Учебная работа. Проектирование электрических систем энергосистемы

(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)

Загрузка...

Учебная работа. Проектирование электрических систем энергосистемы

Содержание

Введение

1. Выбор схемы соединения линий электронной сети

2. Технико-экономический расчёт первого варианта сети

Выбор номинального напряжения линий

Определение сечений проводов линий электропередачи

Выбор трансформаторов на подстанциях

Выбор сети подстанций

Расчёт наибольшего режима сети

Баланс мощности, выбор главных компенсирующих устройств

Определение приведённых народнохозяйственных издержек

Технико-экономический расчёт второго варианта сети

Выбор номинального напряжения линий

Определение сечений проводов линий электропередачи

Выбор трансформаторов на подстанциях

Выбор сети подстанций

Расчёт наибольшего режима сети

Баланс мощности, выбор главных компенсирующих устройств

Определение приведённых народнохозяйственных издержек

Технико-экономическое сопоставление вариантов

Расчёты малого и послеаварийного режимов электронной сети второго варианта

Анализ режимов сети

Выявление перегруженных частей сети

Регулирование напряжения на подстанциях

Главные технико-экономические характеристики сети

Литература

Введение

Энергетика в технике занимает особенное положение. Развитие людского общества постоянно было соединено с энергетикой. В крайние десятилетие Энтузиазм к дилеммам энергетики резко возросли. Почти все люди стали думать над будущим энергетики: хватит ли горючего, и на какой период, чем его можно поменять, каким образом население земли будит добывать энергию в дальнейшем, какие явления и действия могут воздействовать на энергетическое равновесие. На всех шагах развития страны энергетика находилась в центре внимания. Деньком рождения энергетики нашего страны является 22 декабря 1920 г., когда на VIII всероссийском съезде Советов был принят 1-ый план электрификации Рф — известный план ГОЭЛРО. План ГОЭЛРО был первым в истории населения земли муниципальным многообещающим планом всеохватывающего развития, всего народного хозяйства на базе электрификации. Все укрепления и переустройство народного хозяйства юный республики Советов производилось на базе плана ГОЭЛРО. К концу 1935 г. план был существенно перевыполнен по всем показателям. Неотъемлемым разделом в энергетике была так же техника сохранности, которой уделялось не маленькое внимание. Совершенствовалась охрана труда промышленная санитария и т.п. Прирост производства электроэнергии на АЭС (Атомная электростанция — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор) и ГЭС (Гидроэлектростанция — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока) в 1980 г. дозволит вызволить до 100 млн. тонн условного горючего по сопоставлению с 1975 г. Фуррор в решении этих задач зависит от реализации проводимых научных, технических и организационных мероприятий. Развитие электроэнергетики обеспечивает высочайшие темпы и масштабы серьезного строительства, реконструкции и технологического перевооружения компаний. Развитие электроэнергетики, как важной отрасли народного хозяйства, обязано происходить на базе беспристрастных экономических законов, с учетом всего комплекса технических и экономических задач. При всем этом особо смотреть за серьезным соблюдением принципа народнохозяйственного эффекта. От этого, завися темпы развития энергетики, разумное внедрение нужных ископаемых с учетом их припаса и технико-экономический уровень электроснабжения. Важным показателем при определении темпов развития электроэнергетики является уровень электрификации народного хозяйства. Все нарастающие темпы электрификации страны требуют огромного количества различного сложного и разнохарактерное электрооборудование, устанавливаемого на промышленных предприятиях, для эксплуатации которого требуется подготовка высококвалифицированных кадров, владеющих глубокими проф познаниями.

1. Выбор схемы соединения линий электронной сети

карта-схема электронной сети

М 1:2000000 см 20 км

Руководствуясь соображениями, изложенными в п.4.1, избираем два варианта развития топологии электронной сети, выставленные на рис.1.

Дальше осуществим экономическую оценку составленных вариантов, для чего же выполним технико-экономический расчёт всякого варианта.

