Учебная работа. Проектирование электрической сети для электроснабжения промышленного района

Учебная работа. Проектирование электрической сети для электроснабжения промышленного района

2

Содержание

Ведение

1. Предварительное распределение мощностей в линиях вариант №1

2. Выбор номинального напряжения сети вариант №1

3. Выбор сечений проводов вариант №1

4. Предварительное распределение мощностей в линиях вариант №2

5. Выбор номинального напряжения сети вариант №2

6. Выбор сечений проводов вариант №2

7. Проверка избранных сечений по допустимой токовой перегрузке

8. Выбор силовых трансформаторов

9. Выбор схем подстанций

10. Технико-экономический расчет

Заключение

Перечень применяемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

Основой технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства является опережающее развитие электроэнергетики. В общем виде электронная система состоит из генераторов, распределительных устройств, подстанций, линий электропередач и потребителей электронной энергии.

Хоть какой элемент сложной и развивающейся электронной системы должен удовлетворять значительному количеству производственных требование и эксплуатационных норм. При всем этом должны сразу обеспечиваться экономические и экологические условия. В качестве локальных критериев при проектировании, монтаже и эксплуатации хоть какого элемента электронных систем могут употребляться такие характеристики, как

— минимум приведенных издержек;

— наибольшая производительность;

— свойство электроэнергии;

— надежность функционирования;

— минимум расхода цветного сплава;

— минимум утрат электроэнергии;

— унификация используемого оборудования.

Вариант схемы сети №1. (два треугольника) 1-ый участок сети.

1. Предварительное распределение мощностей в линиях

А А

82МВт 62 МВт

Определим мощности на головных участках сети

На участке А-1

На участке А-3

На участке 1-3

Точка потокораздела находиться в узле 1.

Проверка

2-ой участок сети.

В В

58МВт 72 МВт

Определим мощности на головных участках сети

На участке В-2

На участке В-4

мощность сеть провод трансформатор

На участке 4-2

Точка потокораздела находиться в узле 4.

Проверка

2. Выбор номинального напряжения сети

Где мощность нагрузок не превосходит 60 МВт и длину линий 250 км воспользуемся формулой Стилла , в других вариантах воспользуемся формулой Илларионова

На участке А-1

На участке 1-3

На участке А-3

На участке В-2

На участке 2-4

На участке В-4

Выберем напряжение всей сети 110 кВ.

3. Выбор сечений проводов

По экономической плотности тока.

Определим расчетный ток протекающий по участкам сети и сечение провода по формулам, выберем обычные сечения проводов и сведем их в таблицу №1.

Где cos=0,9 согласно задания, jЭ=1,0 А/мм2 (для дюралевых проводов при Тм=7000), U=110кВ

к примеру для участка А-1

На участках цепи где сечение превосходит 240 мм2 избираем двухцепные полосы. Для напряжения сети 110 кВ меньшее сечение 70 мм2, потому для участков линий 4-2 и 1-3 примем провода хлопот АС-70/11.

Выберем сталеалюминиевые провода.

Таблица №1

Участок

А-1

1-3

А-3

В-2

4-2

В-4

IP, А

444

34,16

395,7

383,7

45,5

374,4

FР, мм2

444

34,16

395,7

383,7

45,5

374,4

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-240/32

АС-70/11

АС-240/32

Вариант схемы сети №2. 1-ый участок сети.

4. Предварительное распределение мощностей в линиях.

А В

62МВт 72 МВт

Определим мощности на головных участках сети

На участке А-3

На участке В-4

На участке 3-4

Точка потокораздела находиться в узле 4.

Проверка

А 1

82 Мвт

На участке А-1 PА-1=Р1=82МВт

Линию А-1 принимаем двухцепной.

Мощность на каждой полосы равна

В 2

58 Мвт

На участке В-2 PВ-2=Р2=58МВт

Линию В-2 принимаем двухцепной.

Мощность на каждой полосы равна

5. Выбор номинального напряжения сети

Где мощность нагрузок не превосходит 60 МВт и длину линий 250 км воспользуемся формулой Стилла , в других вариантах воспользуемся формулой Илларионова

На участке А-1

На участке 4-3

На участке А-3

На участке В-2

На участке В-4

Выберем напряжение всей сети 110 кВ.

