Курсовой проект

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙТОМСКИЙПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение Электроэнергетики и электротехники

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Пояснительная записка к курсовому проекту

«Проектирование электрической сети 220/110 кВ»

Исполнитель:

^{студент группы} Милешкин А.А. 20.08.2022

Руководитель:

доцент ОЭЭ Н.П. Фикс

Томск – 2022

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

1

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1. Расположение потребителей и источника питания на координатной плоскости, масштаб 10 км/1 см.

2. Характеристики потребителей электроэнергии и источника питания

Дата выдачи задания Дата сдачи готового проекта _

Руководитель проекта Задание к выполнению принял

Студент группы (Подпись)

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

2

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Наименование

РЭС

Потребители

1

2

3

4

Активная мощность в режиме

максимальных нагрузок, МВт

80

17

25

10

Активная мощность в режиме

минимальных нагрузок, МВт

45

8,5

12,5

5

Коэффициент мощности

0,9

0,82

0,77

0,84

0,80

Т_М, час

3800

3000

7800

5300

К_{К ,} %

100

30

70

20

^UРЭС MAX^{, кВ}

246,4

^UРЭС MIN^{, кВ}

226,6

,,

Введение

В курсовом проекте «Проектирование электрической сети 220/110 кВ» решается задача проектирования сооружаемой электрической сети 220/110 кВ, питаемой от одного источника электрической энергии. В соответствии с заданием решается комплекс вопросов технического, технологического и экономического характера. Выполнение этого проекта необходимо для закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков проектирования и расчёта режимов электрических сетей.

Главная цель курсового проекта – выбор и обоснование по техническим и экономическим характеристикам электрической сети 110- 220 кВ, которые обязаны обеспечивать надежность и бесперебойную работу на потребителе.В данной работе необходимо провести расчет двух вариантов схем энергоснабжения радиальной и кольцевой; рассчитать и выбрать марку проводов для ВЛ, количество и марку трансформаторов на подстанциях и провести для них все необходимые проверки, просчитать технико- экономический расчет.

По результатам этих расчетов выбирается наиболее выгодная и надежная схема. Для нее производится расчет нескольких режимов.

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

3

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1. Разработка эскизов возможных вариантов конфигурации электрической сети.

   1. Исходные данные к выполнению курсового проекта и пояснения к ним

При проектировании новой электрической сети исходными данными, как правило, являются:

• взаимное расположение источников питания и пунктов потребления электрической энергии, в которых в будущем предполагается строительство понижающих ПС – Х иУ;

• значения активных мощностей на шинах низшего напряжения понижающих ПС в режиме максимальных нагрузок, соответствующие пятому году эксплуатации электрической сети – P_max, МВт;

• значения коэффициентов мощности нагрузки в режиме максимального потребления, условно принимаемые одинаковыми для любого момента времени в течение года – cosφ;

• значения активных мощностей на шинах низшего напряжения понижающих ПС в режиме минимальных нагрузок – P_min, МВт, либо суточные графики выдачи мощности источниками питания и нагрузок ПС для характерных зимних и летних суток, когда имеет место максимальное и минимальное в годовом разрезе потребление мощности;

• число часов использования максимальной нагрузки – T_max,час;

• динамика изменения нагрузки ПС по годам эксплуатации (на десятилетний период).

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Таблица 1 – Сводная таблица исходных данных по варианту

Наименование

РЭС

Потребители

1

2

3

4

Активная мощность в режиме

максимальных нагрузок, МВт

80

17

25

10

Активная мощность в режиме

минимальных нагрузок, МВт

45

8,5

12,5

5

Коэффициент мощности

0,9

0,82

0,77

0,84

0,80

Т_М, час

3800

3000

7800

5300

К_{К ,} %

100

30

70

20

^UРЭС MAX^{, кВ}

246,4

^UРЭС MIN^{, кВ}

226,6

1.2. Построение вариантов схемы электрической сети

Подпись и дата

При разработке возможных вариантов построения сети должны

учитываться следующие требования:

• В отношении обеспечения надежности электроснабжения все электроприемники разделяются на категории.

