Выбираем номинальные напряжения сети.

Курсовой проект

Тема: « Электрическая сеть района нагрузок»

 

Выполнил:

Качалов А.Н.

гр. 3-25^х

 

Руководитель проекта:

Парфенычева Н.Н.

 

 

Иваново 2005

 

 

1.1. Анализ расположения источников питания и нагрузок на плане местности.

 

lA-3=46 км l1-2=28 км l3-1=30 км l1-4=50 км l3-2=53 км l2-4=54 км l3-4=34 км

Рис.1.1. План расположения нагрузок.

 

1.2. Разработка вариантов схемы сети. Выбор номинальных напряжений питающих и распределительных электрических сетей.

 

Определяем мощности потребителей в режиме максимальных нагрузок.

Подстанция 1.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

 

Подстанция 2.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

 

Подстанция 3.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВА

Подстанция 4.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВА

Суммарная потребляемая активная мощность определяется следующим образом:

, где максимальная активная мощность i-ого потребителя с учетом перспективы его развития на 5 лет.

МВт.

Аналогично определяем суммарную потребляемую реактивную мощность:

, Мвар.

Суммарная зарядная мощность.

По данным табл. 1.1[1] на этом этапе проектирования принимаем зарядную мощность для

ВЛЭП 220кВ=0,12Мвар/км, =112км.

а для ВЛЭП 110кВ=0,03Мварр/км.

Мвар;

Суммарная реактивная мощность района нагрузок, с учетом зарядной мощности ВЛ, составит:

, =31,85 Мвар.

Все проектируемые подстанции имеют в своем составе потребителей I и II категории, поэтому на подстанции необходимо выбирать по два трансформатора, а питание подстанции – по двум цепям ВЛ.

В качестве узловой выбираем подстанцию 4, так как расположена ближе к источнику питания А, кроме того подстанция 4 наиболее нагружена.

Наметим несколько вариантов (рис. 1.2) конфигурации сети.

 

Рис.1.2. Варианты схем электрической сети.

 

Таблица №1

 

№ ПС	Тип тр-ра	Sном, МВА	UВ/UC/UH, кВ	RTВ/RTC/RTH, Ом	XTВ/XTC/XTH, Ом
	ТРДН-25000/110		115/-/10.5	2,54	55,9
	ТДН-16000/110		115/-/11	4,38	86,7
	АТДЦТН-125000/220/110		230/121/11	0,5/0,5/1	48,6/0/82,5
	ТДН-16000/110		115/-/11	4,38	86,7

 

В типах трансформаторов приведены следующие сокращения:

А – автотрансформатор;

Т – трехфазный;

Д – охлаждение масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла;

ДЦ – охлаждение масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла;

Т­ – трёхобмоточный;

Н­ – исполнение с устройством РПН;

Р - трансформатор с расщепленной обмоткой.

 

1.4 Расчет установившихся режимов работы сравниваемых вариантов электрических сетей. Определение сечений, марок проводов и типов опор линий электропередачи.

Радиальная сеть (е)

 

 

 

Рис.1.3 Принципиальная схема радиальной сети.

 

Рассчитаем потокораспределение на всех участках цепи.

Участок 1-2.

Рис.1.4. Схема замещения участка 1-2.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 1-2.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда мм²

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –70/11 I_доп=265 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

Участок 3-4.

Рис.1.5. Схема замещения участка 3-4.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 3-4.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –70/11 I_доп=265 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

Участок 3-1.

Рис.1.6. Схема замещения участка 3-1.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 3-1.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 150/24 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –150/24 I_доп=450 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

 

Кольцевая сеть (ж)

Рис.1.9 Принципиальная схема кольцевой сети.

 

Представим кольцевую сеть в виде линии с двухсторонним питанием. На первом этапе полагаем, что сечения линий одинаковы. Полагаем также, что .

 

 

Рис.1.9 Линия с двухсторонним питанием.

 

 

Потокораспределение в ветвях схемы определим по длинам.

 

Выполним проверку:

Участок 3-1

 

Ток в линии в нормальном режиме

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 185/29 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Определяем параметры линии:

 

Участок 3-2

 

Ток в линии в нормальном режиме

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 150/24 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Определяем параметры линии:

 

Участок 1-2.