6. Выбор сечений проводов

По экономической плотности тока.

Определим расчетный ток протекающий по участкам сети и сечение провода по формулам, выберем обычные сечения проводов и сведем их в таблицу №1.

Для напряжения сети 110 кВ меньшее сечение 70 мм2, потому для участка полосы 4-3 примем провода хлопот АС-70/11.

Таблица №1

Участок

А-1

3-4

А-3

В-2

В-4

IP, А

239

33,53

395,1

169,1

386,3

FР, мм2

239

33,53

395,1

169,1

386,3

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-185/24

2хАС-240/32

7.Произведем проверку выбранных сечений по условиям короны

Для напряжения сети 110 кВ меньшее сечение 70 мм2, потому для участка полосы 3-2 примем провода хлопот АС-70/11.

Проверка избранных сечений по допустимой токовой перегрузке.

Проверку будем производить исходя из расчетных токов аварийных режимов:

— отключение 1-го из самых нагруженных головных участков для одноцепных линий;

— отключение одной цепи головного участка для двухцепной полосы.

Продолжительно допустимые токи для участков цепи варианта №1 сведем в таблицу №3

Участок

А-1

1-3

А-3

В-2

4-2

В-4

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-240/32

АС-70/11

АС-240/32

Продолжительно допустимый ток, IД, А

605х2

265

605х2

605х2

265

605

Режим №1 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка А-1

А А

82МВт 62 МВт

На участке А- 1 ток составит

Режим №2 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка А-3

На участке А- 3 ток составит

Режим №3 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка В-3

2-ой участок сети.

В В

58МВт 72 МВт

На участке В-2 ток составит

Режим №4 Обрыв полосы В-4

На участке В-2 ток составит

Ток участка 2-4

Как следует принимаем провод марки АС-150/19,

Сведем в таблицу результаты проверки

Участок

А-1

1-3

А-3

В-2

4-2

В-4

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-240/32

АС-150/19

АС-240/32

Продолжительно допустимый ток, IД, А

605х2

265

605х2

605х2

475

605

Продолжительно допустимые токи для участков цепи варианта №2 сведем в таблицу №4

Участок

А-1

3-4

А-3

В-2

В-4

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-185/24

2хАС-240/32

Продолжительно допустимый ток, IД, А

605х2

265

605х2

510х2

605х2

Режим №1 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка А-1

На участке А-1 ток составит

Режим №2 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка А-3

На участке А- 3 ток составит

Режим №3 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка В-4

На участке В-4 ток составит

Режим №4 Обрыв одной цепи двухцепной полосы участка В-2

На участке В-2 ток составит

Сведем в таблицу результаты проверки

Участок

А-1

3-4

А-3

В-2

В-4

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-185/24

2хАС-240/32

Продолжительно допустимый ток, IД, А

605х2

265

605х2

510х2

605х2

8.Выбор силовых трансформаторов

В практике проектирования районных электронных сетей для нагрузок первой и 2-ой группы мощностью выше 10 МВт используют двухтрансформаторные подстанции. Мощность всякого трансформатора выбирается исходя из условия

где Sм — наибольшая перегрузка подстанции.

Результаты расчетов и избранные трансформаторы сведем в таблицу №5

Таблица №5

№ п/с

1

2

3

4

Sм, МВА

91,1

64,4

68,9

80

Sт, МВА

62,8

44,4

47,5

55,2

Тип СТ

ТРДЦН-63000/110/10

ТРДЦН-63000/110/10

ТРДЦН-63000/110/10

ТРДЦН-63000/110/10

Определим утраты энергии в трансформаторах.

Активные утраты

Реактивные утраты.

Для варианта 1 и 2

Тип трансформатора

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

РКЗ, кВт

260

260

260

260

P, кВт

82000

58000

62000

72000

uк, %

10,5

10,5

10,5

10,5

Утраты реактивные, МВАр

6,91

3,45

3,95

5,33

Утраты активные, МВт

0,271

0,136

0,155

0,209

Итого активные

0,771 МВт

Итого реактивные

19,64 МВАр

9. Выбор схем подстанций

При выбирании варианта схемы электронной сети нужно чтоб схема сети обеспечивала:

— требуемую надежность электроснабжения потребителей зависимо от группы;

— наибольший охват местности района;

— упругость;

— нормируемое свойство;

— оптимизацию уровней токов КЗ;

— соответствие требованиям охраны окружающей среды.

