Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кузбасский государственный технический университет

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

Курсовая работа

ПЕРЕДАЧА И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Выполнил:

ст-т гр. ЭП-092

Григорьев Е.Е.

Руководитель:

Савинкина О.А.

Кемерово 2012

Содержание.

	Исходные данные	4
1	Выбор вариантов распределительной сети	5
1.1	Выбор вариантов схемы соединений	5
1.2	Выбор номинальных напряжений	9
1.2.1	Расчет номинальных напряжений для участков разомкнутой сети	9
1.2.2	Расчет номинальных напряжений для участков замкнутой сети	11
1.3	Выбор сечения проводов	12
1.3.1	Разомкнутая сеть	12
1.3.2	Замкнутая сеть	15
1.4	Проверка сечений проводов по техническим ограничениям	18
1.4.1	Разомкнутая сеть	18
1.4.2	Замкнутая сеть	19
1.5	Определение сопротивлений и проводимостей ВЛ	22
1.5.1	Разомкнутая сеть	22
1.5.2	Замкнутая сеть	23
1.6	Приближенное определение потерь напряжения	23
1.6.1	Разомкнутая сеть	23
1.6.2	Замкнутая сеть	24
1.7	Выбор трансформаторов на подстанциях	25
1.7.1	Разомкнутая сеть	26
1.7.2	Замкнутая сеть	30
1.8	Определение сопротивлений и проводимостей трансформаторов	31
1.9	Приближенный расчет активной и реактивной мощностей	34
1.9.1	Разомкнутая сеть	34
1.9.2	Замкнутая сеть	35
1.10	Составление балансов активной и реактивной мощностей	36
1.10.1	Разомкнутая сеть	36
1.10.2	Замкнутая сеть	37
2	Технико-экономическое сравнение вариантов сети	38
2.1	Составление полных схем электрических соединений	38
2.1.1	Схема разомкнутой сети	38
2.1.2	Схема замкнутой сети	41
2.2.	Определение экономических показателей и выбор целесообразного варианта	42
3.	Точный электрический расчет выбранного варианта	47
3.1	Составление схемы замещения	47
3.2	Расчет потокораспределения в сети без учета потерь мощности	48
3.3	Расчет потокораспределения в сети с учетом потерь мощности	53
3.4	Определение падений напряжения на головном участке сети и напряжения на шинах узловой подстанции	57
3.5	Выбор ответвлений и расчет действительных напряжений на шинах узловой подстанции	58
3.6	Определение потерь напряжения и напряжения в узлах распределительной сети	62
3.7	Выбор ответвлений на трансформаторах и расчет действительных напряжений на шинах подстанций	64
4	Определение обобщенных показателей сети	68
	Список литературы	70

Исходные данные

Характеристики нагрузок

Нагрузка	1(Г)	2(Р)	3(И)	4(Е)
Х, см	6,50	3,0	6,0	10,0
Y,см	1,00	3,0	5,0	2,5
Рм , МВт	50	20	26	8,0
Тм , ч	4000	300	7900	4700
cos φ	0,79	0,79	0,82	0,76
Kк , %	100	30	65	40

Характеристики системы и режима

Системы	РЭС(Е)
Х, см	0,0
Y,см	7,0
Umax рэс,%	108
Umin рэс,%	104
cos φрэс	0,91
Рмин ,%	52
Масштаб, км/см	15

1. Выбор вариантов распределительной сети

1.1.Выбор вариантов схемы соединений сети

Для расчета длин линий, в соответствии с заданными координатами нагрузок, выполняем схему размещения и соединения нагрузок в масштабе 15 км/см. Схема расположения источника питания и нагрузок приведена на рис.1.1.

Рис.1.1. Схема расположения источника питания РЭС и нагрузок 1,2,3 и 4.

Расстояния указаны в см.

а) Разомкнутая сеть

Рис.1.2.

Рис.1.3.

Рис.1.4.

_Рис.1.5.