 

Ток в линии в нормальном режиме

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Определяем параметры линии:

 

Проверка сечений по нагреву в послеаварийных режимах (наиболееопасными являются режимы отключения ЛЭП 3-1 и ЛЭП 3-2).

Отключение ЛЭП 3-1.

Рис.1.10. Отключение ЛЭП 3-1.

Отключение ЛЭП 3-1.

Рис.1.11. Отключение ЛЭП 3-2.

Участок 3-4.

Рис.1.14.Схема замещения участка 3-4.

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 3-4.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –70/11 I_доп=265 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

 

Курсовой проект

Тема: « Электрическая сеть района нагрузок»

 

Выполнил:

Качалов А.Н.

гр. 3-25^х

 

Руководитель проекта:

Парфенычева Н.Н.

 

 

Иваново 2005

 

 

1.1. Анализ расположения источников питания и нагрузок на плане местности.

 

lA-3=46 км l1-2=28 км l3-1=30 км l1-4=50 км l3-2=53 км l2-4=54 км l3-4=34 км

Рис.1.1. План расположения нагрузок.

 

1.2. Разработка вариантов схемы сети. Выбор номинальных напряжений питающих и распределительных электрических сетей.

 

Определяем мощности потребителей в режиме максимальных нагрузок.

Подстанция 1.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

 

Подстанция 2.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

 

Подстанция 3.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВА

Подстанция 4.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВт, ;

, Мвар;

, МВА.

МВА

Суммарная потребляемая активная мощность определяется следующим образом:

, где максимальная активная мощность i-ого потребителя с учетом перспективы его развития на 5 лет.

МВт.

Аналогично определяем суммарную потребляемую реактивную мощность:

, Мвар.

Суммарная зарядная мощность.

По данным табл. 1.1[1] на этом этапе проектирования принимаем зарядную мощность для

ВЛЭП 220кВ=0,12Мвар/км, =112км.

а для ВЛЭП 110кВ=0,03Мварр/км.

Мвар;

Суммарная реактивная мощность района нагрузок, с учетом зарядной мощности ВЛ, составит:

, =31,85 Мвар.

Все проектируемые подстанции имеют в своем составе потребителей I и II категории, поэтому на подстанции необходимо выбирать по два трансформатора, а питание подстанции – по двум цепям ВЛ.

В качестве узловой выбираем подстанцию 4, так как расположена ближе к источнику питания А, кроме того подстанция 4 наиболее нагружена.

Наметим несколько вариантов (рис. 1.2) конфигурации сети.

 

Рис.1.2. Варианты схем электрической сети.

 

Выбираем номинальные напряжения сети.

Линия А-4 одинакова для обоих вариантов схем.

Мощность, передаваемая по линии А-4: МВт.

Для выбора номинального напряжения воспользуемся формулой Илларионова с учетом того, что мощность передается по двухцепной линии:

, кВ.

Принимаем кВ.

Линия 3-4 также одинакова для обоих вариантов схем.

Мощность, передаваемая по линии 3-4: МВт.

Для выбора номинального напряжения воспользуемся формулой Илларионова с учетом того, что мощность передается по двухцепной линии:

, кВ.

Принимаем кВ.

Рассмотрим первый вариант схемы сети (рис.1.2).

 

 

Принимаем кВ.

Таким образом, выбираем напряжение в кольце 110 кВ.

Рассмотрим второй вариант схемы сети (рис.1.2 е).

Мощность, передаваемая по линии 3-1: МВт.

, кВ.

Принимаем кВ.

Мощность, передаваемая по линии 3-2: МВт.

, кВ.

Принимаем кВ.

1.3 Выбор типа, числа и номинальной мощности трансформаторов понижающих подстанций.

Так как все проектируемые нагрузки имеют в своем составе потребителей I и II категории, то на подстанциях необходимо выбирать по два трансформатора.

Номинальная мощность каждого трансформатора должна удовлетворять условию:

, где - номинальная мощность трансформатора; -максимальная мощность подстанции (с учетом перспективы ее развития на 5 лет).

 

ПС-1

По таблице выбираем 2 трансформатора ТРДН-25000/110; .

В нормальном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле ():

, .

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле:

, .

