Электрические сети и системы

Содержание курсового  проекта «Электрические сети и системы

 

Введение 

1. Определение расчетных нагрузок для требуемых режимов работы
2. Составление и выбор схем электрической сети
3. Предварительный расчет распределения мощностей по участкам электрических сетей
4. Выбор номинального напряжения сети
5. Выбор тип и мощности трансформаторов
6. Выбор и проверка сечений воздушной линии. Выбор материала опор
7. Составление схем первичных соединений подстанции
8. Технико-экономическое сравнение вариантов электрической сети
9. Расчеты основных режимов работы сети и определение их параметров
10. Выбор средств регулирования напряжения в сети
11. Определение технико-экономических показателей выбранного варианта сети
12. Расчет среднегодового числа грозовых отключений воздушной линии
13. Выбор мест установки и расчет зон защиты стержневых молниеотводов для заданной подстанции
14. Расчет волнового сопротивления ЛЭП
15. Выбор конструкции заземления опор, обеспечивающей нормированное значение сопротивления заземления

 

 

 

1. Определение расчетных нагрузок для требуемых режимов работы. Составление и выбор рациональных вариантов схем электрических сетей

 

Исходные данные –  суммарные длина для разомкнутых  и замкнутых сетей

№ участка	Длина линии, км
	Разомкнутая сеть						Замкнутая сеть
	L1	L2	L3	L4	L5	Lобщ	L1	L2	L3	L4	L5	L6	Lобщ
Р1	40	40	40	10	45	175	40	40	40	10	45	47	222
Р2	47	45	10	40	40	182	47	50	10	48	40	40	235
Р3	40	40	48	10	50	188	47	88	40	10	49	40	274
Р4	47	50	10	48	40	195	40	40	88	45	10	58	281
Р5	60	45	50	40	40	235	40	40	88	50	10	60	288

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Предварительный расчет распределения мощностей по участкам электрических сетей

 

Для предварительного распределения  мощностей на участках электросети необходимо знать полные мощности нагрузочных узлов. Так как, в заданий даны только активные нагрузки Р, то необходимо определить реактивную Q и полную S мощность для максимального и минимального режимов работы электросети по формулам.

 

Реактивная мощность

         

 

 Полная мощность

         

           Определяем коэффициент реактивной мощности для cosφ = 0,8

 

          Произведем расчет реактивной и полной мощности для всех 5 узлов.

 

          Определяем  минимальную мощность    

    

                                  

 

         

                                    

                                 

                                                                                

 

          Полученные данные заносим в таблицу 2.

Таблица 1

Наименование узла	Р, МВт	Q, МВар	S, МВА	Pmin, МВт	Qmin, МВар	Smin, МВар
1	60	36	64.52	51	30.6	52.842
2	40	24	43.01	35	20.4	36.5585
3	45	27	46.875	38.25	22.95	39.84375
4	50	30	53.76	42.5	25.5	45.696
5	35	21	37.63	29.75	17.85	31.9855

Составляем разомкнутую схему электросети и произведем предварительное распределение мощностей на участках сети, суммированием нагрузок подстанции от конца линии к ее началу.

Рис 1.

 

            

          Нагрузки  на участках определим следующим образом:

        

        

        

       

       

       

 

 

           Замкнутая сеть рассчитывается как сеть с двухсторонним питанием. Для этого необходимо найти мощности вытекающие из пунктов А и В, а затем произвести распределение мощностей по участкам сети и найти точку раздела

 

 

 

Рис 2.

 

                Мощность пункта – А  

 

                Мощность пункта – В  

 

 

 

 

Произведем распределение мощностей  по участкам замкнутой сети по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

Активная мощность:

 

 

Реактивная мощность

 

 

 

 

3.1. Компенсация реактивной мощности и окончательное распределение мощности по участкам сети

 

Многие приемники электроэнергии кроме активной мощности потребляют и реактивную мощность, идущая на создание магнитных полей, без которых  преобразование электрической энергии  в другие виды энергии не возможно.

