Разработка технически и экономически целесообразного варианта электрической сети 35-220 (кВ) для электроснабжения района
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?б.Зпот тыс.руб.U тыс.руб.З тыс.руб.160438,3260408,33210407542104075521011,375750348,6241,61474,223141,824616,04437,04627,541181,46
После сравнение вариантов схем можно сделать вывод, что строительство сети по схеме 1 выгоднее, т.к.затраты на её строительство и обслуживание меньше, чем для схемы 2 и 3.
Расчет основных режимов электрической сети
К основным режимам работы электрической сети относят режимы максимальных и минимальных нагрузок, а также один из наиболее тяжелых послеаварийных режимов.
Задача расчета режима максимальных нагрузок состоит в определении узловых напряжений, потоков мощности в ветвях схемы, суммарных потерь мощности и энергии. Величины потерь мощности и энергии используются для расчета ТЭП сети. Расчет послеаварийного режима и режима минимальных нагрузок сводится к определению узловых напряжений. Исходными данными являются схема замещения сети, расчетные нагрузки подстанций и напряжение на шинах ИП. На кольцевой схеме на всех участках должно быть одинаковое напряжение и сечение, поэтому принимаем, что на всей протяженности линий соединяющих подстанции, используется провод марки АС-185/29 с параметрами:
r0 = 0.162 Ом.
х0 = 0,413 Ом,
q0 = 3.7 МВар,
Составление схемы замещения сети.
Параметры схемы замещения определяются выражениями:
R = ro*l / n - активное сопротивление участка ЛЭП; ([2], 5.1)
ro - уд. Активное сопротивление,
l - длина участка,
n - число цепей.
Х = xo*l / n, - индуктивное сопротивление линии
хо - погонное индуктивное сопротивление,
Qc = U2p*bo*l*n = qo*n*l - зарядная мощность ЛЭП.
bo - удельная емкостная проводимость,
Uр - рабочее напряжение сети.
Данные о параметрах участков сети занесем в таблицу:
Таблица 4.1
УчастокА-11-22-33-44-55-Аl, км241918232821R, Ом3,8883,0782,9163,7264,5363,402Х, Ом9,9127,8477,4349,49911,5648,673Qс, Мвар0,8880,7030,6660,8511,0360,777
R = Rт/m, X = Xт/m, ?Sхх = m (?Pxx + j?Qxx), где ([2], 5.2)
Rт, Xт - расчетные сопротивления каждого трансформатора.
m - число трансформаторов (по два на каждой подстанции).
Параметры трансформаторов для всех подстанций сведем в таблице IV.2:
№ п/ст12345Тип тр-ра.2xТДН 10 000/1102х ТДН 16 000/1102х ТДН- 16000/1102х ТДН- 16000/1102х ТМН 6300/110Rт, Ом7.954.384,384.3814.7Хт, Ом13986.786,786.7220.4?Pх, МВт0,0280.0380,0380.0380.023?Qх, Мвар0,140.2240,2240.2240.1008?Sхх, МВ А0,056+j0,280,076+j0,4480,076+j0,4480,076+j0,4480,046+j0,202R, Ом3.9752.192,192.197.35Х, Ом69.543.3543,3543.35110.2
Расчетная нагрузка каждой подстанции определяется выражением:
Sp = Pн + jQн + ?P + j?Q + ?Рх + j ?Qх - ? jQc/2, где ([2], 5.4)
Pн + jQн - нагрузка подстанции,
?P + j?Q - потери мощности в трансформаторах,
? jQc/2 - суммарная зарядная мощность линии, входящая в узел.
?S = ?P + j?Q = (Sн/Uном)2(R+jX).
Эквивалентная схема замещения сети (см.приложение 4)
Для примера рассчитаем нагрузку на подстанции 1:
?S = ?P + j?Q = (Sн/Uном)2(R+jX)
Sp =10.061+j3,187 МВ А
Данные об остальных подстанциях сведем в таблицу IV.3.:
№ п/ст12345Sн ,МВ А10+j3.2615+j5.69520+j6.9215+j4.4855+j1.89?S, МВ А0,033+j0.5820.043+j0.8430.074+j1.4680.041+j0.8040.0158+j0.238Sj ,МВ А10.033+j3.84215.043+j6.53820.074+j8.38815.041+j5.2895.016+j2.128Sр, МВ А10.061+j3.18715.081+j6.07820.112+j7.85415.079+j4.575.039+j1.323
Расчет основных режимов электрической сети.
Значение мощности вычисляется по формуле:
S н = SКн + ?S = Pн + jQн +?P + j?Q, ([2], 5.5)
Где S н и SК - мощность соответственно в начале и конце участка.
?S = (Sн/Uном)2(Rл+jXл) - потери в линии.
Продольную и поперечную составляющую падения напряжения в трансформаторах определим по формулам:
?U = (PR + QX) / U2 ; ?U = (PX - QR) / U2 ; ([2], 5.6)
где U2 - напряжение в начале участка,
U2 =
напряжение в конце участка. ([2], 5.7)
Расчет мощностей приведем в таблице IV.4.:
УчастокA-11-22-33-44-55-ASнк,МВ А35.689+j12.86925.628+j9.68211.547+j3.6049.564+j4.2524.643+j8.8229.682+j10.143Rл+jXл3.888+j9.9123.078+j7.8472.916+j7.4343.726+j9.4994.536+j11.5643.402+j8.673?S, МВ А0.462+j1.1790.191+j0.45860.035+j0.08980.034+j0.0860.257+j0.6540.277+j0.705Sн, МВ А36.151+j14.04825.819+j10.16811.582+j3.6949.598+j4.33624.9+j9.47429.959+j10.848
Определим напряжения. Для режима максимальных нагрузок напряжение в начале головных участков ( в узле А), выше на 10% от Uном:
UA = 1.1 * 110 = 121 кВ.
Расчет напряжений в таблице IV.5
Участок12345U2, кВ118.7117.3116.8117.5119.4?U, кВ2.5852.6973.4892.2322.273?U, кВ5.7465.4377.2935.454.498U2, кВ116.257114.732113.545115.397117.21
Режим наименьших нагрузок.
Для режима наименьших нагрузок перетоки мощности остаются такие же как и в режиме наибольших нагрузок.
Для режима минимальных нагрузок напряжение на шинах ИП на 5% выше
Uном, т.е. UA = 1.05 Uн = 115,5 кВ.
Расчет продольной и поперечной составляющих произведем по формулам 5.6 и 5.7 и представим в таблице IV.8.:
Таблица IV.8.
Участок12345U2, кВ113.2111.8111.3112113.9?U, кВ2.7112.8293.6622.3412.383?U, кВ5.7465.7057.6535.7184.716U2, кВ110.638109.12107.91109.808111.597
Послеаварийный режим.
Наиболее опасная авария - это обрыв провода на головных участках сети.
a)Обрыв участка А-5:
Расчет потерь мощности :
SA1=65.372+j23.012=55.311+j19.825=40.23+j13.747=20.118+j5.893=5.039+j1.323
Для послеаварийного режима напряжение на шинах ИП UA = 121 кВ
При обрыве участка А-5 рассчитаем потери напряжения и сведем в таблицу IV.12.:
Участок12345U2, кВ117114.2112.3111.1110.8?U, кВ2.6232.7693.6292.362.449?U, кВ5.8285.5837.5855.7644.848U2, кВ114.525111.601108.814108.893108.459
Выбор средств регулирования напряжения
Необходимость регулирования напряжения обусловлена существованием целесообразных пределов изменения напряжения в процессе эксплуатации электрической системы при изменении нагрузок системы.
В качестве основных средств регулирования напряжения на понижающих подстанциях применяются трансформаторы с РПН.
По результатам расчета режимов наибольших и наименьших нагрузок известны уровни ?/p>