_Рис.1.6.

Суммарные длины линий:

где -длина участка двухцепной ВЛ.

1)

2)

3)

4)

5)

По наименьшей длине линий выбираем вариант 1(т.е. рис.1.2.)

б) Замкнутая сеть

Рис.1.7.

Рис.1.8.

Рис.1.9.

Рис.1.10.

Рис.1.11.

Суммарные длины линий:

где -длина участка двухцепной ВЛ, - длина участка одноцепной ВЛ.

1)

2)

3)

4)

5)

По наименьшей длине линий выбираем вариант 1(т.е. рис.1.7.)

1.2 Выбор номинальных напряжений сети

1.2.1 Расчет номинальных напряжений для участков разомкнутой системы

Рассчитываю потоки активной мощности на участках сети без учета потерь. Применяю первый закон Кирхгофа.

Р_1-4=Р₄=8 МВт,

Р_3-1=Р_1-4+Р₁=8+50=58 МВт,

Р_2-3=Р_3-1+P₃=58+26=84 МВт,

Р_РЭС-2=Р_2-3+Р₂=84+20=104 МВт.

Полученный результат на схеме рис.1.12.

Рис.1.12. Схема распределения потоков активной мощности для приближенного расчета номинальных напряжений участков сети

По формуле Илларионова находим расчетные напряжения для каждого участка сети:

,

где длина участка, км; поток активной мощности на данном участке, МВт.

Расчет показывает, что в данном варианте сети будут присутствовать два уровня напряжения U_H=110 кВ для участка 1-4 и U_H=220 кВ для участков 3-1, 2-3,РЭС-2.

1.2.2. Расчет номинальных напряжений для участков замкнутой системы

Представляю замкнутую сеть в развернутом виде на рис.1.13. Один источник питания искусственно представляю в виде двух РЭС и РЭС^' .

Рис.1.13. Замкнутая(кольцевая)сеть в развернутом виде.

Для нахождения предварительного приближенного потокораспределения на головных участках сети применяю метод рычага мощностей. На данном этапе расчеты выполняются приблизительные без учета потерь мощности на участках. Так как сеть выполнена на ВЛ и на одном напряжении (кольцевая), считаю возможным сделать допущение, что данная сеть является однородной. Поэтому в формулы для расчета потокораспределния, подставляю длины участков в км.

,

где -мощность нагрузки в узле, МВт; -сумма длин участков сети между данным (i-ым узлом) и вторым источником питания, км; -сумма длин всех участков между источниками РЭС и РЭС^', км.

.

Выполняю проверку, так как должно выполняться равенство между суммой потоков активной мощности на обоих головных участках и суммой активных нагрузок всех узлов:

Р_РЭС-2+Р_РЭС'-3=Р₂+ Р₃+ Р₄+ Р₁

58,112+45,888=20+26+8+50

104 МВт=104 МВт

Проверка показала, что расчет выполнен без ошибок.

Напряжение для замкнутой кольцевой схемы рассчитываю по участку с наибольшей длиной, и по которой протекает наибольшая мощность. Таким участком является РЭС^'-3.

По формуле Илларионова:

Выбираю напряжение U_H=220 кВ.

Рассчитываю потоки мощностей, протекающие по остальным участкам. Применяю первый закон Кирхгофа.

P_4-3=P_РЭС'-3-P₃=45,888,221-26=19,888 МВт,

P_1-4=P_4-3-P₄=19,888-8=11,888 МВт,

P_2-1=P_1-4-P₁= 11,888 -50=-38,112 МВт,

P_РЭС-2= P_2-1- P₂=-38,112-20=-58,112 МВт.

Знак минус в значении мощности на участке РЭС-2 указывает на то, что в узле 1 происходит раздел потоков мощностей от источников. Эта точка на схеме обозначена на рис.1.14. черным треугольником.

Рис.1.14. Схема замкнутой сети с потокоразделением активных мощностей на участках.