Расчет электроэнергетического режима

Так же как и по отношению к активной мощности, электроэнергетические системы могут быть дефицитными или избыточными по реактивной мощности. При этом дефицитные ЭЭС характеризуются пониженными уровнями напряжений. Дефицит реактивной мощности в ЭЭС определяется той недостающей мощностью источников реактивной мощности, добавление которой в ЭЭС позволит поднять узловые напряжения до допустимых значений. Избыток генерируемой реактивной мощности вызывает повышение напряжений. Этот избыток реактивной мощности определяется той величиной, на которую ее нужно уменьшить, чтобы ввести узловые напряжения в допустимую область. Дефицитные и избыточные ЭЭС могут обмениваться реактивной мощностью. Однако передавать реактивную мощность из избыточных в дефицитные ЭЭС не всегда оказывается экономичным, а в ряде случаев и невозможным из-за потерь реактивной мощности и напряжения при такой передаче. Решить данную проблему позволяет установка в ЭЭС специальных компенсирующих устройств (КУ) или, иными словами, компенсация реактивной мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Согласно своему номеру зачетной книжки в методических указаниях выбираем исходные данные из таблицы 2.1 и 2.2 и проводим расчет.

Исходные координаты:

ЦП – X7:Y15

1 – X2:Y10

2 – X12:Y10

3 – X22:Y15

4 – X17:Y10.

Мощности электроприемников (МВт):

№1 – 18

№2 – 13

№3 – 26

№4 – 35

Масштаб для замера – 1см=20км.

 

Расчет напряжения линий.

U= (кВ);

 

Расчет для варианта № 1

Длина эл-сети (км):

ЦП-1 – 70

1-2 – 100

2-3 – 50

3-4 – 70

4-ЦП – 150.

 

 

Uцп-3==181,15;

U3-4==149,25;

U4-2==105,04;

U1-2==83,4;

U1-цп==170,94.

 

Расчет для варианта № 2

Длина эл-сети (км):

ЦП-3 – 150

3-4 – 70

4-ЦП – 110

ЦП-2 – 70

2-1 – 100

1-ЦП – 70.

Uцп-1= =106,83;

U1-2 ==71,22;

U2-цп = =106,83;

U3-цп ==150,37;

U3-1 = =112,86;

Uцп-3 = =148,36.

Для всех вариантов выбираем номинальное напряжение 220 кВ.

Рассчитываем ток, который должна выдержать основная нагрузка.

Коэффициенты мощности потребителей равны 0,97;0,85;0,7;0,95.

S1=P1 ∕ 1

Вычисляем полную мощность.

S1=P1 ∕ 1=18 ∕ 0,75=24МВА;

S2=P2 ∕ 2=13 ∕ 0,65=20МВА;

S3=P3 ∕ 3=26 ∕ 0,95=27,36 МВА;

S4=P4 ∕ 4=35 ∕ 0,95=36,84МВА;

Smax=S1+S2+S3+S4=108,2МВА;

Imax= = =284 А.

Выбираем согласно району гололеда – IV, и максимально допустимому току провод АС номинальным сечением 240 мм2 марки АС-240∕32 и проверяем по экономическому токовому интервалу.

Выбираем трансформаторы согласно номинальной мощности потребителей и напряжению по таблице 1.27.

 

Потребитель	Тип трансформатора	Стоимость, тыс. руб.
1	ТДTН-25000/220	148
2	ТДTН-25000/220	148
3	ТДTН-40000/220	165
4	ТДTН-40000/220	165

 

Проводим технико-экономическое сравнение вариантов сооружения.

Стоимость выбранного провода за 1км составляет 18,9 тыс. руб.(для одноцепной линии).

№ Вар.	Uном. ,кВ	Капитальные затраты, тыс. руб.
		Линии	Подстанции	Всего
1	220	7106,4	643	7749,4
2	220	8807,4	643	9450,4

 

Самым экономным вариантом будет первый.

Удельные параметры:

R0=12,1 Ом/км

X0=43,5 Ом/км

B0=2,6*10-6 См/км

G0=13,9МВАр.

Расчет кольцевой части сети:

SH1=18+j15,87                                  Q1= =9,27

SH2=13+j15,19                                 Q2 ==20,45

SH3=26+j8,15                                    Q3==20,4

SH4=35+j11,49                                 Q4==4,61

 

R=*= (Ом)

X=*= (Ом)

B=*=*10-6(См)

QH=-0.5*UНОМ2**10-6=  == (МВАр)

Полное комплексное значение сопротивления линии (Ом):

Z1=847+j3045

Z2=1210+j4350

Z3=605+j2175

Z4=847+j3045

Z5=1815+j6525.

 

Вычисление перетоков мощности без учета потерь (МВА):

SL1==49,47+j31,24

 

SL2= SL1- SH1=31,47+j15,37

SL3= SL2- SH2=18,47+j0,18

SL4= SL3- SH3= -7,53-j7,97

SL5= SL4- SH4=42,53+j19,46.

