Расчет режимов электрической сети. Расчет режимов районной электрической сети

Министерство образования  и науки РФ

ГОУ ВПО «Тверской государственный  технический университет»

Кафедра электроснабжения и электротехники

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Электроэнергетика. Часть I.

Передача и распределение электроэнергии.

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РАЙОННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  СЕТИ

 

 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

    Вариант 

 

 

Выполнил: студент гр. ЭС-0907 Смирнов А.В.

Проверил: доц. каф. ЭСиЭ, к.т.н. Араратьян Л.С.

«___»______________20__г.

 

 

 

 

Тверь 2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Цель, задачи и основные требования к курсовому проекту…................3
2. Исходные данные для проектирования………………….………………4
3. Графики электрических нагрузок потребителей и системы…................5
4. Выбор конфигурации схемы электроснабжения, схем                      электрических подстанций и номинальных напряжений сети…….………....8
5. Выбор количества и мощности трансформаторов на                                        подстанциях промышленных предприятий, компенсация реактивной мощности в проектируемой сети ……………………….…………………….11
6. Выбор генераторов на ТЭЦ и трансформаторов связи………………..13
7. Выбор оптимального варианта электрической сети на основе технико–экономического сравнения………..………………………...…………………15
8. Расчёт нормальных (максимального, минимального) и                  послеаварийного режимов для выбранного варианта сети…………………19
9. Баланс активных и реактивных мощностей в проектируемой        сети………………………………..…………………………………………….25
10. Выбор ответвлений трансформаторов из условия                                                   допускаемого отклонения напряжения у потребителей…………….………26

Библиографический список………………………………………………...28

Приложения………………………………………………………….............29

Приложение 1. Форма титульного листа расчётно-пояснительной записки  курсового проекта ……………………………………………..........................29

Приложение 2. График выполнения курсового проекта ..……….............30

 

1. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

Курсовой проект является самостоятельной работой студента. Выполнение его способствует углублению, закреплению и обобщению знаний, полученных в процессе изучения дисциплины ”Электроэнергетика. Часть I. Передача и распределение электрической энергии”.

Цель курсового проекта¾ разработать эскизный проект районной электрической сети, обеспечивающий надёжное, экономное и качественное электроснабжение нескольких промышленных предприятий.

Результаты разработки проекта  должны быть оформлены в виде расчетно-пояснительной  записки и графического материала. Пояснительная записка содержит необходимые обоснования технических решений и расчеты.При повторении однотипных расчетов в первый раз приводится расчетная формула в общем виде, цифровая подстановка и результат с указанием размерности. В дальнейшем приводятся только результаты расчетов, которые сводятся в таблицу.

В курсовом проекте решаются следующие  основные задачи:

1. Составляются графики нагрузок потребителей подстанции, суммарные графики энергосистемы для зимних и летних суток, годовой график изменения нагрузки по продолжительности для энергосистемы, определяется время использования максимальных нагрузок по системе T_нб, и время потерь τ.
2. Производится выбор схемы электроснабжения рассматриваемого промышленного района и номинальных напряжений элементов высоковольтной сети.
3. Производится выбор количества и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий.
4. Производится выбор генераторов на теплоэлектроцентрали (ТЭЦ)и трансформаторов связи с системой.
5. Производится выбор оптимального варианта электрической сети на основании технико-экономического сравнения. Расчёты проводятся для двух вариантов.
6. Выполняется расчет нормальных (минимального и максимального) и  послеаварийного режимов для выбранного варианта сети.
7. Составляется баланс мощностей.
8. Осуществляется выбор ответвлений трансформаторов из условий допускаемого отклонения напряжения у потребителей.
9. При необходимости выбирается одно из средств регулирования напряжения в системе.

На чертеже необходимо изобразить:

1. полную электрическую схему выбранного варианта сети, на которой трансформаторы, генераторы и линии обозначить в соответствии с требованием ГОСТ;
2. схему замещения всех элементов рассматриваемой сети с указанием цифровых значений сопротивлений, проводимостей, приведенных к одному базовому значению номинального напряжения;
3. три карты потокораспределения для нормальных (минимального и максимального) и послеаварийного режимов;
4. таблицу выбранных отпаек трансформатора при минимальном, максимальном и послеаварийном режимах, уровни напряжений у потребителей и отклонения их от номинальных значений.