• В качестве критерия для выбора оптимального варианта служит минимум затрат на ее сооружение и эксплуатацию. При построении схемы следует делать длину ЛЭП как можно короче, использовать двухцепные ЛЭП только при соединении источника питания с шинами узловой ПС, а также при построении схем радиальной конфигурации, по возможности не допускать пересечений ЛЭП между собой.

• В качестве узловой ПС лучше выбрать ту, у которой значение активной мощности на шинах низшего напряжения является наибольшим.

Согласно приведенным критериям составляем схемы электрической

сети

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

5

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Рисунок 1 – Вариант электрической сети с радиальной конфигурацией

Анализ полученного варианта:

• коэффициент K_K у ПС1, ПС2, ПС3 больше нуля, что говорит о наличии ЭП первой и второй категорий в составе комплексной нагрузки, поэтому в соответствии с требованиями ПУЭ, соорудим все ЛЭП с K_k, % > 0 в двухцепном исполнении;

• следуя третьему правилу построения схемы, в качестве узловой ПС лучше было бы выбрать ПС1 (большее значение активной мощности), но ЛЭП от РЭС до ПС1 оказалась бы длинней, чем ЛЭП до ПС2, что повлекло бы дополнительные затраты на её сооружение, поэтому в качестве узловой следует оставить ПС2.

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

6

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Рисунок 2 – Вариант замкнутой электрической сети, запитанной от узловой ПС

На рис. 2 подстанции № 1, 2 и 3 соединены в кольцо одноцепными ЛЭП, что не нарушает требований ПУЭ в части надежности и бесперебойности электроснабжения ЭП первой и второй категорий, так как при отключении одного из головных участков кольца (2-3 или 2-4), электроснабжение ПС будет осуществляться по оставшемуся в работе участку. ЛЭП, идущая от узла, обозначенного как РЭС, до узловой ПС2 остается в двухцепном исполнении, также как и линия ПС2-ПС1.

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

7

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

3. Выполнение предварительных расчетов

   1. Определение мощностей нагрузок подстанций

Для проведения дальнейших расчетов требуется определить значения модуля полной мощности по формуле:

^𝑃𝑚𝑎𝑥

^{𝑆𝑚𝑎𝑥 =} 𝑐𝑜𝑠𝜑 ^;

И реактивной мощности по формулам:

𝑄_𝑚𝑎𝑥 = ^√𝑆² − 𝑃² или 𝑄 = 𝑃 ∙ 𝑡𝑔⁽𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠𝜑⁾;

𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑚𝑎𝑥

Тогда комплексное значение для полной мощности можно представить как:

^𝑆𝑚𝑎𝑥 ^{= 𝑃}𝑚𝑎𝑥 ^{+ 𝑗𝑄}𝑚𝑎𝑥^;

Пример расчета для ПС1:

^𝑃𝑚𝑎𝑥1 ⁸⁰

𝑆_{𝑚𝑎𝑥1} = _{𝑐𝑜𝑠𝜑} = _0,82 = 97,56 МВА;

1

𝑄_{𝑚𝑎𝑥1} = ^√𝑆² − 𝑃² = ^√97,56² − 80² = 55,84 МВАр;

𝑚𝑎𝑥1 𝑚𝑎𝑥1

𝑆_{𝑚𝑎𝑥1} = 𝑃_{𝑚𝑎𝑥1} + 𝑗𝑄_{𝑚𝑎𝑥1} = 80 + 𝑗55,84 МВА;

Все расчеты мощностей для остальных ПС представлены в таблице 2

Таблица 2 - Мощности нагрузок подстанций

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

ПС

𝑃_𝑚𝑎𝑥, МВт

𝑐𝑜𝑠𝜑

𝑆_𝑚𝑎𝑥, МВА

𝑄_𝑚𝑎𝑥, МВА

𝑆_𝑚𝑎𝑥, МВА

Взам. инв. № подл.

1

80

0,82

97.561

55.84

80 + 𝑗55.84

2

17

0,77

22.078

14.087

17+j14.087

3

25

0,84

29.762

16.148

25+ 𝑗16.148

4

10

0,80

12.5

7.5

10+𝑗7,5

Подпись и дата

1.3.2. Определение длин линий электропередачи

Координаты : ПС-1: 8; 1,5

ПС-2: 4; 3

ПС-3: 5; 6,5

ПС-4: 8; 4,5

РЭС: 0; 0

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

8

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата