Проектирование электрической сети

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский  Томский политехнический университет

 

 

 

Энергетический институт

Кафедра: ЭСС

 

 

 

 

 

 

 

Проектирование и расчет электрической  сети 110-220кВ

(Пояснительная  записка к курсовому проекту по дисциплине «Электрические сети и системы»)  

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил                                                             _____________________________________________

студент гр.                                                        (Подпись)              (Дата)       (Фамилия И.О.)

 

Проверил                                                             _____________________________________________  

                                                                           (Подпись)              (Дата)       (Фамилия И.О.) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск – 2011

 

 

Содержание

 

Введение 3

1. Исходные данные…………………………………………………………………………………....................................4

2. Предварительные расчеты ..…5-23

2.1. Выбор вариантов схемы соединения  сети…………………………………………………...… …… 5

2.1.1Определение  длины ЛЭП………………………………………………………………………..…… ………5

      2.2.Определение мощности нагрузок подстанций……………………………….……  ……6

2.3. Определение потоков мощности 7-9

2.3.1. Радиальная схема 7

2.3.2. Кольцевая схема 8

3. Выбор номинальных напряжений  сети……………………………………………………………………9-11

3.1. Радиальная схема 9

3.2. Кольцевая схема 10

4. Выбор сечений проводов 11-15

4.1. Радиальная схема…………………………………………………………………   …   11

4.2. Кольцевая схема………………………………………………………………   ………13

5. Проверка сечений по техническим ограничениям 14-16

1.4.1. Радиальная схема……………………………………………………………………   14

1.4.2. Кольцевая схема………………………………………………………………………15

6. Определение  параметров ЛЭП……………………………………………………… ………..16

7. Выбор трансформаторов на подстанциях 17-18

8. Приближенный расчет потерь активной и реактивной мощностей 18-20

8.1. Радиальная схема………………………………………………………………   ……   18

8.2. Кольцевая схема…………………………………………………………………   …    19

9. Составление балансов активной и реактивной мощностей……  …… ………              20-21

9.1. Радиальная схема………………………………………………………………… …     20

9.2. Кольцевая схема………………………………………………………………… …      20

10. Составление полных схем электрических соединений.  21-22

10.1. Радиальная схема…………………………………………………………………  ……  21

10.2. Кольцевая схема……………………………………………………………………  ……22

11. Технико – экономическое сравнение вариантов сети 23-25

12. Точный электрический расчет выбранной сети (кольцевой) 26-27

Заключение 27

Перечень использованных источников 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения  электрической энергии, состоящая  из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории.

Рациональная  электроэнергетическая система, частью которой является электрическая  сеть, должна обеспечивать выполнение ряда условий, а именно: безопасности обслуживания и эксплуатации, надежности электроснабжения, качества электроэнергии по ГОСТ, экономичности, возможности частых перестроек технологического процесса, сведения к допустимым нормам или исключения вредного влияния на окружающую среду.

Основная  цель данной работы – спроектировать и рассчитать два варианта электрической сети 110-220кВ, отвечающей вышеперечисленным требованиям и предназначенной для обеспечения электрической энергии четырех подстанций, от которых запитаны потребители. Два рассматриваемых варианта сети: радиальная и замкнутая.

 Для того, чтобы проектируемые сети соответствовали требованиям потребуется решить комплекс вопросов как технического, так и экономического характера, а именно: выбрать сечения проводов ВЛЭП на различных участках схем, выбрать количество и мощности трансформаторов, выполнить необходимые проверки,  произвести приближенный расчет потерь активной и реактивной мощности, составить балансы активной и реактивной мощности, осуществить расчет затрат для каждого варианта сети.

Далее предстоит выбрать наиболее оптимальный вариант сети, то есть вариант с наименьшими затратами. Для рассматриваемого варианта электрической сети необходимо выполнить точный электрический расчет в максимальном режиме работы.

По  каждому пункту расчета необходимо провести детальный анализ и сделать  соответствующие выводы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные

Исходные  данные для типового проекта приведены  в методическом указании в виде пяти таблиц.

Конкретный  вариант выбираем по первым трем буквам фамилии и инициалам.