 

2. Исходные данные для проектирования

1. Пять объектов электроснабжения, для которых указывается установленная активная мощность Р_уст, суточные графики нагрузок и коэффициент реактивной мощности, характерный для данной отрасли промышленности tgφ.
2. Источники питания: ТЭЦ с заданной мощностью генераторов Р_г и районная подстанция, которая получает питание от системы бесконечной мощности (ШБМ) при номинальном напряжении рассматриваемой сети.
3. Физическая карта района, т.e. координаты X, Y, определяющие места расположения подстанций и источников питания в прямоугольной системе координат. ТЭЦ территориально совмещается с одним из промышленных объектов города.

Исходные данные для проектирования сведены в таблицу № 1.

Таблица 1

ПС	№ гр. потр.	tgφ	Pуст, МВт	PТЭЦ, МВт	X, км	Y, км	Отрасль
1	1	0,36	45	150	45	85	Город
2	5	0,63	100		40	5	Обработка цветных металлов
3	2	0,63	65		30	40	Нефтедобыча
4	10	0,75	30		45	25	Производство стройматериалов
5	16	1,0	80		0	40	Электротяга
ШБМ					10	50

 

3. ГРАФИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И СИСТЕМЫ

Суточные графики нагрузок отдельных потребителей строят по типовым графикам данной отрасли промышленности. Если подстанция обеспечивает электроэнергией только один промышленный объект, то графики их совпадают. Если же от подстанции получают питание несколько потребителей, график ее строится путем почасового суммирования ординат графиков указанных потребителей.

Суммарный график системы  складывается из графиков отдельных подстанций и показывает, какое количество энергии потребляет рассматриваемый промышленный район за зимние и летние сутки.

Графики для отмеченных характерных  периодов и число суток, которые  могут быть отнесены к тому или иному периоду (зима — 183 дня, лето — 182 дня), позволяют получить годовые графики продолжительности нагрузок системы,

В курсовом проекте рекомендуется  построить годовой график изменения  мощности энергосистемы по продолжительности  и определить Т_нб иτ.

Параметры Т_нб и τ можно найти аналитически по формулам:

,

где Р_i - значение мощности в интервале времени t; n – количество интервалов; Р_нб- пиковая (наибольшая) мощность в 30-минутном интервале по графику.

Для работы потребителей электрической  энергии необходима передача по сетям  не только активной, но и реактивной мощности. Поэтому для полной характеристики нагрузки нужны ещё графики реактивной мощности. При проектировании электрических  сетей реактивная мощность учитывается  приближённо по значениюtgφ.В соответствии с принятыми ограничениями t_i=2 часам, n = 12 интервалам, Р_НБ определяется по суммарному графику системы:

 

Таблица 2. Активная мощность в системе.

ПС	Потребитель	Сутки	Ед.изм.	Часы												Pнб, МВт
				0-2	2-4	4-6	6-8	8-10	10-12	12-14	14-16	16-18	18-20	20-22	22-24
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Город Pуст= 45 МВт	Зимние	%	80	70	68	72	79	72	71	76	86	97	96	85
			МВт	36	31,5	30,6	32,4	35,6	32,4	32	34,2	38,7	43,7	43,2	38,4	43,7
		Летние	%	80	70	68	72	79	72	71	76	86	97	96	85
			МВт	36	31,5	30,6	32,4	35,6	32,4	32	34,2	38,7	43,7	43,2	38,3
2	Обработка цветных металлов Pуст= 100 МВт	Зимние	%	70	57	58	80	100	90	92	88	83	80	76	68
			МВт	70	57	58	80	100	90	92	88	83	80	76	68	100
		Летние	%	58	52	51	70	88	87	88	83	76	72	71	63
			МВт	58	52	51	70	88	87	88	83	76	72	71	63
3	Нефтедобыча Pуст= 55 МВт	Зимние	%	97	97	97	97	93	87	83	83	87	96	100	97
			МВт	53,4	53,4	53,4	53,4	51,2	47,9	45,7	45,7	47,9	52,8	55	53,4	55
		Летние	%	90	90	88	82	80	80	80	80	80	85	95	93
			МВт	49,5	49,5	48,4	45,1	44	44	44	44	44	46,8	52,3	51,2
4	Производство стройматериалов Pуст= 30 МВт	Зимние	%	100	70	63	82	100	92	93	93	94	95	93	96
			МВт	30	21	18,9	24,6	30	27,6	27,9	27,9	28,2	28,5	27,9	28,8	30
		Летние	%	100	58	59	73	87	87	88	91	92	92	91	91
			МВт	30	17,4	17,7	21,9	26,1	26,1	26,4	27,3	27,6	27,6	27,3	27,3
5	Электротяга Pуст= 80 МВт	Зимние	%	90	88	91	96	100	100	99	98	98	99	100	78
			МВт	72	70,4	72,8	76,8	80	80	79,2	78,4	78,4	79,2	80	62,4	80
		Летние	%	60	63	75	100	87	74	77	80	82	95	82	65
			МВт	48	50,4	60	80	69,6	59,2	61,6	64	65,6	76	65,6	52
Суммарный график нагрузки энергосистемы		Зимние	МВт	261,4	233,3	233,7	267,2	296,8	277,9	276,8	274,2	276,2	284,2	282,1	251	296,8
		Летние	МВт	221,5	200,8	207,7	249,4	263,3	248,7	252	252,5	251,9	266,1	259,4	231,8