 

Вычисление перетоков мощности с учетом потерь линии (МВА):

= SL2=31,47+j15,37

=+*Z2=31,47+j15,37

= SH1+=49,47+j31,24

=+ SL1=49,47+j34,44

= SH2 + SL2=44,47+j30,56

=+ SL3=44,47+j35,06

= SH4+=7,53+j7,97

=+ SL4=7,53+j14,37

=SL5=33,53+j22,52

=SH4= 33,53+j22,62.

Вычисление напряжений в узлах (кВ):

U1=UЦП-*ZL1=222,86-j8,173

=U1-*ZL2=224,41-j15

U’4=U2-*ZL3=226,95-j20

U3=Uцп-*ZL4=223,94-j11,811

= U3-*ZL5=225,69-j13,286.

 

Определение токов короткого замыкания:

Расчетные выражения для приведенных значений сопротивления

Энергосистема XC= = =8,2

Линия XL=Xуд*L

XL1=0,435*70*=0,7

XL2=0,435*100*=1

XL3=0,435*50*=0,5

XL4=0,435*70*=0,7

XL5=0,435*150*=1,5

XL12=XL1+XL2=1,7

XL34=XL3+XL4=1,2

XL1234= =

XL12345=XL1234+XL5=2,2

Xэкв==

Eэкв= 0,85 =945,6

Iкз==

iуд=1739,48

Iкз=кА;     iуд=259,3кА.

 

Iнорм(вн)= ==284кА

Imax(вн)= 299кА

Iнорм(нн)= 5957кА

Imax(нн)= =6270кА.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По ходу проектирования данной курсовой работы, мной были поняты теоритические сведения о РЭС, их разновидностях, функциях и методы их проектирования.

Для практического задания по проектированию, был выбран вариант №63(в), в котором были указаны координаты электро-приёмников и центра питания, а также номинальные мощности по каждой координате.

Для проектирования РЭС мною были поставлены и достигнуты следующие задачи:

1. Расчет напряжения линий.
2. Расчет максимальной полной мощности и максимального тока.
3. Выбор трансформаторов согласно номинальной мощности потребителей и напряжению.
4. Вычисление перетоков мощности без учета потерь в линии.
5. Вычисление перетоков мощности с учетом потерь в линии.
6. Вычисление напряжений в узлах.
7. Определение токов короткого замыкания.
8. Выбор вариантов развития линий РЭС.
9. Проектирование рабочей кольцевой схемы РЭС.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Блок, В.М. Электрические сети и системы. М.: Высшая школа, 2010.
2. Веников, В.А. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах / В.А. Веников, В.И. Идельчик, М.С. Лисеев. - М.: Энергоатомиздат, 2009. - 216 с.
3. Герасименко, А.А. Проектирование районной электрической системы: Учебное пособие / А.А. Герасименко, В.М. Таюрский. - Красноярск, КГТУ, 2009. - 120 с.
4. Железко, Ю.С. Компенсация реактивной мощности и повышение качества электроэнергии: М.: Энергоатомиздат, 2010.
5. Идельчик, В.И. Электрические системы и сети/ В.И. Идельчик. - М.: Энергоатомиздат, 2011. - 592 с.
6. Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. - М.: Энергоатомиздат, 2012. - 608 с.
7. Поспелов, Г.Е. Электрические системы и сети/ Поспелов Г.Е., Федин В.Т. - Мн. .: Выш. Шк., 2009. - 308 с.
8. Рожков, Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций/ Л.Д. Рожков, В.С. Козулина. - М.: Энергоатомиздат, 2010. - 648 с.
9. Савина, Н.В. Электрические сети в примерах и расчетах/ Н.В. Савина, Ю.В. Мясоедов, Л.Н. Дудченко. - Благовещенск: Издательство АмГУ, 2009. - 238 с.
10. Файбисович, Д.Л. Укрупненные стоимостные показатели электрических сетей 35 - 1150 кВ/ Д.Л. Файбисович, И.Г. Карапетян - М.: Фолиум, 2012.
11. Методические указания к курсовой работе «Районная электрическая сеть» по дисциплине «Распределение и потребление электроэнергии» / Сост.: Т.И. Дубровская, Л.С. Певцова, Л.В. Старощук. – Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2013. – 32с.
12. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие/ А.А. Герасименко, В.Т. Федин. - Красноярск: ИПЦ КГТУ; Минск: БНТУ, 2010. - 808 с.
13. Пособие к курсовому проектированию для электроэнергетических специальностей : Учебное пособие / В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно и др.; М.: Высшая школа, 2011. - 304 с.
14. Правила устройства электроустановок: Справочник / С.Г. Королев, А.Ф. Акимкин и др. - М.: Энергоатомиздат, 2012. - 652 с.
15. Правила устройства электроустановок седьмое издание М.: НЦ ЭНАС 2013 г.
16. Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией  Д.Л. Файбисовича. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2010. – 320 с. ил.
17. Справочник по проектированию электроэнергетических систем: Справочник / С.С. Рокотян, И.М. Шапиро и др. - М.: Энергия, 2009. - 288 с.
18. СТО 4.2-07-2009 Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности.
19. Экономика промышленности т.2: Учебник /, А.Б. Кожевников и др. - М.: Экономика, 2009. - 350 с.
20. Электротехнический справочник: Справочник / под общ. ред.В.Г. Герасимов и др. - М.: Издательство МЭИ, 2011. - 964 с.