2. Технико-экономический расчёт первого варианта сети

Выбор номинального напряжения линий

Перегрузка подстанций:

Потокораспределение по линиям:

Зная потоки мощности по линиям, длины линий, беря во внимание, что все лини двухцепные, избираем номинальное напряжение ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) по (4) табл.7.

Линия электропередачи

ЦП-п/стА

п/стА-п/стБ

п/стА-п/стВ

Номинальное напряжение Uном,кВ

220

110

Определение сечений проводов линий электропередачи

где

— наибольшая мощность, протекающая по полосы в критериях обычной работы, кВ·А, — коэффициент роста тока при эксплуатации (1,05), n —количество цепей полосы электропередачи.

Для европейской части Р.Ф. при данных (4)

По результатам расчёта принимаем наиблежайшее обычное сечение.

ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) ЦП-п/ст А АС-240 ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) п/ст А-п/ст Б АС-185 ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) п/ст А-п/ст В АС-50

Проверка экономически целесообразных сечений проводов по условиям короны.

Беря во внимание мало допустимые сечения по условиям исключения общей короны принимаем к установке последующие провода:

Проверка проводов по продолжительно допустимой токовой перегрузке.

При выходе из строя одной цепи полосы по оставшейся в работе цепи обязана передаваться прежняя мощность, т. е. ток полосы возрастет вдвое по сопоставлению с обычным режимом:

Для провода АС-240 допустимый ток составляет 610 А (4).

, т. е. данный провод проходит по условиям нагрева.

Для провода АС-185 допустимый ток составляет 520 А (4).

, т. е. данный провод проходит по условиям нагрева.

Для провода АС-70 допустимый ток составляет 265 А (4).

, т. е. данный провод проходит по условиям нагрева.

Расчётные данные по линиям электропередачи с избранными проводами приведены в таблице

Длина

км

Число

цепей

Uном

кВ

Марка

провода

Ом/км

см/км

ЦП-п/ст А

120

220

АС-240

0.120

0.405

2.81

п/ст А-п/ст Б

120

110

АС-185

0.162

0.413

2.75

п/ст А-п/ст В

110

АС-70

0.428

0.444

2.55

Выбор трансформаторов на подстанциях

На п/ст А устанавливаем два автотрансформатора. Мощность 1-го из их

Избираем автотрансформаторы АТДЦТН-125/220/110.

На п/ст Б устанавливаем два трансформатора. Мощность 1-го из их

Избираем трансформаторы ТДЦН 63/110.

На п/ст В устанавливаем два автотрансформатора. Мощность 1-го из их

Избираем трансформаторы ТД 40/110.

характеристики избранных трансформаторов и автотрансформаторов взятые из (2), приведены в таблице

пространство

установки

Тип

Трансформа-тора

Sном

МВ•А

Кол

во

Uном кВ

Uк

?Pкз

кВ

Iхх

?Pхх

кВ

ВС

ВН

СН

ВС

ВН

СН

п/стА

АТДЦТН-125/220/110

125

230

121

6.6

290

0.5

п/стБ

ТДЦН 63/110

115

10.5

260

0.6

п/стВ

ТД 40/110

121

6.3

10.5

175

0.65

Выбор сети подстанций

Руководствуясь указаниями приведёнными в (2) избираем последующие схемы подстанций:

п/ст А- схема с 2-мя несекционированными системами сборных шин.

п/ст Б- схема мостика с выключателями.

п/ст В- схема мостика с выключателями.

Расчёт наибольшего режима сети

Определяем характеристики схемы замещения сети в согласовании с указаниями.

характеристики схем замещения линий

Для провода АС-240 ; ; , беря во внимание, что линия двухцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

Для провода АС-185 ; ; , беря во внимание, что линия двухцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

Для провода АС-70 ; ; , беря во внимание, что линия двухцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

характеристики схем замещения трансформаторов.

Для автотрансформатора определяем активные сопротивления:

Определяем реактивные сопротивления:

Утраты мощности холостого хода.

п/ст Б Для трансформатора определяем сопротивление.

Утраты мощности холостого хода

п/ст В Для трансформатора определяем сопротивление.

Результаты расчётов сводим в таблицы, в каких приводятся значения с учётом количества цепей линий и числа трансформаторов на подстанциях

Наименование линий

характеристики схем замещения линий

R ОМ

X Ом

b см

Qзар МВ•Ар

Л-1

7.2

24.3

6.744•10-4

16.32

Л-2

9.72

24.78

6.6•10-4

3.993

Наименование

подстанций

характеристики схем замещения трансформаторов

?Pxx

МВт

?Qxx

МВ•Ар

Ом

п/ст А

0.17

1.6

0.245

24.33

0.245

0.49

41.262

п/ст Б

0.118

0.756

0.433

11.0205

—

п/ст В

0.084

0.52

0.8

19.215

—

Расчёт наибольшего режима.

анализ результатов расчёта наибольшего режима, значения потоков мощностей в ветвях, утрат мощности разрешают создать заключение о работоспособности варианта 1 электронной сети.

Баланс мощности, выбор основных компенсирующих устройств

Активная мощность, потребляемая районом системы, из пт питания совпадает с мощностью, генерируемой в ЦП . В согласовании с заданием условие баланса Ргс>Ргр производится. Реактивная мощность, потребляемая районом системы, из пт питания совпадает с мощностью в ЦП . Наибольшая располагаемая реактивная мощность определяется

, где коэффициент мощности системы. Условие Qгс>Qгр производится, потому установка компенсирующих устройств, требуемых по балансу реактивной мощности, не предусматривается.

Определение приведённых народнохозяйственных издержек

Серьезные Издержки. Определяем серьезные издержки на полосы электропередачи , где

— стоимость 1 км полосы i,

— длина полосы в км, m-количество линий.

Характеристики линий

Uном (кВ)

км

Марка провода

Тип опоры

(тыс.руб.)

ЦП-п/ст А

220

120

АС-240

Железобетонная

2-цепная

27.8

3336

п/ст А-п/ст Б

110

120

АС-185

Железобетонная

2-цепная

2640

п/ст А-п/ст В

110

АС-70

Железобетонная

2-цепная

17.8

1424

При определении Куд принят п-й район по гололёду. Определяем серьезные Издержки на подстанции. Кпс?= , где

Принимаем, что на подстанциях инсталлируются воздушные выключатели и обычного выполнения.

п/ст А Кпс=3•85+7•42+2•332+520=1733 тыс.руб.

п/ст Б Кпс=3•42+2•114+210=642 тыс.руб.

п/ст А Кпс=3•42+2•63+210=462 тыс.руб.

Кпс?=1733+642+462=2837 тыс.руб.

К=Кл?+Кпс?=7400+2837=10237 тыс.руб.

Каждогодние эксплуатационные Издержки на амортизацию и сервис сети

Пользуясь справочными данными (4), определяем надлежащие Издержки

Ил=0.24•7400+0.004•7400=207.2 тыс.руб.

Ипс=0.064•2837+0.02•1733+0.03•1104=249.3 тыс.руб.

И’=207.2+249.3=456.5 тыс.руб.

Каждогодние Издержки на возмещение утрат активной мощности и энергии.

Определим величину переменных утрат электроэнергии

Суммарные переменные утраты активной мощности находятся путём суммирования утрат по линиям и трансформаторам.

Определим величину неизменных утрат электроэнергии

Утраты активной мощности рассчитываются путём суммирования утрат холостого хода всех трансформаторов сети

значения определяются по подходящим зависимостям

Суммарные эксплуатационные Издержки по сети

И=И’+Зпот=456.5+=949.911 тыс. руб.

Приведённые народнохозяйственные Издержки по 1 варианту.