Проверяем условие допустимости аварийных перегрузок: , где

_{; .}

 

Значение К_2ДОП определяем по соответствующей таблице с учетом температуры охлаждения (), продолжительности максимума зимнего суточного графика (h=8 ч) и значения

; .

Определяем К_2ДОП=1.6, т.е. условие допустимости аварийных перегрузок выполняется.

 

ПС-2

По таблице выбираем 2 трансформатора ТДН-16000/110; .

В нормальном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле ():

, .

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле:

, .

Проверяем условие допустимости аварийных перегрузок: , где

_{; .}

 

Значение К_2ДОП определяем по соответствующей таблице с учетом температуры охлаждения (), продолжительности максимума зимнего суточного графика (h=8 ч) и значения

; .

Определяем К_2ДОП=1.6, т.е. условие допустимости аварийных перегрузок выполняется.

 

ПС-3

По таблице выбираем 2 трансформатора АТДЦТН-125000/220/110; .

В нормальном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле ():

, .

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле:

, .

Проверяем условие допустимости аварийных перегрузок: где

_{; .}

 

Значение К_2ДОП определяем по соответствующей таблице с учетом температуры охлаждения (), продолжительности максимума зимнего суточного графика (h=8 ч) и значения

; .

Определяем К_2ДОП=1.6, т.е. условие допустимости аварийных перегрузок выполняется.

ПС-4

По таблице выбираем 2 трансформатора ТДН-16000/110; .

В нормальном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле ():

, .

В послеаварийном режиме коэффициент загрузки трансформатора

определяется по формуле:

, .

Проверяем условие допустимости аварийных перегрузок: где

_{; .}

 

Значение К_2ДОП определяем по соответствующей таблице с учетом температуры охлаждения (), продолжительности максимума зимнего суточного графика (h=8 ч) и значения

; .

Определяем К_2ДОП=1.6, т.е. условие допустимости аварийных перегрузок выполняется.

 

Параметры выбранных трансформаторов приведены в таблице 1.

Таблица №1

 

№ ПС	Тип тр-ра	Sном, МВА	UВ/UC/UH, кВ	RTВ/RTC/RTH, Ом	XTВ/XTC/XTH, Ом
	ТРДН-25000/110		115/-/10.5	2,54	55,9
	ТДН-16000/110		115/-/11	4,38	86,7
	АТДЦТН-125000/220/110		230/121/11	0,5/0,5/1	48,6/0/82,5
	ТДН-16000/110		115/-/11	4,38	86,7

 

В типах трансформаторов приведены следующие сокращения:

А – автотрансформатор;

Т – трехфазный;

Д – охлаждение масляное с дутьем и естественной циркуляцией масла;

ДЦ – охлаждение масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла;

Т­ – трёхобмоточный;

Н­ – исполнение с устройством РПН;

Р - трансформатор с расщепленной обмоткой.

 

1.4 Расчет установившихся режимов работы сравниваемых вариантов электрических сетей. Определение сечений, марок проводов и типов опор линий электропередачи.

Радиальная сеть (е)

 

 

 

Рис.1.3 Принципиальная схема радиальной сети.

 

Рассчитаем потокораспределение на всех участках цепи.

Участок 1-2.

Рис.1.4. Схема замещения участка 1-2.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 1-2.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда мм²

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –70/11 I_доп=265 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

Участок 3-4.

Рис.1.5. Схема замещения участка 3-4.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 3-4.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 70/11 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –70/11 I_доп=265 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию:

 

Участок 3-1.

Рис.1.6. Схема замещения участка 3-1.

 

Мощность, поступающую в трансформатор, вычислим следующим образом:

 

Выбор проводов линии 3-1.

(здесь n-число цепей);

С учетом Т_МА и района нагрузок по справочнику определяем значение экономической плотности тока:

j _эк = 1,1 .

 

Тогда

Условие «короны» для U_H=110кВ 70 мм².

Выбираем провод марки АС – 150/24 со следующими параметрами:

Ом/км;

Ом/км;

Мвар/км.

Проверка по нагреву ():

 

 

Для провода марки АС –150/24 I_доп=450 А.

Условию сечение удовлетворяет.

Определяем параметры линии:

Определим потери в линии, а также мощность, поступающую в линию: