Проектирование районной электрической сети. 4

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ)

Энергетический  институт

Кафедра электроснабжения 
 
 
 
 
 
 

Курсовой проект 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент Лютин.А.О  

Проверил:  Портнягин А.В 
 
 
 
 
 
 

Чита 2011 

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ)

Энергетический  институт

Кафедра электроснабжения 
 
 
 
 

Пояснительная записка

к курсовому  проекту

по дисциплине «Электроэнергетика»

На тему «Проектирование районной электрической  сети» 
 
 
 

Проектировал  студент гр.ЭП-08  Лютин.А.О 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                               Руководитель проекта: Портнягин А.В

Реферат  

Пояснительная записка  с. , рис. 5, табл.24.

       Объектом исследования являются  системы электроснабжения (СЭС) промышленных  предприятий, объектов гражданского, коммунально-бытового назначения.

       Цель работы – выбор схемы  и основного электрооборудования  на основе технико-экономического  сравнения вариантов.

       В процессе работы проводились  расчёты внешнего и внутреннего  электроснабжения, компенсация реактивной  мощности, определение основных  технико-экономических показателей  СЭС.

      В результате предложена схема  СЭС и выбрано основное электрооборудование.

      Основные конструктивные и технико-экономические  показатели: расчётный максимум  нагрузки, коэффициент мощности, уровень  расхода электроэнергии на передачу  и распределение (потери электроэнергии). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Задание для  курсовой работы 

1. Составление и обоснование вариантов схем электрической сети 

1.1 Выбор вариантов схем соединений ЛЭП 

1.2 Выбор номинального напряжения  

1.3 Выбор сечений  проводников 

1.4 Выбор трансформаторов и схем электрических соединений

2.Технико-экономическое  сравнение понижающих подстанций 

3. Расчет максимального режима работы электрической сети….……………....

3.1 Выбор средств регулирования напряжения 

3.2 Баланс реактивной мощности 

4. Основные технико-экономические показатели 

Заключение 

Список используемой литературы  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание для курсовой работы  

Выполнить технико-экономическое обоснование схемы развития электрической сети районной энергосистемы для электроснабжения новых узлов нагрузки.

Исходные  данные:

1. Схема  существующей электрической сети (рис 1. ).

2. Геометрическое расположение существующих (таб 2 ) и мест сооружения новых (табл.3 , по вариантам) подстанций в декартовой системе координат.

3. Время использования максимальной нагрузки Т_пт (см. табл 3. ) для общего годового графика энергосистемы с учетом мощностей новых нагрузок.

4. Зимние и летние суточные графики нагрузки характерных дней новых подстанций (табл 4. ).

5. Напряжение пункта питания в режимах максимальных нагрузок поддерживается на уровне 240 кВ.

6. Номинальное напряжение на шинах низкого напряжения новых подстанций-10,5 кВ.

7. Материал  опор для ВЛ всех напряжений – железобетон.

8. Место  строительства –республика Кабардино -Балкария.

Электрифицируемый район по гололеду IV

Нормативная толщина  стенки гололёда для высоты 10м над  поверхностью земли 

Коэффициент удлинения трассы Куд=1,26 
 
 
 
 
 
 

Рис. 1. Схема  существующей электрической сети 220/110/35/10 кВ

                                                                                                             Таблица 1

Мощности  режима максимальных нагрузок существующей сети

                                            Таблица 2

            Координаты расположения существующих  подстанций

      Таблица 3

     Координаты  положения, мощности нагрузок  новых подстанций и время                 использования максимальной нагрузки Тmax

Таблица 4 

Зимние  и летние суточные нагрузки характерных  дней

для новых  подстанций , % 

1. Составление и  обоснование вариантов  схем электрической  сети

1.1 Выбор вариантов схем соединений ЛЭП 

     Намечаем  5 варианта, среди которых варианты магистрально-радиальных и замкнутых схем. Присоединение новых линий возможно к действующим подстанциям А и В.

     Для построения вариантов используем граф существующей сети (рисунок 2). На основе приближённой технико-экономической оценки вариантов выбираем из предложенных вариантов 2 для дальнейшей проработки.  

     Расстояние  между источниками питания и  новыми подстанциями считаем по формуле:

     _{Расстояние  L1С найдем, как расстояние от точки до линии.}

     _{y = 0.185 · x + 40.769- уравнение прямой АВ} 

     _{Результаты  занесем в таблицу:} 
 
 

     Таблица 5 

Считаем потораспредение на схемах, исключаем варианты схем со слабо нагруженными участками. 
 

  Схема№1

Выполнена в виде кольца. Пропускная способность каждого головного участка должна быть рассчитана на полную нагрузку всей сети, в случае повреждения одного из них. Соответственно, это ведет к увеличенному расходу цветного металла и затраты на ее сооружение. С другой стороны, в нормальном режиме каждая нагрузка питается по кратчайшему пути, поэтому потери мощности и энергии будут наименьшими.

Проверка:

;

;

;

;

;

Схема№2

Разомкнутая резервированная сеть. В одном  направлении прокладываются две  цепи (линии). Достоинствами сети является: наглядность, возможность присоединения  отдельных линий к различным  шинам источника питания.(т.к нагрузка подстанции 2 больше ,чем 3 то её присоединяем первой к подстанции В)

 Схема№3

Сеть  с элементом кольца.