З=Ен•К+И=0.12•10237+949.911 =2178.351 тыс. руб.

2. Технико-экономический расчёт второго варианта сети

Выбор номинального напряжения линий

Перегрузки подстанций те же, что и в 1 варианте.

Потокораспределение по линиям:

Для определения потокораспределения в кольце А-Б-В приближённо принимаем равенство напряжений в точках А и Б; А и В. Исполняем расчёт потокораспределения относительно этих точек питания в соответственных линиях с обоесторонним питанием. Разомкнём кольцевую сеть в точке А.

Отрицательный символ указывает, что направление потока мощности обратно выбрнному.

Зная потоки мощности по линиям, длины линий, избираем номинальное напряжение ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) по (4) табл.7.

ЦП-п/стА

п/стА-п/стБ

п/стБ-п/стВ

п/стА-п/стВ

Uном,кВ

220

110

Определение сечений проводов линий электропередачи

Сечения проводов линий определяются аналогично 1 варианту. При проверке проводов по продолжительно допустимой токовой перегрузке в кольцевых сетях послеаварийные режимы нужно создавать за счёт поочерёдного отключения головных участков.

Для европейской части РФ (Российская Федерация — государство в Восточной Европе и Северной Азии, наша Родина) при данных (4)

По результатам расчёта принимаем наиблежайшее обычное сечение.

Проверка экономически целесообразных сечений проводов по условиям короны.

Беря во внимание мало допустимые сечения по условиям исключения общей короны, принимаем к установке последующие провода: ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) ЦП-п/ст А АС-240 ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) п/ст А-п/ст Б АС-240;ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) п/ст А-п/ст В АС-240; ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока) п/ст Б-п/ст В АС-185

Проверка проводов по продолжительно допустимой токовой перегрузке.

Для провода АС-240 допустимый ток составляет 610 А (4). , т. е. данный провод проходит по условиям нагрева.

Для провода АС-240 допустимый ток составляет 610 А (4).

т. е. данный провод проходит по условиям нагрева.

Для провода АС-240 допустимый ток составляет 610 А (4).

т. е. данный провод проходит по условиям нагрева. Расчетные данные по линиям электропередачи с избранными проводами приведены в таблице:

Длина

км

Число

цепей

Uном

кВ

Марка

провода

Ом/км

см/км

ЦП-п/ст А

120

220

АС-240

0.120

0.405

2.81

п/ст А-п/ст Б

120

110

АС-240

0.120

0.405

2.81

п/ст А-п/ст В

110

АС-240

0.120

0.405

2.81

п/ст Б-п/ст В

110

АС-185

0.162

0.413

2.75

Выбор трансформаторов на подстанциях

На подстанциях избираем такие же трансформаторы, как и в 1 варианте, т. к. расчётные условия не поменялись. характеристики избранных трансформаторов и автотрансформаторов взятые из (4), смотрите таблицу 9.

Расчёт наибольшего режима сети

Определяем характеристики схемы замещения сети в согласовании с указаниями

характеристики схем замещения линий

Л-1 Таковая же, как в 1 варианте

Для провода АС-240 ; ; , беря во внимание, что линия двухцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

Для провода АС-240 ; ; , беря во внимание, что линия двухцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

Для провода АС-185 ; ; , беря во внимание, что линия одноцепная получаем

Проводимость полосы

Зарядная мощность

характеристики схем замещения трансформаторов.

Результаты расчётов сводим в таблицы, в каких приводятся значения с учётом количества цепей линий и числа трансформаторов на подстанциях.

Наименование

линий

характеристики схем замещения линий

R ОМ

X Ом

b см

Qзар МВ•Ар

Л-1

7.2

24.3

6.744•10-4

16.32

Л-2

14.4

48.6

3.372•10-4

2.04

Л-3

9.6

32.4

2.248•10-4

1.36

Л-4

8.1

20.65

1.405•10-4

0.85

Расчёт наибольшего режима.

