1

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Факультет	Електроенергетичний
Кафедра	Передача електричної енергії

Пояснювальна записка до дипломного проекту

бакалавр
(освітньо-кваліфікаційний рівень)
на тему	Проект розвитку та аналіз режимів електричної мережі 110 кВ
Херсонської області

Виконав студент			4	курсу, групи	Е-29Б
напряму підготовки 0507
Електротехніка та електротехнології
(шифр і назва напряму підготовки)
Молчанов А.С.
(підпис, прізвище та ініціали)
	Керівник	Черкашина В.В.
		(підпис, прізвище та ініціали)
	Рецензент
		(підпис, прізвище та ініціали)
	Нормоконтроль	Омеляненко Г.В.
		(підпис, прізвище та ініціали)

Харків 2013

РЕФЕРАТ

Ключевые слова: ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ 110 кВ, ВАРИАНТЫ РАЗВИТИЯ СЕТИ, АНАЛИЗ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ, РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ,КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА,ГРОЗОЗАЩИТА ПОДСТАНЦИИ, ГРОЗОЗАЩИТА ЛИНИИ, ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 110 кВ, ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕГО СРЕДЫ

Содержанием проекта является проектирование развития и анализ установившихся режимов электрической сети 110 кВ, включая разработку и технико-экономическое обоснование решений, определяющих развитие электрической сети и обеспечивающих при наименьших затратах снабжение потребителей електроенергией с выполнением технических ограничений по надежности электроснабжения и качеству электроэнергии.

Выполнены расчеты токов КЗ в спроектированной сети и установлены требования к отключающей способности коммутационной аппаратуры (релейной защиты).

Разработана защита тупиковой подстанции 110/10 кВ и воздушной линии от прямых ударов молнии и волн атмосферных перенапряжений, набегающих с линии.

Определены основные технико-экономические показатели электрической сети 110 кВ.

Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающего среды.

РЕФЕРАТ

Ключові слова: ЕЛЕКТРИЧНА МЕРЕЖА 110 кВ, ВАРІАНТИ РОЗВИТКУ МЕРЕЖІ, АНАЛІЗ СТАЛИХ РЕЖИМІВ, РЕГУЛЮВАННЯ НАПРУГИ,КОРОТКЕ ЗАМИКАННЯ, РЕЛЕЙНИЙ ЗАХИСТ,ГРОЗОЗАХИСТ ПІДСТАНЦІЇ, ГРОЗОЗАХИСТ ЛІНІЇ, ОСНОВНІ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ЕЛЕКТРИЧНОЇ МЕРЕЖІ 110 кВ, ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Змістом проекту являється проектуванння розвитку та аналіз сталих режимів електричної мережі 110 кВ, що включае розробку та техніко-економічне обгрунтування рішень, визначаючих розвиток електричної мережі та забезпечуючих при найменших витратах постачання споживачів електроенергіею з виконанням технічних обмежувань по надійності електропостачання та якості електроенергії.

Виконані розрахунки струмів КЗ у спроектованій мережі й установлені вимоги до здатності, що відключає, комутаційної апаратури (релейного захисту).

Розроблен захист тупикової підстанції 110/10 кВ і повітряної лінії від прямих ударів блискавки і хвиль атмосферних перенапруг, що набігають з лінії.

Визначені основні техніко-економічні показники електричної мережі 110 кВ.

Розглянуті питання охорони праці та навколишнього середовища.

ЗМІСТ

Перелік позначень та скорочень 6

Вступ 7

1. Проектування розвитку і аналіз сталих режимів роботи електричної

мережі 110 кВ 9

1.1 Вихідні дані для розробки проекту розвитку електричної мережі 9

1.2. Техніко-економічні розрахунки по вибору остаточного варіанту

розвитку електричної мережі 110 кВ 10

1.3 Аналіз сталих режимів роботи остаточного варіанту розвитку

електричної мережі 16

1.4 Регулювання напруги в сталих режимах роботи остаточного варіанту

розвитку електричної мережі 26

1.5 Розрахунки показників надійності елементів електричної мережі 31

1.6 Визначення доцільності відключення одного із двох трансформаторів ПС № 1 та № 2 у режимах зниження річного навантаження 33

2. Розрахунки струмів короткого замикання і релейного захисту мережі

110 кВ 38

2.1 Розрахунки симетричних і несиметричних коротких замикань 38

2.1.1Вибір розрахункових умов 38

2.1.2 Розрахунки стаціонарних режимів, що передуються коротким замиканням 39

2.1.3 Розрахунки струмів симетричних і несиметричних коротких

замикань 47

2.1.4 Дослідження впливу режиму нейтралі 67

2.2 Розрахунки релейного захисту 67

2.2.1 Вимоги до виконання захистів 68

2.2.2 Вибір захистів 69

2.2.3 Розрахунки захистів 70

2.2.3.1 Струмове відсічення лінії з однобічним живленням 70

2.2.3.2 МСЗ трансформатора 73

2.2.3.3 Захист трансформаторів від перевантаження 77

3 Захист ліній та підстанцій 110/10 кВ від прямих ударів блискавки і хвиль, що набігають з лінії 80

