_{Белорусский национальный технический университет}

Энергетический факультет

Кафедра «Электрические системы »

Курсовой проект

по дисциплине

«Переходные процессы в электроэнергетических системах»

Тема проекта:

«Расчет и анализ статической и динамической устойчивости электроэнергетической системы»

Выполнил:

Шимкович Е.В. студент гр. 306110

Руководитель:

Волков А.А.

2014

Содержание

1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети 3

Для начала необходимо рассчитать потоки мощности в ветвях схемы и только после этого можно выбирать номинальное напряжение и сечение проводов. С другой стороны, для расчета потоков мощности требуется уже знания номинального напряжения и параметров линий. Для решения этой задачи мы прибегнем к следующим допущениям, перечисленным ниже. 4

ВН 23

СН 23

НН 23

Цель данной курсовой работы – разработка проекта электроснабжения промышленного района.

Электрическая сеть представляет собой совокупность воздушных линий электропередач, подстанций с установленными на них трансформаторами и распределительных устройств, расположенных на определённой территории. Она осуществляет передачу электрической энергии от электростанций к потребителям. Для того, чтобы осуществить передачу и распределение электроэнергии потребителям, электрическая сеть должна быть рассчитана на прохождение по ней соответствующих потоков мощности, Она должна обладать надёжностью, быть недорогой в эксплуатации и при строительстве, должна иметь достаточный срок службы. Для осуществления этих требований сеть должна быть предварительно рассчитана

Разработку проекта можно разбить на ряд типовых задач, которые будем выполнять в соответствии с методическими указаниями.

Из нескольких разработанных вариантов выберем один наиболее выгодный и произведем его подробный расчет с целью определения параметров режима работы спроектированной сети и обеспечения встречного режима регулирования на подстанциях.

В завершение проекта рассчитаем технико-экономические параметры сети, по которым можно будет судить об экономичности работы сети, а значит о правильности проделанной работы.

1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети

На первом этапе проектирования создается конфигурационная модель электрической сети. Принятая принципиальная схема сети закладывает основу для последующих инженерных решений и определяет, в конечном итоге, ее технические и экономические показатели. Поэтому правильному решению данной задачи и должно придаваться первостепенное значение.

Рекомендуется применять многоконтурные схемы с тремя и более питающими линиями. При двух питающих линиях их рекомендуется выполнять двухцепными [1]

Потребители I и II категорий должны получать электроэнергию от двух независимых источников питания для обеспечения требуемой надежности их электроснабжения.

В принятом масштабе на топологическую схему наносятся расстояния между узлами проектируемой сети, которые увеличиваются на 10-15% из-за вероятного отклонения трассы линии электропередачи от длины прямой линии [1]. По наброскам конфигураций сети найдем суммарные длины линий различных вариантов..

Таблица 1.1 Суммарная длинна для различных вариантов схемы.

Номер схемы	1	2	3	4
Длина,км	324	298.8	334,8	312

На данном этапе проектирования мы не можем уверенно судить о надежности того или иного варианта схемы, поэтому в качестве критерия сопоставления выбираем общую длину линий схемы [2]. По этому критерию выбираем схемы № 2 и № 4 для дальнейшего рассмотрения. Первый вариант принимаем так как он наиболее логичен с точки зрения разумного проектирования сети – в этой схеме три питающие линии от балансирующего узла и наиболее нагруженный узел 3,5 запитаны непосредственно от балансирующего узла, а значит остальная сеть не будет перегружена передаваемой к этим узлам мощностями. Схема №4 принята по тем же критериям ,что и первый вариант.

Рисунок 1.1 - Варианты конфигурации сети.

2. Приближённые расчёты потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети

Для начала необходимо рассчитать потоки мощности в ветвях схемы и только после этого можно выбирать номинальное напряжение и сечение проводов. С другой стороны, для расчета потоков мощности требуется уже знания номинального напряжения и параметров линий. Для решения этой задачи мы прибегнем к следующим допущениям, перечисленным ниже.

• Номинальные напряжения линий одинаковые.

• Сечения проводов линий одинаковые. Следовательно, их сопротивления пропорциональны их длинам. Проводимости линий не учитываются.

• Потери мощности в трансформаторах не учитываются. Следовательно, заданные нагрузки узлов можно подключить в узлы связи линий и трансформаторы в расчетах не учитывать.

При использовании для расчёта программ на ЭВМ принимаются следующие допущения:

1. Средневзвешенное удельное сопротивление линий принимается равным

, Ом/км; (2.1)

где R₀ – удельное активное сопротивление линии; X₀ – удельное индуктивное сопротивление линии. Тогда сопротивление линий найдём по формуле:

Z = (R₀ + jX₀)*L , (2.2)

где L - длина участка линии.

Номинальное напряжение электрической сети зададим заведомо завышенным, чтобы потери мощности и потери напряжения в ветвях существенно не искажали приближенное потокораспределение U=750кВ.

По формуле 2.2 найдем сопротивления линий для расчета приблеженного потокораспределения.

Таблица 2.1 – Результаты расчет длин линий для 1-ого варианта схемы

№ ветви	Номер узла начала	Номер узла конца	Длинна линии, км	R, Ом	X,Ом
1-2	1	2	32,4	6,48	12,96
1-3	1	3	54	10,8	21,6
1-5	1	5	36	7,2	14,4
2-7	2	7	34,8	6,96	13,92
3-4	3	4	33,6	6,72	13,44
3-5	3	5	32,4	6,48	12,96
4-7	4	7	37,2	7,44	14,88
5-6	5	6	38,4	7,68	15,36

Таблица 2.2 – Результаты расчет длин линий для 2-ого варианта схемы

№ ветви	Номер начала	Номер конца	Длинна линии,км	R, Ом	X,Ом
1-2	1	2	32,4	6,48	12,96
1-4	1	4	81,6	16,32	32,64
1-5	1	5	36	7,2	14,4
2-7	2	7	34,8	6,96	13,92
3-4	3	4	33,6	6,72	13,44
3-5	3	5	32,4	6,48	12,96
3-6	3	6	24	4,8	9,6
4-7	4	7	37,2	7,44	14,88

Зная активную составляющую мощности, из треугольника мощностей находим реактивную составляющую(при этом учтем развитие схемы):

Q_i=P_i×tgj_i , (2.3)

где P_i- поток активной мощности на i-ом участке сети;

Q_i- поток реактивной мощности на i-ом участке сети.

cos j=0.9

tgj= = =0,484

Таблица 2.3. Исходная информация по узлам

№ узла	Мощность генерации			Мощность нагрузки													UНОМ, кВ
	,Рг, МВт	Qг, МВар	ВН				СН			НН			Суммарная нагр.
			Рн, МВт		Qн, МВар	Рн, МВт		Qн, МВар	Рн, МВт		Qн, МВар	Рн, МВт		Qн, МВар
1	балансирующий															750
2	---	---	12		3,81				24		11,6	36		15,41	750
3	---	---							30		14,5	30		14,5	750
4	---	---							40		19,36	40		19,36	750
5	---	---				23		11,1	50		24,2	73		35,3	750
6	---	---							9		4,35	9		4,35	750
7	120	58,1	---		---	---		---	---		---	---		---	750

Приближенный расчет потокораспределения произведен с помощью программы Regus и представлен в виде распечаток из неё.

Приближенный расчет потокораспределения для схемы №2

Таблица 2.4

Узел	Узел	ПОТОК В НАЧАЛЕ		ПОТОК В КОНЦЕ		I,		 ПОТЕРИ
начала	конца	Поток Р,	Поток Q,	Поток Р,	Поток Q,	кА		 Р,	 Q,
		МВт	Мвар	МВт	Мвар	Начала	конца	МВт	Мвар
1	2	14,63	8,634	-14,651	-8,721	0,012	0.012	0,003	0.005
1	3	-24,545	-11,704	24,538	11,658	0.018	0.018	0,011	0.022
1	5	-58,248	-28,078	58,219	27,916	0.044	0.044	0.042	0.083
2	7	50,632	24,05	-50,642	-25,12	0.038	0.038	0.03	0.061
3	4	29,266	14,487	-29,274	-14,814	0.022	0.022	0.01	0.02
3	5	-23,801	-11,67	23,798	11,36	0.018	0.018	0.006	0.013
4	7	69,276	33,867	-69,281	-34,123	0.052	0.052	0.061	0.123
5	6	-9,001	-4,352	8,997	4,125	0.007	0.007	0.001	0.002

Потоки активной мощности будем использовать при выборе номинального напряжения в следующем пункте.

.Таблица 2.5. Приближенный расчет потокораспределения для схемы №4

Узел	Узел	ПОТОК В НАЧАЛЕ		ПОТОК В КОНЦЕ		I,		 ПОТЕРИ
начала	конца	Поток Р,	Поток Q,	Поток Р,	Поток Q,	кА		 Р,	 Q,
		МВт	Мвар	МВт	Мвар	Начала	конца	МВт	Мвар
1	2	10.48	6.375	-10.56	-6.412	0.008	0.008	0.001	0.003
1	4	-10.053	-4.668	10.21	4.124	0.008	0.008	0.003	0.006
1	5	-68.174	-32.885	67.986	32.135	0.051	0.051	0.057	0.114
2	7	46.05	21.788	-46.752	-22.014	0,035	0.035	0.025	0.05
3	4	43.884	21.381	-44.073	-21.892	0,033	0.033	0.022	0.044
3	5	-4.883	-2.53	4.712	2.12	0.004	0.004	0	0.001
3	6	-9.001	-4.351	8.921	4.016	0.007	0.007	0.001	0.001
4	7	73.856	36.123	-74.069	-36.191	0.056	0.056	0.07	0.139

Потоки активной мощности будем использовать при выборе номинального напряжения в следующем пункте.