; 

; 

22,944+9,785-17+8j=5,944+1,785jмВА 

Схема№4

Сеть с элементом кольца. 
 
 
 
 

30.046+12,323j-14+6j=16.046+6.323jмВА

29.953+12.676j-17+8j=12.953+4.676jмВА 
 
 
 

Схема№5

Разомкнутая резервированная сеть. В одном  направлении прокладываются две  цепи (линии). Достоинствами сети является: наглядность, возможность присоединения  отдельных линий к различным  шинам источника питания.(т.к нагрузка подстанции 2 больше ,чем 3 то её присоединяем первой к подстанции В)

Исключаем варианты с малыми мощностями на линиях, схема  №3. Из оставшихся выбираем с наименьшей длиной линий, это схемы №4 и №5.

(схема 2 не  выгодна с технической точки  зрения) 

1.2 Выбор номинальных  напряжений сооружаемых  ЛЭП

     Номинальные напряжения электрических сетей  в России установлены действующим стандартом (ГОСТ721-77) и для вновь проектируемых электрических сетей составляют следующий ряд: 6, 10, 20, 35, 110,220,330, 500, 750 и 1150кВ.

     Приближенную  оценку применения экономически целесообразных номинальных напряжений воздушных  ЛЭП производим по эмпирической формуле Г.А. Илларионова : 

где Р - в мегаваттах (МВт) на одну цепь, l - в километрах (км)..

Схема№4 

;

Принимаем Uном=110 (кВ)

принимаем Uном=110(кВ) 

Принимаем Uном=110 (кВ) 

      Т,к у нас схема 4 с элементом кольца, то везде мы приняли одно напряжение Uном =110 кв.   
 
 

Таблица 6

Номинальное напряжение линий в варианте№4

Аналогично  для варианта№5             
 
 

_{Считаю  целесообразным  принять Uном =110(кВ)} 
 

Принимаем Uном=110(кВ) 

_{Принимаем Uном=110(кВ)} 
 
 

Номинальное напряжение линий в варианте№2 

Таблица 7 

1.3 Определение сечений  проводов сооружаемых  ЛЭП

Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой ВЛ составляет:

Где  Ip – расчётный ток, А.

        Jн – нормированная плотность тока (Jн=0,9).

     Выбор сечений производится по нормированному значению  экономической плотности  тока (j_эк). Сечения, выбранные из экономических соображений и округленные до стандартного значения, должны быть проверены по длительно допустимому току нагрева, условиям коронирования и механической прочности проводов.

     Проверка  по допустимому нагреву состоит  в соблюдении условия

I_ав < I_доп ,

где I_доп – величина длительно допустимого тока, соответствующая выбранному сечению; I_ав – наибольший ток линии для послеаварийного состояния. Для двухцепных ВЛ I_ав определяют при условии выхода из работы одной из цепей, а для кольцевой сети рассматривают поочередно два случая отключения линии на головных участках. Если это условие нарушено, то сечение увеличивают.

Проверке  по коронированию подлежат ВЛ напряжением 35 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка по условиям короны и уровня радиопомех не производится, если сечения проводов ВЛ 110 кВ равны или более 70 мм², а ВЛ 220 кВ – 240 мм².

     Проверка  по механической прочности заключается  в соблюдении условия:

F_CT

где F_CT – выбранное сечение, F_MEX – минимальное допустимое сечение для ВЛ данного класса напряжения (с учетом климатических условий района  сооружения линии и характеристики трассы). Исходя из климатических показателей для нашей области наименьшее допустимое сечение проводов (токоведущей части) равно F_MEX = 70 мм² и отношение сечений алюминиевой части и стального сердечника (F_А/F_СТ).

Выбор сечения проводов ВЛ для схемы №4

Для кольца возьмем  одно сечение для всех участков с  технико- экономической точки зрения.

     где

    n – количество цепей;

     - напряжение которое приняли;

    S – мощность протекающая в линии. 

Схема 4.

(С технической  точки зрения целесообразнее  принять одно сечение,т.к схема с элементом кольца)

Ток на участке  в-1 считаем:

;

Для двухцепных линий аварийный ток возникает при обрыве одной из цепей; для кольцевых схем – обрыв одного из головных участков.

Для b-1 аварийный режим возникнет при обрыве b-3: 

_{Для него Iдоп 520 A,он превышает аварийный ток значит выбираем}

провод  АС-185/24 мм² 

Ток на участке 1-2 считаем: 

_{Для 1-2 аварийный режим  обрыв b-3} 

Выбираем провод АС-185/24 мм²     

_{Для него Iдоп 520 A,он превышает аварийный ток ,условие выполняется.} 

Ток на участке 2-3 считаем: 

_{Для 2-3 аварийный режим  обрыв 1-b} 

.

Выбираем провод АС-185/24 мм²     

_{Для него Iдоп 520 A,он превышает аварийный ток ,условие выполняется.} 
 
 

Ток на участке 3-b считаем: 

_{Для 3-b аварийный режим обрыв 1-b} 

.

Выбираем провод АС-185/24 мм²     

_{Для него Iдоп 520 A,он превышает аварийный ток ,условие выполняется.} 
 
 

                                                                        Таблица 8 

Выбор сечения  для схемы №4