МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Филиал государственного образовательного учреждения
Высшего профессионального образования
«Московский энергетический институт (технический университет)»
г. Волжский
Кафедра энергообеспечение предприятий
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
по курсовому проектированию
по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»
для студентов очной формы обучения по специальности
140200 - Электроэнергетические системы и сети.
Г. Волгоград
2010г.
1. Состав проекта
Курсовой проект по дисциплине "Электроэнергетические системы и сети" выполняется на четвёртом курсе в восьмом семестре в соответствии с учебным планом и включает в себя пояснительную записку и два чертежа формат А2.
С целью конкретизации условий проектирования, месторасположения сооружаемых районных трансформаторных подстанций взяты для территории Волгоградской области. Источник питания (расположен в г. Волгограде) – подстанция «Волга» на напряжение 220 / 110 / 35 кВ с установленной мощностью автотрансформаторов ( 125 МВА) с двойной системой шин и воздушными выключателями на стороне 220 кВ.
Пример карты территории области с районами, ее масштаб, наибольшие нагрузки потребителей районов в пунктах питания А, Б, В, Г, Д приведены на рисунке 1.
Варианты для расчета курсового проекта приведены в таблице 1, где заданы изменяющие нагрузки потребителей электроэнергии в зависимости от надежности электроснабжения, а расстояния от центра питания до районных центров приведены в таблице 2.
В проекте подлежат разработке следующие разделы:
На основании данных о наибольших нагрузках и наибольшей передаваемой мощности на одну цепь линии и предельных расстояниях передачи, выбрать номинальное напряжение электрической сети.
Выбрать мощность, тип трансформаторов подстанций и тип подстанций, способ присоединения их к ЛЭП.
Разработать наиболее технически целесообразные варианты схем электрических сетей и сделать выбор двух-трех вариантов для технико-экономических расчетов.
На основе технико-экономических расчетов выбрать наиболее экономически целесообразный вариант схемы электрических сетей.
Составить баланс активной и реактивной мощности для центра питания определить потери напряжения до всех подстанций в нормальном и аварийном режимах.
Выбрать соответствующие ответвления на трансформаторах для регулирования напряжения с помощью РПН под нагрузкой.
Определить количество обслуживающего персонала, его квалификацию.
Определить себестоимость передачи электроэнергии.
Рисунок 1 Место расположение подстанций
Таблица 1 Мощность, заданная в центрах А, Б, В, Г, Д
Заданные значения мощности, МВт |
№ |
||||
РА / сos ϕА |
РБ / сos ϕБ |
РВ / сos ϕВ |
РГ / сos ϕГ |
РД / сos ϕД |
варианта |
12,62 / 0,91 |
47,30 / 0,92 |
40,63 / 0,9 |
11,80 / 0,93 |
12,30 / 0,91 |
1 |
12,70 / 0,91 |
47,40 / 0,92 |
41,60 / 0,9 |
11,40 / 0,93 |
11,40 / 0,91 |
2 |
13,15 / 0,91 |
46,50 / 0,92 |
45,70 / 0,9 |
13,20 / 0,93 |
44,50 / 0,91 |
3 |
15,20 / 0,91 |
44,80 / 0,92 |
23,00 / 0,9 |
14,60 / 0,93 |
42,80 / 0,91 |
4 |
15,60 / 0,91 |
47,80 / 0,92 |
45,60 / 0,9 |
17,50 / 0,93 |
46,80 / 0,91 |
5 |
14,20 / 0,91 |
43,20 / 0,92 |
46,80 / 0,9 |
17,50 / 0,93 |
45,60 / 0,91 |
6 |
15,80 / 0,91 |
42,40 / 0,92 |
27,50 / 0,9 |
12,50 / 0,93 |
47,50 / 0,91 |
7 |
10,30 / 0,91 |
45,00 / 0,92 |
42,5 / 0,9 |
11,50 / 0,93 |
38,50 / 0,91 |
8 |
12,30 / 0,91 |
47,00 / 0,92 |
43,00 / 0,9 |
12,50 / 0,93 |
39,40 / 0,91 |
9 |
13,40 / 0,91 |
48,00 / 0,92 |
42,80 / 0,9 |
10,50 / 0,93 |
44,50 / 0,91 |
10 |
15,50 / 0,91 |
47,50 / 0,92 |
44,50 / 0,9 |
15,70 / 0,93 |
45,00 / 0,91 |
