РЕФЕРАТ

Выполнено учебное проектирование сети для электроснабжения промышленного района.

Целью проектирования являлась разработка рациональной электропитающей сети, обеспечивающей надежность и экономичность электроснабжения потребителей и качество электроэнергии. Эта цель достигалась на основе принципов вариантного проектирования и оптимизации параметров воздушных линий электропередачи и трансформаторных подстанций: конфигурации и схемы сети, номинального напряжения, сечений проводов, числа и мощности трансформаторов.

Выбор наилучшего варианта из трех конкурентоспособных осуществлен согласно действующим методическим рекомендациям. Для признанной наилучшей радиально-магистральной сети 110 кВ выполнены: уточненный расчет основных электрических режимов, проверка достаточности регулировочного диапазона устройств РПН трансформаторов, уточнение баланса мощности и расстановки компенсирующих устройств, укрупненный расчет себестоимости передачи электроэнергии.

Ключевые слова: электропитающая сеть, надежность и экономичность электроснабжения, качество электроэнергии, вариантное проектирование, оптимизация параметров элементов сети, расчет режимных параметров, баланс мощности, компенсирующие устройства, себестоимость передачи электроэнергии.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на проектирование

Введение

. Расчет баланса мощности и расстановка компенсирующих устройств

. Составление вариантов конфигурации сети с анализом каждого варианта

.1 Порядок составления вариантов

.2 Электрические схемы подстанций

.3 Методика выбора конкурентоспособных вариантов

.4 Составление вариантов схемы сети и выбор конкурентоспособных

Предварительный расчет трех отобранных вариантов

.1 Вариант радиально-магистральной сети

.2 Вариант кольцевой сети

.3 Комбинированная сеть

Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей

.1 Вариант радиально-магистральной сети

.2 Вариант кольцевой сети

.3 Вариант комбинированной сети

Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор из них лучшего

.1 Вариант радиально-магистральной сети

.2 Вариант кольцевой сети

.3 Вариант комбинированной сети

Уточненный расчет электрических режимов выбранного варианта

.1 Определение зарядных мощностей ВЛ

.2 Определение расчетных нагрузок подстанций в режиме наибольших нагрузок

.3 Расчет режима наибольших нагрузок

.4 Уточненный расчет послеаварийного режима

Проверка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов

.1 Нормальный режим наибольших нагрузок

.2 Послеаварийные режимы

Уточнение баланса мощности и определение себестоимости передачи электроэнергии

.1 Уточнение баланса мощности

.2 Определение себестоимости передачи электроэнергии

Заключение

Список литературы

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Спроектировать сеть для электроснабжения 6 потребителей. Взаимное расположение потребителей и источника питания (районная понизительная подстанция) показано на рисунке.

Масштаб 1: 1000000

Сведения о потребителях
№	Р, МВт	Cos φ	Uн ном, кВ
1	22,2	0,73	10
2	24,5	0,63	10
3	23,1	0,72	10
4	10,8	0,62	10
5	14,8	0,56	10
6	18,4	0,58	10
Состав по категориям
№	I, %	II, %	III, %
1	0	10	90
2	25	35	40
3	20	20	60
4	10	25	65
5	20	30	50
6	0	20	80

Коэффициент мощности энергосистемы Cos φ_c = 0,9

Число часов использования максисмума: Т_ИМ = 6300

Считать, что РПП имеет неограниченную мощность, и что на ней имеются шины с напряжениями 35кВ, 110кВ и 220кВ. причем во всех режимах на них поддерживается напряжение, равное 1,01от номинального.

Выполнить следующие расчеты:

. Расчет баланса мощности и расстановка компенсирующих устройств.

. Составление вариантов конфигурации сети с анализом каждого варианта.

. Предварительный расчет трех отобранных вариантов.

. Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор из них лучшего.

. Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей.

. Уточненный расчет электрических режимов выбранного варианта.

. Проверка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов.

.Уточнение баланса мощности и определение себестоимости передачи эл. энергии.

В графической части представить:

. Рассматриваемые варианты конфигурации сети.

. Схему замещения сети.

. Однолинейную схему сети.

ВВЕДЕНИЕ

Электрической сетью называется совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. Основное назначение электрических сетей - это присоединение электроприемников и потребителей к источникам питания.

Распределительными называются сети, к которым непосредственно присоединяются электроприемники. Остальные сети следует относить к питающим.

Объектом проектирования являются питающие сети, служащие для электроснабжения промышленного района.

Проектирование является творческим процессом разработки проекта, реализация которого приведет к созданию нового технического объекта либо к развитию существующего. Проектирование является важнейшим видом инженерной деятельности, так как от качества проекта зависят технико-экономические показатели работы построенного по нему объекта. Курсовое проектирование электрической сети способствует подготовке будущих инженеров-электриков к этому виду деятельности, выработке умений и навыков творчества.

Расчеты рабочих режимов постоянно выполняются и в процессе эксплуатации электрической сети с целью установления соответствия токов в отдельных элементах и напряжений в узлах сети допустимым значениям и поддержания экономичности работы сети путем оптимизации параметров ее элементов и параметров ее рабочих режимов. Следовательно, курсовое проектирование способствует подготовке и к эксплуатационной деятельности.

1.Расчет баланса мощности и расстановка компенсирующих устройств

Определяем полную мощность S_i каждого потребителя

_i = Р_i / сosφ_i , (1.1)

где Р_i - заданная активная мощность i-го потребителя, МВт; сosφ_i - заданный коэффициент активной мощности:

₁ = 22,2 / 0,73 = 30,41 МВ·А.

Результаты расчетов для остальных потребителей помещаем в табл.1.

Прогнозируемые потери активной мощности в линиях электропередачи и трансформаторах потребителей ΔΡ_i принимаем равными 5% от потребляемой активной мощности [1]

ΔΡ_i = 0,05Ρ_i . (1.2)

ΔΡ₁ = 0,05 · 22,2 = 1,11 МВт.

Результаты расчетов для остальных потребителей помещаем в табл.1.

Находим реактивную мощность i-го потребителя

Q_i = Ρ_i tgφ_i = Ρ_i tg (arc cosφ_i ), (1.3)

где tgφ_i - коэффициент реактивной мощности:

Q₁ = 22,2 · tg(arc cos 0,73) = 22,2 · 0,936 = 20,78 Мвар.

Результаты для остальных потребителей помещены в табл.1.

Зарядную мощность линий, а также потери реактивной мощности в них не учитываем. Потери реактивной мощности в трансформаторах потребителей ΔQ_тр.i принимаем равными 6% от полной их мощности

ΔQ_тр.i = 0,06S_i : (1.4)

ΔQ _тр.1 = 0,06S₁ = 0,06·30,41 = 1,82 МВар.

Результаты остальных расчетов помещаем в табл.1.

Общую активную мощность всех потребителей в часы максимума или требуемую ими активную мощность, покрываемую энергосистемой (районной понизительной подстанции - РПП), определяем суммированием нагрузок потребителей и соответствующих потерь в сетях:

Ρ_Σ = Ρ_треб = Σ(Ρ_i + ΔΡ_i).

По данным табл. 1 получаем Ρ_треб = 119,50 МВт.

Общую требуемую реактивную мощность определяем суммированием соответствующих мощностей потребителей и потерь в трансформаторах

_Σ = Q_треб =Σ(Q_i +ΔQ_тр.i). (1.6)

По данным табл. 1 получаем Q_треб = 145,27 МВар.

Определяем располагаемую реактивную мощность энергосистемы

_расп = Ρ_Σ tgφ_c = Ρ_Σ tg(arc cosφ_c): (1.7)_расп = 119,50 ·tg (arс cos 0,9) = 57,88 МВар.

