок ПС для кольцевого варианта сети с учетом половин емкостных мощностей линий……………..……….……32

Раздел 9. Нахождение распределения мощностей с учетом действительных параметров линий…….…………………………………………………………….34

Раздел 10. Технико-экономическое сравнение вариантов сети…………………35

Раздел 11. Расчет нагрузок ПС в минимальном режиме………………………...42

Раздел 12. Расчет потерь мощности в трансформаторах в минимальном режиме………………………………………………………………………………43

Раздел 13. Определение приведенных нагрузок ПС в минимальном режиме…45

Раздел 14. Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в минимальном режиме……………………………………………………………...47

Раздел 15.Определение расчетных нагрузок ПС для радиальной сети в послеаварийном режиме…………………………………………………………...48

Раздел 16. Определение напряжения на шинах ПС во всех режимах…………..50

Раздел 17. Выбор ответвлений РПН и ПБВ для регулирования напряжения трансформаторов………………………………………………………………55

Приложение…………………………………………………………………………62Список литературы…………………………………………………………………64

Введение

21 февраля 1920 года было подписано распоряжение о создании Государственной комиссии по электрификации России (комиссия ГОЭЛРО). После десяти месяцев напряженных трудов ко­миссия представила 650-страничный том. Реализация небывалого для того времени плана электрификации (создание 1750 МВт мощности на 30 электростанциях) давала основу для хозяйственного строительства молодой Советской республики и предусматривала крупные изменения в технической политике развития энергетики. Уже в 1922 году была введена первая в стране линия электропередачи напряжением 110 кВ Каширская ГРЭС – Москва, а в 1933 году принята в эксплуатацию еще более мощная линия 220 кВ Нижнесвирская ГЭС – Ленинград. В тот же период началось объединение по сетям электростанций Горького и Иванова, создание энергетической системы Урала. Электроэнергетика страны начала свое бурное развитие. К 1990 году в состав ЕЭС СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывая 2/3 территории СССР, на которых проживало более 90 % населения.

ЕЭС России охватывает всю обжитую территорию страны от западных границ до Дальнего Востока и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением. В составе ЕЭС России действует семь ОЭС- Северо-Запада, Центра, Волги, Урала, Юга, Сибири и Востока. В настоящее время параллельно работает шесть первых ОЭС. Энергосистема Калининградской области «Янтарьэнерго» отделена от России территорией государств Балтии.

В электрических сетях большинства энергосистем России принята шкала напряжений 110–220–500–1150 кВ. В ОЭС Северо-Запада и частично в ОЭС Центра используется шкала 110–330–750 кВ. В ОЭС Центра сети 330 и 750 кВ, получили определенное распространение и в перспективе намечены к дальнейшему развитию. Общая протяженность воздушных линий электропередачи (ВЛ) напряжением 110 кВ и выше на начало 2010 г. в одноцепном исчислении составила по стране 461,7 тыс. км, а установленная мощность ПС – 691,4 млн кВ⋅А, в том числе на отраслевых ПС. Установлено около 100 млн кВ⋅А трансформаторной мощности.

Проектирование электроэнергетических систем требует комплексного подхода к выбору и оптимизации схем электрических сетей и технико-экономическому обоснованию решений, определяющих также и надежность работы системы в целом и ее отдельных элементов.

Обеспечение необходимой надежности является особо важным требованием к схеме сети. Согласно ПУЭ все электроприемники по требуемой степени надежности разделены на три категории: электроприемники I категории обязательно резервируются, т.е. должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания по двум линиям; электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания; электроприемники III категории не требуют резервирования питающей линии. В данном курсовом проекте рассчитываются два варианта сети, напряжением 220 кВ: радиальная и кольцевая. Каждая сеть, состоящая из источника питания (ИП) и трех подстанций (ПС), должна быть спроектирована в Тамбовской области (III район климатических условий (РКУ) – толщина стенки гололеда 20 мм). План расположения нагрузок и данные для проектирования электрической сети указаны в задании на курсовой проект.

 

 

Раздел 1. Расчет нагрузок ПС в максимальном режиме и выбор силовых трансформаторов

ПС1: Полная нагрузка на шинах СН: , где: - максимальная нагрузка на шине СН, МВт; - коэффициент мощности нагрузки;

Полная нагрузка на шинах НН:

, где: - максимальная нагрузка на шине НН, МВт; - коэффициент мощности нагрузки;

Полная нагрузка на шинах ВН:

Расчетная мощность трансформатора определяется по формуле: , где: - полная нагрузка ПС на шинах ВН, МВ∙А; 0,7 – рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора, равный 70%; Выбираем трехфазный трехобмоточный силовой трансформатор

ТДТН-63000/110 с РПН ±9×1,78%.

ПС2: Полная нагрузка на шинах СН:

Полная нагрузка на шинах НН:

Полная нагрузка на шинах ВН:

Расчетная мощность трансформатора:

Выбираем трехфазный трехобмоточный силовой трансформатор

ТДТН-40000/220 с РПН ±9×1,78%.

ПС3: Полная нагрузка на шинах СН:

Полная нагрузка на шинах НН:

Полная нагрузка на шинах ВН:

Расчетная мощность трансформатора: Выбираем трехфазный трехобмоточный силовой трансформатор

ТДТН-63000/220 с РПН ±9×1,78%.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.

Таблица 1. Расчетная нагрузка трансформаторов

№ПС							Марка трансформатора
			27,05	37,77	45,4		ТДТН-63000/110
			18,39	33,33	36,2		ТДТН-40000/110
			11,76	45,88	40,34		ТДТН-40000/110

 

Таблица 2 представлена для ПС1. Таблица 3 – для ПС2 и ПС3.

Таблица 2. Паспортные данные ТДТН-63000/110 (РПН ±9×1,78%)

В	С	Н	В-С	В-Н	С-Н	В	С	Н	В	С	Н
	38,5		10,5		6,5			0,7	0,5	0,5	0,5	22,0		13,6

 

Таблица 3. Паспортные данные ТДТН-40000/110 (РПН ±9×1,78%)

В	С	Н	В-С	В-Н	С-Н	В	С	Н	В	С	Н
	38,5		10,5					0,6	0,8	0,8	0,8	35,5		22,3

 

Таблица 4. Паспортные данные ТДТН-40000/110 (РПН ±9×1,78%)

В	С	Н	В-С	В-Н	С-Н	В	С	Н	В	С	Н
	38,5	6,6	10,5					0,6	0,8	0,8	0,8	35,5		22,3