Осуществим выбор схем подстанций для варианта сети №1

Для п/с1, п/с2, п/с3 принимаем схему мостик с отделителями и доборной линией, присоединенной через два выключателя

Для п/с4 принимаем схему мостик с выключателем в перемычке

Осуществим выбор схем подстанций для варианта сети №2

Для п/с1, п/с2 принимаем схему ОРУ без выключателей для двухтрансформаторной тупиковой подстанции

Для п/с3, п/с4 принимаем схему мостик с отделителями и доборной линией, присоединенной через два выключателя

10. Технико-экономический расчет

Экономическим аспектом, по которому определяют наивыгоднейший вариант, является минимум приведенных издержек которые рассчитываются по формуле

,

где ЕН =0,15 нормативный коэффициент эффективности финансовложений, К — единовременные финансовложения, И — каждогодние эксплуатационные расходы.

К=Кл+Ктр+Кору+Кпост,

где Кл- финансовложения в линию, Ктр- финансовложения в трансформаторы, Кору-капиталовложение в распределительное устройство, Кпост- неизменная часть издержек.

Определим финансовложения и сведем их в таблицу №6 для обоих вариантов сети

Таблица №6

Наименование

Единица изм.

Стоимость ед.изм. в тыс.руб.

Вариант №1

Вариант №2

Кол-во

Сумма тыс.руб

Кол-во

Сумма тыс.руб

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

А-1

Км

1650

31,6

52140

—

—

1-3

Км

850

44,7

37995

—

—

3-А

Км

1650

31,6

52140

—

—

В-2

Км

1650

31,62

52173

—

—

2-4

Км

850

30

25500

—

—

4-В

Км

1650

36

59400

—

—

А-1

Км

1650

—

—

31,6

52140

А-3

Км

1650

—

—

31,6

52140

3-4

Км

850

—

—

42,4

36040

4-В

км

1650

—

—

36

59400

В-2

Км

1650

—

—

31,6

52140

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

279348

251860

ОРУ

ПС1

—

530/30000

1

30000

2

1060

ПС2

—

530/30000

1

30000

2

1060

ПС3

—

530/30000

1

30000

1

30000

ПС4

—

530/30000

1

30000

1

30000

Итого по ОРУ

120000

62120

Трансформаторы

ТРДЦН63000/110

Шт

9000

2

18000

2

18000

ТРДЦН63000/110

Шт

9000

2

18000

2

18000

ТРДЦН63000/110

Шт

9000

2

18000

2

18000

ТРДЦН63000/110

Шт

9000

2

18000

2

18000

Итого по трансформаторам

72000

72000

Неизменная часть издержек

ПС

—

9000

4

36000

2

18000

—

7000

0

2

14000

Итого по неизменной части издержек

36000

32000

ИТОГО финансовложений в сеть

507348

417980

Каждогодние эксплуатационные расходы.

И=ИА+ИЭ

где ИА — Полные годичные отчисления на амортизацию и сервис сети; ИЭ — стоимость потерянной за год электроэнергии.

Для варианта 1

И=7821,7+18048+437,7=26307,4 тыс. руб.

Для варианта 2

И=7052,1+12607,3+388,1=20047,5 тыс. руб.

Находим отчисления на амортизацию и сервис линий

Для варианта 1

Для варианта 2

Находим отчисления на амортизацию и сервис силового оборудования

Для варианта 1

Для варианта 2

Определим стоимость потерянной за год электроэнергии

Для варианта 1

Для варианта 2

Где t=8760 ч, — время наибольших утрат по графику рис.6,2 [3] для ТМ=7000ч и cos=0,9 составляет 5800 ч, З=1,2 коп/кВтч

— утраты мощности в полосы, — утраты мощности в трансформаторах,

— неизменные утраты энергии в п/с.