 

Таблица 3.Реактивная мощность в системе.

ПС	Потребитель	Сутки	Ед.изм.	Часы												Pнб, МВт
				0-2	2-4	4-6	6-8	8-10	10-12	12-14	14-16	16-18	18-20	20-22	22-24
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
1	Город Pуст= 45 МВт	Зимние	%	80	70	68	72	79	72	71	76	86	97	96	85
			МВт	12,96	11,34	11,02	11,66	12,82	11,66	11,52	12,31	13,93	15,73	15,55	13,82	15,73
		Летние	%	80	70	68	72	79	72	71	76	86	97	96	85
			МВт	12,96	11,34	11,02	11,66	12,82	11,66	11,52	12,31	13,93	15,73	15,55	13,82
2	Обработка цветных металлов Pуст= 100 МВт	Зимние	%	70	57	58	80	100	90	92	88	83	80	76	68
			МВт	44,1	35,91	36,54	50,4	63	56,7	57,96	55,44	52,29	50,4	47,88	42,84	63
		Летние	%	58	52	51	70	88	87	88	83	76	72	71	63
			МВт	36,54	32,76	32,13	44,1	55,44	54,81	55,44	52,29	47,88	45,36	44,73	39,69
3	Нефтедобыча Pуст= 55 МВт	Зимние	%	97	97	97	97	93	87	83	83	87	96	100	97
			МВт	33,64	33,64	33,64	33,64	32,26	30,18	28,79	28,79	30,18	33,26	34,65	33,64	34,65
		Летние	%	90	90	88	82	80	80	80	80	80	85	95	93
			МВт	31,19	31,19	30,49	28,41	27,72	27,72	27,72	27,72	27,72	29,48	32,95	32,26
4	Производство стройматериалов Pуст= 30 МВт	Зимние	%	100	70	63	82	100	92	93	93	94	95	93	96
			МВт	22,5	15,75	14,18	18,45	22,5	20,7	20,93	20,93	21,15	21,38	20,93	21,6	22,5
		Летние	%	100	58	59	73	87	87	88	91	92	92	91	91
			МВт	22,5	13,05	13,28	16,43	19,58	19,58	19,8	20,48	20,7	20,7	20,48	20,48
5	Электротяга Pуст= 80 МВт	Зимние	%	90	88	91	96	100	100	99	98	98	99	100	78
			МВт	72	70,4	72,8	76,8	80	80	79,2	78,4	78,4	79,2	80	62,4	80
		Летние	%	60	63	75	100	87	74	77	80	82	95	82	65
			МВт	48	50,4	60	80	69,6	59,2	61,6	64	65,6	76	65,6	52
Суммарный график нагрузки энергосистемы		Зимние	МВт	185,2	167,0	168,2	191,0	210,6	199,2	198,4	195,9	196,0	200,0	199,0	174,3	210,6
		Летние	МВт	151,2	138,7	146,9	180,6	185,2	173,0	176,1	176,8	175,8	187,3	179,3	158,3