11 |
16,70 / 0,91 |
42,30 / 0,92 |
47,00 / 0,9 |
14,50 / 0,93 |
48,20 / 0,91 |
12 |
14,30 / 0,91 |
41,50 / 0,92 |
42,80 / 0,9 |
17,20 / 0,93 |
46,20 / 0,91 |
13 |
13,50 / 0,91 |
20,00 / 0,92 |
43,20 / 0,9 |
21,20 / 0,93 |
46,50 / 0,91 |
14 |
17,20 / 0,91 |
21,00 / 0,92 |
44,00 / 0,9 |
20,00 / 0,93 |
45,00 / 0,91 |
15 |
15,50 / 0,91 |
48,00 / 0,92 |
42,70 / 0,9 |
12,50 / 0,93 |
43,20 / 0,91 |
16 |
14,70 / 0,91 |
49,00 / 0,92 |
47,50 / 0,9 |
13,50 / 0,93 |
45,50 / 0,91 |
17 |
18,50 / 0,91 |
49,50 / 0,92 |
42,70 / 0,9 |
15,70 / 0,93 |
42,00 / 0,91 |
18 |
14,20 / 0,91 |
45,50 / 0,92 |
41,80 / 0,9 |
16,40 / 0,93 |
47,20 / 0,91 |
19 |
25,40 / 0,91 |
37,40 / 0,92 |
45,70 / 0,9 |
15,20 / 0,93 |
48,20 / 0,91 |
20 |
28,30 / 0,91 |
40,00 / 0,92 |
48,00 / 0,9 |
12,40 / 0,93 |
47,00 / 0,91 |
21 |
32,30 / 0,91 |
37,00 / 0,92 |
49,50 / 0,9 |
13,20 / 0,93 |
21,00 / 0,91 |
22 |
35,00 / 0,91 |
40,00 / 0,92 |
25,70 / 0,9 |
14,70 / 0,93 |
36,00 / 0,91 |
23 |
37,00 / 0,91 |
35,50 / 0,92 |
32,20 / 0,9 |
17,50 / 0,93 |
28,00 / 0,91 |
24 |
40,00 / 0,91 |
37,00 / 0,92 |
40,00 / 0,9 |
30,00 / 0,93 |
38,00 / 0,91 |
25 |
35,00 / 0,91 |
45,00 / 0,92 |
27,50 / 0,9 |
22,00 / 0,93 |
25,00 / 0,91 |
26 |
22,30 / 0,91 |
27,00 / 0,92 |
40,00 / 0,9 |
17,50 / 0,93 |
33,40 / 0,91 |
27 |
11,50 / 0,91 |
28,00 / 0,92 |
40,00 / 0,9 |
15,60 / 0,93 |
22,90 / 0,91 |
28 |
16,00 / 0,91 |
20,50 / 0,92 |
47,50 / 0,9 |
12,00 / 0,93 |
35,60 / 0,91 |
29 |
20,50 / 0,91 |
16,40 / 0,92 |
21,00 / 0,9 |
21,00 / 0,93 |
34,00 / 0,91 |
30 |
Таблица 2 Расстояние до районных центров от подстанции «Волга» и между ними, км
Вар. |
LA |
LБ |
LВ |
LГ |
LД |
L AБ |
L БВ |
L ВГ |
L ГД |
1 |
25 |
95 |
45 |
80 |
25 |
70 |
90 |
60 |
65 |
2 |
27 |
110 |
35 |
85 |
25 |
60 |
110 |
75 |
60 |
3 |
28 |
90 |
36 |
86 |
26 |
65 |
105 |
61 |
59 |
4 |
30 |
91 |
37 |
87 |
27 |
72 |
102 |
60 |
58 |
5 |
31 |
93 |
38 |
88 |
28 |
63 |
103 |
59 |
57 |
6 |
35 |
94 |
39 |
89 |
29 |
60 |
104 |
58 |
56 |
7 |
32 |
95 |
40 |
90 |
30 |
61 |
105 |
57 |
55 |
8 |
34 |
92 |
41 |
91 |
31 |
58 |
103 |
55 |
54 |
9 |
36 |
100 |
42 |
92 |
32 |
64 |
101 |
54 |
53 |
10 |
32 |
102 |
43 |
93 |
33 |
70 |
102 |
53 |
52 |
11 |
35 |
97 |
33 |
94 |
34 |
62 |
103 |
52 |
51 |
12 |
27 |
95 |
34 |
85 |
35 |
68 |
100 |
50 |
50 |
13 |
28 |
98 |
35 |
84 |
36 |
70 |
102 |
49 |
49 |
14 |
30 |
100 |
36 |
83 |
35 |
70 |
104 |
48 |
48 |
15 |
31 |
102 |
37 |
82 |
34 |
71 |
100 |
47 |
47 |
16 |
32 |
105 |
38 |
81 |
33 |
73 |
95 |
45 |
45 |
17 |
34 |
101 |
39 |
80 |
32 |
68 |
94 |
44 |
44 |
18 |
33 |
95 |
40 |
89 |
30 |
62 |
95 |
43 |
43 |
19 |
30 |
96 |
41 |
90 |
31 |
66 |
94 |
42 |
42 |
20 |
32 |
97 |
42 |
91 |
29 |
65 |
95 |
41 |
41 |
21 |
28 |
98 |
43 |
92 |
27 |
70 |
97 |
40 |
40 |
22 |
29 |
95 |
44 |
93 |
28 |
66 |
98 |
41 |
39 |
23 |
30 |
100 |
45 |
94 |
25 |
70 |
95 |
42 |
42 |
24 |
32 |
110 |
44 |
95 |
24 |
78 |
90 |
43 |
43 |
25 |
34 |
107 |
43 |
96 |
23 |
73 |
91 |
44 |
44 |
26 |
35 |
108 |
42 |
97 |
32 |
73 |
92 |
45 |
45 |
27 |
33 |
103 |
41 |
90 |
31 |
70 |
93 |
46 |
46 |
28 |
29 |
104 |
40 |
89 |
32 |
75 |
94 |
47 |
47 |
29 |
25 |
105 |
39 |
88 |
35 |
80 |
95 |
48 |
48 |
30 |
27 |
106 |
40 |
87 |
30 |
79 |
96 |
50 |
50 |
Таблица 3 Состав потребителей в пунктах питания и требования по надежности электроснабжения
Пункты |
Потребители I категории, % |
Потребители II категории, % |
Потребители III категории, % |
А |
50 |
20 |
30 |
Б |
30 |
30 |
40 |
В |
20 |
20 |
60 |
Г |
15 |
45 |
40 |
Д |
40 |
30 |
30 |
Таблица 4 Характеристика групп потребителей и их удельный вес в объеме потребления электроэнергии в пунктах питания.
