Лабораторная работа №1

Цель работы: сформировать исходные данные к курсовому проекту и создать расчётные модели электрических сетей.

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)

2

Введение

Вданной лабораторной работе будет рассчитана основная часть параметров для заданного варианта. Будут сформированы исходные данные к курсовому проекту, будут выбраны наиболее оптимальные схемы для электрических сетей: радиальной и кольцевой, не нарушающие требований в части надежности и бесперебойности электроснабжения электроприёмников I

иII категорий.

Входе расчетов определим мощности и нагрузки подстанций, длины линий электропередачи и потоки мощности в линиях. Произведем проверки,

для правильности найденных величин для радиального и кольцевого соединений. Определим предварительное напряжение, по которому с помощью ряда номинальных напряжений подобреем номинальное напряжение для каждого участка. Также рассчитаем средневзвешенное время,

расчетный ток и экономическое сечение проводов. При помощи данных параметров найдем сечение проводов. Рассчитаем параметры схем замещения линий электропередачи, выберем трансформаторы и автотрансформаторы для подстанций.

Данные расчеты в дальнейшем лягут в основу формирования курсового проекта.

3

1. Разработка вариантов схем электрической сети 220/110 кВ

Выбор схемы электрической сети производится одновременно с выбором напряжения и заключается в определении размещения подстанций,

связей между ними, предварительной разработке принципиальных схем подстанций.

Основные требования к сети: схема должна обеспечивать необходимую надежность, под которой понимается способность выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные характеристики в условиях,

оговоренных в нормативных документах.

1.1.Выбор вариантов схем соединений

Втаблице 2 представлены характеристики подстанций и системы

Таблица 2. Характеристики подстанций и системы

Рисунок 2 – Варианты соединения радиальной схемы

4

На рисунке 2 представлены варианты радиальной схемы размещения подстанций. Оба варианта одинаково хороши, выбираем вариант справа, из-за наличия лишь одной узловой подстанции.

Рисунок 3 – Варианты соединения кольцевой схемы

На рисунке 3 представлены варианты кольцевой схемы размещения подстанций. ПС 2 в обоих вариантах является узловой подстанцией. На рисунке справа, в кольцо соединены подстанции 2, 3 и 4. Было принято решение не соединять в кольцо все подстанции, как на рисунке слева, т.к. ПС

1 обладает большой мощностью, из-за чего в будущем придется работать с более высокими напряжениями 220 кВ.

5

1.2. Предварительный расчет

1.2.1. Определение мощностей нагрузок подстанций

Таблица 3. Нагрузки подстанций

1.2.2. Определение длин линий электропередачи Радиальная электрическая сеть

Определение длин всех участков:

lij aij m, где

подстанциями, см;

Определенные длины линий участков приведены в таблице 4.

1.3 Выбор номинальных напряжений сети

Номинальное напряжение сети влияет как на её технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. Так при повышении номинального напряжения уменьшаются потери мощности и электроэнергии,

т. е. снижаются эксплуатационные расходы, уменьшаются сечения проводов,

растут предельные мощности, передаваемые по линиям, облегчается перспективное развитие сети, но увеличиваются капиталовложения на сооружения сети. Сеть меньшего напряжения наоборот требует меньших капиталовложений, но увеличиваются эксплуатационные расходы за счет потери мощности и электроэнергии, обладает меньшей пропускной способностью. Из сказанного следует важность выбора номинального напряжения при ее проектировании.

Номинальное напряжение электрической сети следует выбирать согласно соображениям:

1. Технические требования:

Обеспечение всех потребителей требуемых уровней напряжений;

В послеаварийных режимах обеспечение функционирования

оставшихся в работе элементов без превышения их перегрузочной способности.

2. Экономическая целесообразность.

Номинальные напряжения электрических сетей в России установлены действующим стандартом (ГОСТ 721-77*). Для выбора номинальных напряжений на каждом из участков сети воспользуемся формулой,

предложенной Илларионовым Г. А. [1]

7

1000эк =

500 2500 √ +

где lij - длина линии, км;

Pij - активная мощность, протекающая по линии, МВт;

Приближенный расчет потоков мощности (радиальная):

S100-2 = Smax1+ Smax2 +Smax3+ Smax4;

S100-2 = 80 + 55.84 + (17 + 14.087) + (25 + 16.148) + (10 + 7,5) = 132 +93.575 МВА;

S2-1 = Smax1 = 80 + 55.84 МВА;

S2-3 = Smax3 = 25 + 16.148 МВА;

S2-4 = Smax4 =10 + 7,5 МВА;

Приближенный расчет потоков мощности (кольцевая):

(25 + 16.148) ∙ (39.7 + 47) + (10 + 7.5) ∙ (47)

40 + 39.7 + 47

= (10 + 7.5) ∙ (39.7 + 40) + (25 + 16.148) ∙ (40) 40 + 39.7 + 47

= 14.183 + 9.816 МВА;

21 = 1 = 80 + 55.84 МВА;

Проверка: сумма потоков мощностей, оттекающих по головным участкам,

должна быть равна сумме нагрузок подстанций (кроме узловой для кольцевого соединения):

21 + 23 + 24 = 1 + 3 + 4;

8

80+ 55.84 + (20.817 + 13.832) + (14.183 + 9.816)

=80 + 55.84 + (25 + 16.148) + (10 + 7,5);

115 + 79.488 МВА = 115 + 79.488 МВА;

Тождество выполняется, следовательно, потоки мощности в кольце определены верно

Поток мощности в ЛЭП 3-4 находим по первому Закону Кирхгофа:

34 = 3 − 23 = (25 + 16.148) − (20.817 + 13.832) = 4.183 + 2.316 МВА

Выбор номинальных напряжений

На кольцевой линии все подстанции, соединенные в кольцо, должны быть

одного ном, Необходимо на ПС2, ПС3 и ПС4 установить напряжение равное

110 кВ.

9

1.4 Выбор сечений проводов линий электропередачи

Выбор сечения проводников проводим по экономической плотности

тока:

Iрасч Imax αi αT ,где αi (для 110-220 кВ) =1,05 и αT . коэффициент,

учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Tmax

, принимается в зависимости от номинального напряжения и коэффициента участия Км в максимуме энергосистемы

Fрасч Iрасч , где Jэк - экономическая плотность тока.

Jэк

Сечения, полученное в результате расчета округляется до ближайшего стандартного сечения. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, то есть увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается.

Для определения сечения провода, найдем число часов максимума нагрузки линии:

Для радиальной схемы:

= 4568 ч;

Для кольцевого участка:

Используя [2], применим таблицы, по которым определяем значения t и jн :

10