анализ результатов расчёта наибольшего режима, значения потоков мощностей в ветвях, утрат мощности разрешают создать заключение о работоспособности варианта 2 электронной сети.

Баланс мощности, выбор основных компенсирующих устройств

Наибольшая располагаемая реактивная мощность определяется

где — коэффициент мощности системы. Условие Qгс>Qгр производится, потому установка компенсирующих устройств, требуемых по балансу реактивной мощности, не предусматривается.

Определение приведённых народнохозяйственных издержек.

Серьезные Издержки. Определяем серьезные издержки на полосы электропередачи , где — стоимость 1 км полосы i,

— длина полосы в км, m-количество линий.

Характеристики линий.

Uном (кВ)

км

Марка провода

Тип опоры

(тыс.руб.)

ЦП-п/ст А

220

120

АС-240

Железобетонная

2-цепная

27.8

3336

п/ст А-п/ст Б

110

120

АС-240

Железобетонная

1-цепная

1680

п/ст А-п/ст В

110

АС-240

Железобетонная

1-цепная

1120

п/ст Б-п/ст В

110

АС-185

Железобетонная

1-цепная

12.9

645

При определении Куд принят п-й район по гололёду. Определяем серьезные Издержки на подстанции. Кпс?= , где

Принимаем, что на подстанциях инсталлируются воздушные выключатели и обычного выполнения.

п/ст А Кпс=3•85+5•42+2•332+520=1649 тыс.руб.

п/ст Б Кпс=3•42+2•114+210=642 тыс.руб.

п/ст А Кпс=3•42+2•63+210=462 тыс.руб.

Кпс?=1649+642+462=2753 тыс.руб.

К=Кл?+Кпс?=6781+2753=9534 тыс.руб.

Каждогодние эксплуатационные Издержки на амортизацию и сервис сети

Пользуясь справочными данными (4), определяем надлежащие Издержки

Ил=0.024•6781+0.004•6781=189.868тыс.руб.

Ипс=0.064•2753+0.02•1649+0.03•1104=242.92 тыс.руб.

И’=189.868+249.3=439.168 тыс.руб.

Каждогодние Издержки на возмещение утрат активной мощности и энергии.

Определим величину переменных утрат электроэнергии

Определим величину неизменных утрат электроэнергии

Утраты активной мощности рассчитываются путём суммирования утрат холостого хода всех трансформаторов сети

значения определяются по подходящим зависимостям

Суммарные эксплуатационные Издержки по сети

И=И’+Зпот=439.168+442.997=882.165тыс. руб.

Приведённые народнохозяйственные Издержки по 2 варианту.

З=Ен•К+И=0.12•9534+882.165=2026.245 тыс. руб.

4. Технико-экономическое сопоставление вариантов

Результаты технико-экономических расчётов

Наименование издержек

Величина издержек (тыс. руб.)

Вариант 1

Вариант 2

Серьезные Издержки

Стоимость сооружения ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока)

7400

6781

Стоимость сооружения подстанции

2837

2753

итого

10237

9534

Каждогодние эксплуатационные Издержки

Каждогодние отчисления на амортизацию и сервис сети

456.5

439.168

Издержки на возмещение утрат электроэнергии в сети

493.411

442.997

итого

949.911

882.165

Приведённые Издержки

2178.351

2026.245

В итоге, наиболее прибыльным является 2 вариант, т. к. З2<З1. Потому к выполнению принимается 2 вариант развития сети, для которого производятся последующие расчёты.

5. Расчёты малого и послеаварийного режимов электронной сети 2 варианта

Малый режим. В согласовании с заданием уменьшаем значения нагрузок в узлах.

Потокораспределение по линиям:

Отрицательный символ указывает , что направление потока мощности обратно выбрнному.

Расчёт малого режима.