Располагаемая реактивная мощность меньше требуемой, следовательно, имеется дефицит реактивной мощности и необходима установка компенсирующих устройств (КУ) на стороне 10 кВ подстанций потребителей. При этом общая мощность КУ

_КУ =Q_деф = Q_треб - Q_расп = 145,27 - 57,88 = 87,39 Мвар.

Мощность КУ, устанавливаемых на i-й подстанции, определяем по выражению

_ку.i = Q_i + ΔQ_тр.i - (Ρ_i+ΔΡ_i)tg (arc cosφ_c): (1.8)

Q_ку.1 = 20,78 + 1.82 - (22,2 + 1,11) tg(arc cos 0,9) = 11,31 Мвар.

Результаты расчета для остальных подстанций помещаем в табл. 1.

Если требуемая мощность Q_ку.i превышает 10 МВар, то используют синхронные компенсаторы, а если не превышает, то применяют батареи статических конденсаторов.

По единичной мощности Q_ед компенсирующих устройств находим их количество, устанавливаемое у i-го потребителя:

_ку.i = Q_ку.i / Q_ед. (1.9)

У потребителей 1, 3 и 5 устанавливаем синхронные компенсаторы типа КС-10 000-10,5, номинальные параметры которых S_ном = 10 МВар, U_ном = 10,5 кВ, а у потребителей 2 и 6 - синхронные компенсаторы типа КС-16 000-11, имеющие S_ном = 16 Мвар и U_ном = 11 кВ.

Кроме того, в качестве недостающих КУ у этих потребителей, а также основных КУ у потребителя 4 применяем конденсаторные установки типа ККУ - 10 - 1 единичной мощностью 0,33 Мвар [2.

Количество таких КУ, устанавливаемых у потребителей

_ку.i = (Q_ку.i - Q_{кс. ном}) /Q _ед : (1.10)

Таблица 1 - Баланс активной и реактивной мощности

Потребитель	1	2	3	4	5	6	Итого
Si,МВ · А	30,41	38,89	32,08	17,42	26,43	31,72
Ρi, МВт	22,2	24,5	23,1	10,8	14,8	18,4	119,50
ΔΡi, МВт	1,11	1,23	1,16	0,54	0,74	0,92
Qi, МВар	20,78	30,20	22,27	13,67	21,90	25,84	145,27
ΔQтр.i, МВар	1,82	2,33	1,92	1,05	1,59	1,90
Qку, МВар	11,31	20,07	12,44	9,23	15,96	18,38	87,39
nку:
Qґi, Мвар	9,46	9,91	9,63	4,43	5,96	7,53	46,92

_ку.1 = (11,31 - 10) / 0,33 = 4шт.

Результаты выбора (расстановки компенсирующих устройств) приведены в табл.1.

Общая мощность компенсирующих устройств, устанавливаемых на подстанциях потребителей равна

_ку.Σ = 3 · 10 + 2 · 16 +78 · 0,33 = 87,74 МВар.

Определяем нескомпенсированную (потребляемую из энергосистемы) реактивную мощность i-го потребителя

_iґ= Q_i - Σ(n_ку.i Q_ед.i): (1.11)₁ґ = 20,78 - (1· 10 + 4·0,33) = 9,46 Мвар.

Результаты расчетов Q_iґ для остальных потребителей помещены в табл.1.

Проверим расчет баланса реактивной мощности. Для этого определяем новое значение требуемой потребителями от энергосистемы реактивной мощности и сравниваем его со значением располагаемой реактивной мощности:

Qґ_треб = ΣQ_iґ+ ΣQ_тр.i = 46,92 + 10,61 = 57,53 = Q_расп = 57,88 МВар.

Как видим, баланс реактивной мощности практически сошелся. Незначительное расхождение вызвано округлением количества конденсаторных установок до ближайшего целого числа. Следовательно, все расчеты, результаты которых приведены в табл. 1, сделаны правильно.