3.1 Грозозахист повітряних ліній 80

3.1.1 Вибір опор 80

3.1.2 Вибір ізоляторів у гірлянді 83

3.1.3 Пристрій заземлення опор. Вибір грозозахисних тросів 84

3.1.4 Визначення числа відключень лінії в результаті атмосферних перенапруг 86

3.2 Захист ВРЗ підстанції від ПУБ 90

3.3 Заземлюючий пристрій підстанції 94

3.4 Захист устаткування підстанції, від хвиль, що набігають із повітряніх ліній, атмосферних перенапруг 97

3.5 Оцінка очікуваного числа років безвідмовного (по грозі) електропостачання за заданою схемою й рекомендації з виконання грозозахисту повітряної лінії і підстанції 101

3.5.1 Модель структури мережі для оцінки очікуваного числа років безвідмовного електропостачання споживачів Н3, Н6 102

4 Економічна частина 106

4.1 Коротка характеристика інвестиційного проекту 108

4.2 Кошторисна вартість спорудження електромережевих об’єктів 117

5 Охорона праці і навколишнього середовища 117

5.1 Загальні питання охорони праці і навколишнього середовища 117

5.2 Вилучення земель під об’єкти електроенергетики 118

5.3 Визначення характеристик електробезпеки 120

Висновки 123

Список джерел інформації 125

ПЕРЕЛІК ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ

АВР – автоматичне включення резерву;

АПВ – автоматичне повторне включення;

ВН – вища напруга;

ВР – вентильний розрядник;

ВРП – відкритий розподільчий пристрій;

ЕМП – електромагнітне поле;

ЕОМ – електронно-обчислювальна машина;

ЕРС – електрорушійна сила;

ЕС – електрична система;

ЗРП – закритий розподільчий пристрій;

КП – компенсаційний пристрій;

ЛЕП – лінія електропередачі;

НВН – надвисока напруга;

НН – нижча напруга;

ОПН – обмежувач перенапруги нелінійний;

ПБЗ – переключення без збудження;

ПЛ – повітряна лінія;

ПЛЕП – повітряна лінія електропередачі;

ПС – підстанція;

ПУБ – прямий удар блискавки;

ПУЕ – правила улаштування електроустановок;

РПН – регулювання під навантаженням;

СН – середня напруга.

ВСТУП

Науково – технічний прогрес, економічний і соціальний розвиток будь-якої країни світу неможливі без потужної електроенергетики – одної з базових галузей господарства електроенергії, що охоплює виробництво, її передачу, розподіл і споживання.

Сучасна електроенергетика йде по шляху створення потужних електричних систем, що мають великі техніко-економічними перевагами. Так, зі збільшенням потужності електричних систем з'являється можливість спорудження великих електростанцій з більш економічними агрегатами, підвищується надійність електропостачання споживачів, більш повно й раціонально використовується устаткування.

Формування електричних систем здійснюється за допомогою електричних мереж, що виконують функції передачі електроенергії й електропостачання споживачів. З урахуванням цього й ведеться їхнє проектування.

Завдання проектування електричних систем і мереж полягає в розробці й техніко-економічному обґрунтуванні рішень, що визначають розвиток електричних систем і мереж, забезпечують при найменших витратах постачання споживачів енергією при виконанні технічних обмежень по надійності електропостачання і якості електроенергії з урахуванням економічних і соціальних вимог [1].

Рішення зазначеного завдання, з урахуванням ряду спрощень, властивих навчальним кваліфікаційним вузівським роботам, присвячена розробка, що приводиться далі, проекту електричної мережі 110 кВ.

У даній роботі вирішується завдання проектування розвитку і аналізу усталених режимів роботи електричної мережі 110кВ для заданого розташування вузлів навантажень та джерел живлення. Проводяться розрахунки усталених режимів з метою визначення потокорозподілу, втрат потужності і рівнів напруги для умов максимуму і мінімуму електричних навантажень, а також для характерного післяаварійного режиму при відключенні найбільш завантаженої лінії.

Проводяться розрахунки аварійних режимів при симетричних і несиметричних коротких замиканнях, вибір релейного захисту елементів електричної мережі.

Розглянуті питання захисту устаткування і території підстанції від прямих ударів блискавки, визначення очікуваного числа відключення повітряної лінії по грозі, вибору і розрахунку заземлюючого пристрою підстанції з метою забезпечення допустимої напруги дотику, питання захисту підстанції від хвиль атмосферних перенапружень, що набігають з повітряних ліній. Дана оцінка очікуваного числа років безвідмовного по грозі електропостачання по заданій схемі і розроблені рекомендації по виконанню грозозахисту повітряних ліній і підстанцій.

Проводиться розрахунок основних техніко-економічних показникыв електричної мережі 110 кВ.

Розглянуті питання охорони праці та навколишнього середовища. Розглядаються питання впливу електромережевих об'єктів на навколишнє середовище і заходи щодо захисту навколишнього середовища, охорони праці і електробезпеки обслуговуючого персоналу.