анализ результатов расчёта малого режима указывает, что этот режим применим для сети. Значительно уменьшились суммарные утраты мощности в сети по сопоставлению с

Послеаварийный режим.

В качестве послеаварийного режима избран режим наибольших нагрузок при отключённой полосы Л-3.

Потокораспределение по линиям:

Расчёт послеаварийного режима.

анализ результатов расчёта малого режима указывает, что этот режим применим для сети. Но суммарные утраты мощности в сети возросли .

6. анализ режимов сети

Выявление перегруженных частей сети

Полосы электропередачи.

Определяем согласно формуле (1). .

Результаты расчётов:

Линия

Л-1

Л-2

Л-3

Л-4

, А

528

264

203.5

, А

212.28

213.16

239.52

143.256

Эти данные демонстрируют, что для всех линий условие производится, потому усиления сети не требуется.

Трансформаторы.

Согласно ранее проведённому выбору трансформаторов на подстанциях условие производится, потому подмены трансформаторов не требуется.

Регулирование напряжения на подстанциях

Определяем уровни напряжений на шинах вторичного (низкого) напряжения подстанции. Расчёт напряжения ведётся от узла питания, напряжение в каком задано.

Наибольший режим.

Малый режим.

Послеаварийный режим.

П/ст В . Установлен трансформатор ТД 40/110 , 121±9?1.78%/6.3.

Наибольший режим. Напряжение ответвления трансформаторов определяются по формуле .

Напряжение на шинах НН, приведённое к высокому .

Избираем наиблежайшее обычное напряжение ответвления

Фактическое напряжение на обмотках НН

Малый режим.

Послеаварийный режим.

П/ст Б . Установлен трансформатор ТДЦН 63/110 , 115±9?1.78%/6.3.

Наибольший режим. Напряжение ответвления трансформаторов определяются по формуле .

Напряжение на шинах НН, приведённое к высокому .

Избираем наиблежайшее обычное напряжение ответвления

106.8 кВ

Фактическое напряжение на обмотках НН

Малый режим.

Послеаварийный режим.

В итоге расчёта точно, что на шинах п/ст Б не удаётся обеспечить нужные уровни напряжений.

П/ст А. установлен автотрансформатор АТДЦТН-125/220/110, 230/121±6?2%/6.6. Т. к. трансформатор обеспечивает регулирование напряжения лишь на шинах среднего напряжения, на стороне НН устанавливаем линейный регулировочный трансформатор, к примеру типа ЛТМН либо ЛТДН.

Результаты расчётов по выбору отпаек трансформаторов сводим в таблицу

П/ст

Режим

Напряжение до регулирования, кВт

Напряжение опосля регулирования, кВт

Напряжение, ответвление, кВт

Коэффициент трансформации

мак.

5.383

5.795

121-4?1.78%

0.056

мин.

5.892

5.594

121+3?1.78%

0.49

п.а.р.

3.577

4.26

121-9?1.78%

0.061

мак.

5.253

5.656

115-4?1.78%

0.058

мин.

5.968

5.665

115+3?1.78%

0.052

п.а.р.

3.786

4.507

115-9?1.78%

0.065

Устанавливаем линейный регулировочный трансформатор

7. Главные технико-экономические характеристики сети

Суммарные эксплуатационные Издержки были определены ранее И=

Определяем количество электронной энергии, приобретенной пользователями за год:

Себестоимость передачи электроэнергии

Литература

Правила устройства электроустановок. М.: Атомэнергоиздат, 2007.

Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Электронные станции, системы и сети”. Сост.: А.Н. Савельев, РЭТК, Ростов на дону-на-Дону, 2007.

Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под редакцией С.С. Рокотяна, И.М. Шапиро, М.: Энергоатомиздат, 2007.

]]>

Перейти и растаять в своей любимой социалке

Учебная работа. Проектирование электрических систем энергосистемы

Учебная работа. Проектирование электрических систем энергосистемы

Как? Вы еще не читали? Ну это зря...