1.Параметры нагрузок подстанций 1-4 определяем из таблиц 1-4 методического указания. Представляем выбранные данные в виде таблицы 1.1:

Таблица 1.1. Параметры нагрузок подстанций

Вариант	Г	У	Л	И
	ПС1	ПС2	ПС3	ПС4
	6,5	4,0	5,0	8,0
	1,0	4,0	6,5	2,5
	50	21	25	8
	4000	2800	7800	5300
	0,79	0,77	0,84	0,80
	100	40	70	0

 

2.Параметры системы и режима определяем из таблицы 5 методического указания по первой букве отчества  - С. Представляем выбранные данные для системы и режима  в виде таблицы 1.2:

Таблица 1.2. Параметры системы и режима

Вариант	С
	11
	8,0
	111
	102
	0,90
	45
Масштаб,	20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Предварительные  расчеты

2.1. Выбор вариантов схемы соединения  сети

Изобразим расположение всех подстанций и РЭС на координатной плоскости (рисунок 1).

Рисунок 1. Расположение на координатной плоскости РЭС и подстанций

 

Из нескольких вариантов схем соединения сети рассмотрим два следующих: радиальную схему  соединения сети (рисунок 2) и замкнутую  схему соединения сети (рисунок 3).

2.2.1. Определение длины ЛЭП

Определим длины ВЛЭП  для радиальной сети по формуле

 

где - длина линии на схеме, см., - масштаб

Для линии 02

 

Для остальных линий расчеты  проводим аналогично, и результат  расчетов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Длины линий для радиальной сети

№ линии	Длина линии, км.
02	100
23	54
24	86
21	78

 

 

Для кольцевой  сети расчеты длин линий проводим так же, как и для радиальной , и результат расчетов сводим в  таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Длины линий для кольцевой  сети

№ линии	Длина линии, км.
02	100
23	54
43	100
14	42
21	78

 

2. Определение мощности нагрузок подстанций

Рассчитываем полные мощности нагрузок подстанций

 

 

 

Для первой подстанции

 

 

 

Для остальных подстанций расчет проводим аналогично, и результаты расчета сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. Полные мощности нагрузок подстанций.

ПС	, МВА	S, МВА
ПС 1	63,29
ПС 2	27,27
ПС 3	29,73
ПС 4	10

 

3. Определение потоков мощности

Произведем  предварительный расчет потоков  мощности. Для данного расчета  необходимо принять, что сеть однородная, то есть  .

2.3.1. Радиальная схема

Рис.3. Направление потоков мощности в радиальной сети

Для данной схемы соединения сети, представленной на рисунке 3, потоки мощности участков схемы равны полным мощностям нагрузок подстанций:

 

 

 

Поток мощности, идущий от РЭС равен  сумме полных мощностей нагрузок:

 

Численно 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2 Кольцевая схема

Определим , , , , для замкнутой сети. Для расчета применим искусственный прием, связанный с мысленным разрезанием кольца по узловой подстанции (рисунок 4).

 

Рисунок 4. Развернутая  схема кольцевой сети

Уравнения для расчета потока мощности на “головных” участках сети , составляем по «правилу моментов», используя схему, представленную на рисунке. Уравнения включают в себя сопротивления линий сети, значения которых пока неизвестны, поэтому вместо сопротивлений используем длины линий. 

Уравнение для расчета потока мощности на головном участке ЛЭП-23 примет вид:

 

Численно 

 

Аналогично составляем уравнение для расчёта потока мощности на головном участке ЛЭП-21:

 

Численно 

 

Проверка: сумма потоков мощностей головных участков, должна быть равна сумме нагрузок подстанций (без узловой):

 

 

 

Проверка выполнилась.

Потоки мощности на внутренних участках схемы находим  по 1-му Закону  Кирхгофа:

 

Так как поток  получился с отрицательным знаком, то меняем направление потока на противоположное.

 

Так как поток  получился с отрицательным знаком, то меняем направление потока на противоположное.

_{Проверка:}

 

Условие равенства выполняется.

Можно сделать  вывод о том, что предполагаемая точка потокораздела находится  на ПС3.

3. Выбор номинальных напряжений сети

Номинальное напряжение – это базисное напряжение из стандартизированного ряда напряжений, определяющих уровень изоляции сети и электрооборудования.

Номинальные напряжения сети выбираются в зависимости от передаваемой мощности и дальности передачи.