Однако, передача значительной реактивной мощности от генераторов  электростанции до потребителей экономический  не выгодно по следующим причинам: загружаются элементы СЭС этой реактивной мощностью, поэтому увеличиваются сечения проводов ЛЭП и мощности силовых трансформаторов, увеличиваются потери электроэнергии и напряжения. Поэтому экономически целесообразно вырабатывать реактивную мощность в местах ее потребление, т.е. компенсировать реактивную мощность.

Произведем для каждого нагрузочного узла расчет компенсирующих устройств. Мощность компенсирующих устройств, необходимых для повышения коэффициента мощности до значения cosφ₂ = 0,95 рассчитывается по формуле

 

 

 

где: - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации;

 

Значение  реактивной мощности после компенсации  определяется по формуле

 

Произведем расчет мощности компенсирующего  устройства для 5 нагрузочного узла. Значение принимаем из раздела 2.2.

 

Определим коэффициент мощности после  компенсации  

 

Аналогичные расчеты производим для  всех нагрузочных узлов и полученные данные заносим в таблицу 2.

№ нагрузочного узла
Р1	36	85.2	10.8
Р2	24	16.8	7.2
Р3	27	18.9	8.1
Р4	30	21	9
Р5	21	14.7	6.3

 

Произведем окончательное распределение  мощности по участкам сетей с учетом компенсации реактивной мощности

 

а) Разомкнутая сеть    13 стр схема болу керек

рис 3.

 

 

 

 

 

 

3начения активных мощностей на участках сетей не изменяется, и их значения принимаем согласно рис 1.

 

Определим значения реактивных мощностей  на участках сети.

 

б) замкнутая сеть      13 стр схема болу керек

рис 4

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения активных мощностей  на участках сети не изменяется, и их значение принимаем согласно рис 2.

Определяем значения реактивных мощностей вытекающих их пунктов А и В, а затем распределение мощностей на участках сети после компенсации реактивной мощности.

 

 

 

Найденные значения реактивных мощностей участков сети записываем на рис 4.

 

4. Выбор номинального  напряжения сети

 

Методичкадагыны калдырамыз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор тип и мощности трансформаторов

 

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях имеет существенное значение для рационального построения системы внешнего электроснабжения промышленного предприятия.

Выбор числа и мощности силовых  трансформаторов определяется требованиями надежности и бесперебойности питания потребителей электроэнергии. Так как согласно заданию на проектирование во всех нагрузочных узлах имеются потребители 1 и 2 категории, то следует принять двухтрансформаторные подстанции. При выходе из строя одного трансформатора, второй должен обеспечить нормальную работу всех потребителей 1 и 2 категории. Перегрузка трансформатора в послеаварийном режиме допускается на 40% не более 6 часов в сутки и в течении 5 суток, т.е. коэффициент загрузки в аварийном режиме не должен превышать 1,4.

Выбор мощности силовых трансформаторов  будем производить по коэффициенту загрузки в нормальном режиме согласно ПУЭ 0,7÷0,75.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где: расчетная максимальная мощность нагрузочного узла после компенсации реактивной мощности;  =2. Число трансформаторов; Тип и номинальная мощность трансформаторов выбирается по каталогу, соблюдая условие   .

Коэффициенты загрузки в нормальном и аварийном режимах определяются по формулам:

 

а) в нормальном режиме    ;    

б) в аварийном режиме

 

Произведем расчет мощности и коэффициентов  загрузки силового трансформатора для 1 нагрузочного узла и полученные данные заносим в таблицу 5.

                                                    

 

 

Затем, принимаем тип трансформатора_______________

 

Определяем  коэффициенты загрузки в нормальном и аварийном режиме

 

а) в нормальном режиме ;          б) в аварийном режиме

Таблица 3

№ нагрузочного узла			Количество тр-ров
1	61	45.7	2	0.67	1.3
2	40	28.6	2	0.7	1.4
3	46	32.9	2	0.7	1.4
4	51	36.4	2	0.7	1.4
5	35	25	2	0.7	1.4

Выписываем из каталога технические  данные силовых трансформаторов в таблицу 4.