Наименование потребителей |
Единица измерения |
Тариф с 01.03.97 г. |
% потребителей |
Население городское (включая НДС) то же сельское |
р./кВтч |
300 210 |
35,0 15,0 |
Промышленные и приравненные к ним потребители с присоединенной мощностью 750 кВА и выше за мощность за электроэнергию |
р./кВт р./кВтч |
72000 350 |
25,0 |
Прочие промышленные потребители |
р./кВтч |
480 |
15,0 |
Производственные нужды сельхозпотребителей |
р./кВтч |
175 |
10,0 |
Оптовые потребители – перепродавцы (город) |
р./кВтч |
200 |
35,0 |
Напряжение источника на подстанции «Волга» 220/ 110/35 кВ в г. Волгограде позволяет при максимальном режиме нагрузок Uмах = 1,1Uн,
а в минимальном Umin = –1,05Uн .
Стоимость потерь при холостом ходе трансформатора в расчетах для подстанции 110/10 кВ или 35/10 кВ принять в проекте Схх = 1,3 к./кВт⋅ч.
Стоимость потерянного кВт⋅часа при коротком замыкании для тех же подстанций принять в проекте Скз = 2,6 к. / кВт⋅ч.
Таблица 5 Удельный ущерб при перерывах в электроснабжении потребителей
-
№
Наименование потребителей
Относительное потребление, %
Средний удельный ущерб, р. / кВт⋅ч.
1
Промышленные потребители
30
6500
2
Коммунально - бытовые потребители и прочие
50
3360
3
Сельскохозяйственные потребители
20
37500
Таблица 6 Данные о пропускной способности линий 10 – 110 кВ,
необходимые для выбора напряжения
-
Номинальное напряжение ВЛ, кВ
Мощность нагрузки на одну цепь, МВт
Расстояние передачи или длина ВЛ, км
10
1 – 2
20 – 10
20
5 – 10
20 – 10
35
5 – 10
60 – 20
110
30 – 40 (25 – 50)
50 – 150
220
100 – 200
150 – 250
В таблице 6 приведены данные о допустимых передаваемых мощностях на одну цепь линии и о предельных расстояниях передачи, полученные на основании обобщения накопленного опыта проектирования электрических сетей и необходимые для выбора напряжения.
Для выбора сечения провода и величины пролета в зависимости от толщины стенки гололеда при максимальном напоре ветра до 15 м от поверхности земли исходим из требований ПУЭ и проектных решений при шиновом проектировании по таблица 7 и таблица 8.
Таблица 7 Наименьшие допустимые сечения проводов (токоведущей части)
-
Uн, кВ
Характеристика участка ВЛ
Провод А
Провод АС
Провод АЖ
Выше 1кВ
До 10 мм
240
35
120
На всех участках при гололёде 10-20мм
240
50
120
Больше 20мм
240
70
120
Таблица 8 Наибольшие допустимые промежуточные пролёты, м
-
Марка провода
Толщина стенки гололеда
до 10
до 15
до 20
АС-35/6,2
320
200
140
АС-50/8
360
240
160
АС-70/11
430
290
200
АС-95/16
525
400
300
АС-120/19
660
475
350
А-35
140
475
350
А-50
160
90
60
А-70
190
115
75
А-95
215
135
90
А-120
270
150
110
А-150
335
165
130
Для выбора конструктивных размеров воздушных линий необходимо пользоваться таблица 9
Напряжение ВЛ, кВ |
Расстояние между проводами, м |
Длина пролета l, м |
Высота опоры, м |
Допустимый габарит, м |
до 1 |
0,5 |
40 – 50 |
8 – 9 |
6 – 7 |
6 – 10 |
1 |
50 – 100 |
10 |
6 – 7 |
35 |
3 |
150 – 200 |
10 |
6 – 7 |
110 |
4 |
170 – 250 |
13 – 14 |
6 – 7 |
220 |
7 |
250 – 350 |
25 – 30 |
7 – 8 |