Определим утраты мощности в линиях и сведем их в таблицу

Реактивные утраты

Зарядные мощности линий

Для варианта 1

Наименование участка

А-1

1-3

3-А

В-2

2-4

4-В

Марка провода

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-240/32

АС-150/19

АС-240/32

Мощность в полосы

76140 кВт

5850 кВт

67860 кВт

65800 кВт

7800 кВт

64200 кВт

Длина полосы

31,6 км

44,7 км

31,6 км

31,62 км

30 км

36 км

Сопротивление погонное активное

0,121 Ом/км

0,429 Ом/км

0,121 Ом/км

0,121 Ом/км

0,199 Ом/км

0,121 Ом/км

Сопротивление полосы активное

1,91 Ом

19,176 Ом

1,91 Ом

1,91 Ом

5,97 Ом

4,356 Ом

Сопротивление погонное реактивное

0,401 Ом/км

0,441 Ом/км

0,401 Ом/км

0,401 Ом/км

0,415 Ом/км

0,401 Ом/км

Сопротивление полосы реактивное

6,33 Ом

19,7 Ом

6,33 Ом

6,33 Ом

12,45 Ом

14,43 Ом

Утраты активной мощности

1,129 МВт

0,067 МВт

0,897 МВт

0,843 МВт

0,037 МВт

1,832 МВт

Утраты реактивной мощности

0,505 МВАр

0,008 МВАр

0,93 МВАр

2,346 МВАр

0,174 МВАр

8,003 МВАр

10-6 b0,См/км

2,84

2,57

2,84

2,84

2,74

2,84

QC, МВАр

2,17

1,39

2,17

2,17

0,99

1,24

Суммарные утраты во всей сети

Для варианта 2

Наименование участка

А-1

А-3

3-4

В-4

В-2

Марка провода

2ХАС-240/32

2хАС-240/32

АС-70/11

2хАС-240/32

2хАС-185/24

Мощность в полосы

82000 кВт

67750 кВт

5750 кВт

66250 кВт

58000 кВт

Длина полосы

31,6 км

31,6 км

42,4 км

36 км

31,6 км

Сопротивление погонное активное

0,121 Ом/км

0,121 Ом/км

0,429 Ом/км

0,121 Ом/км

0,157 Ом/км

Сопротивление полосы активное

1,91 Ом

1,91 Ом

18,189 Ом

2,178 Ом

2,48 Ом

Сопротивление погонное реактивное

0,401 Ом/км

0,401 Ом/км

0,441 Ом/км

0,401 Ом/км

0,409 Ом/км

Сопротивление полосы реактивное

6,33 Ом

6,33 Ом

18,69 Ом

7,22 Ом

6,46 Ом

Утраты активной мощности

1,31 МВт

0,895МВт

0,061 МВт

0,975 МВт

0,851 МВт

Утраты реактивной мощности

4,34 МВАр

2,96 МВАр

0,06 МВАр

3,23 МВАр

2,21 МВАр

10-6 b0,См/км

2,84

2,84

2,57

2,84

2,78

QC, МВАр

2,17

2,17

1,32

2,47

2,17

Суммарные утраты во всей сети

Определим неизменные утраты

Для варианта 1 и 2

Тип трансформатора

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-63000/110

РХХ, кВт

59

59

59

59

Утраты, МВт

0,118

0,118

0,118

0,118

Итого

0,472 МВт

Минимум приведенных издержек составит

Для варианта 1

Для варианта 2

Исходя из расчетов примем вторую конфигурацию сети. З=19,2%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы произвели выбор сечения проводов их тип, уровень номинального напряжения, трансформаторов, схем соединений отрытого распределительного устройства, обусловили утраты и произвели технико-экономическое сопоставление 2-ух вариантотв выполнения сети.

Из рассмотренных вариантов электронной сети, при сопоставлении- минимума приведенных издержек, наибольшей производительности, надежности функционирования, минимума расхода цветного сплава, минимум утрат электроэнергии избрали вторую конфигурацию сети.

Перечень применяемой литературы

1. Электропитающие системы и электронные сети: Способ. Указ. /Самар. гос. техн. ун-т. филиал в г. Сызрани; сост. А.Г. Сорокин. Сызрань 2002

2. Справочник по проектированию электронных сетей/ Под ред. Д.Л. Файбисовича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.-352с.:ил.

3. Лыкин А.В. электронные системы и сети: Учеб. пособие.-М.: Институтская книжка; Логос, 2006.

]]>