Проектирование развития районной электрической сети

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Сентября 2013 в 11:49, курсовая работа

Описание работы

Для заданного варианта расположения и мощности потребителей выбрать схему развития районной электрической сети при соблюдении заданных требований к надежности схемы и качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям.
При выполнении задания на курсовое проектирование необходимо:
Разработать варианты развития сети с выбором номинального напряжения, трассы и числа цепей линий электропередачи.
Рассчитать распределение токов (потоков мощности) в каждом из выбранных вариантов по расстояниям между узлами и мощностям нагрузок узлов.

Содержание работы

Содержание 2
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 3
1. Исходные данные 4
2. Разработка вариантов развития сети 5
2.1. Расчет первого варианта 7
2.1.1. Расчет токораспределения в сети 8
2.1.2. Выбор сечений линий электропередачи 8
2.1.3. Результаты расчетов по варианту 1 9
2.1.4. Выбор схемы подстанции 9
2.2 Расчет второго варианта 10
2.2.1. Расчет токов в кольцевом участке 10
2.2.2. Выбор сечений линий электропередачи 10
2.2.3. Результаты расчетов по варианту 2 11
2.2.4. Выбор схемы подстанции 12
2.2.5. Экономическое сопоставление вариантов подключения узла 4 на предмет ущерба от перерыва снабжения потребителей (в ценах 1985 г.) 12
2.3. Расчет третьего варианта 15
2.3.1 Расчет токов в кольцевом участке 15
2.3.2. Выбор сечений линий электропередачи 16
2.3.3. Результаты расчетов по варианту 3 16
2.3.4. Выбор схемы подстанции 17
2.4. Расчет четвертого варианта 17
2.4.1. Выбор сечений линий электропередачи 17
2.4.2. Результаты расчетов по варианту 4 18
2.4.3. Выбор схемы подстанции 19
3. Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях 19
4. Расчет экономических показателей линий 19
4.1. Вариант 1 19
4.2. Вариант 2 20
4.3. Вариант 3 21
4.4. Вариант 4 22
5. Расчет установившихся режимов 23
6. Параметры схемы замещения сети 34
7. Выбор средств регулирования напряжения 34
8. Расчет мощности компенсирующих устройств 35
9. Параметры схемы замещения сети 47
10. Выбор средств регулирования напряжения 47
11. Расчет мощности компенсирующих устройств 48
Источники 49

Скачать архив (883.67 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 3 файла

Курсовая .doc

— 1.72 Мб (Скачать файл)

Участок 1 – 2: R_л = r · l / n = 0,121 · 54 = 6,53 Ом

ΔР_мах = 3 · I² · R_л = 3 · 0,157² · 6,53 = 0,483 МВт

К_л = n · c₀ · l = 18,8 · 54 = 1015,2 т.р.

Участок 2 – 5: R_л = 0,428 · 80 = 34,24 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,011² · 34,24 = 0,012 МВт

К_л = 16,5 · 80 = 1320 т.р.

Участок 1 – 5: R_л = 0,121 · 42 = 5,08 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,223² · 5,08 = 0,758 МВт

К_л = 18,8 · 42 = 789,6 т.р.

Участок 1 – 3: R_л = 0,249 · 50 / 2 = 6,23 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,102² · 6,23 = 0,194 МВт

К_л = 2 · 16,9 · 50 = 1690 т.р.

Участок 3 – 4: R_л = 0,249 · 64 = 15,94 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,088² · 15,94 = 0,370 МВт

К_л = 16,9 · 64 = 1081,6 т.р.

Издержки на компенсацию потерь энергии

И_ΔЭ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · ΔР_мах^Σ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · 1,817 = 143 т.р.

Стоимость выключателей К_в = 25 · 35 = 875 т.р.

Общие затраты:

З₂ = Е_Н · К_л + α_л · К_л + И_ΔЭ + К_в = 0,12 · 4896,4 + 0,028 · 4896,4 +

+ 143 + 875 = 1742,7 т.р.

4.3. Вариант 3

Линия	Длина, км	Ток, А	Сечение, число цепей	R, Ом	ΔР_мах, МВт	К_л, т.р.
1 – 2	54	73	2АС-70	11,56	0,185	1782
1 – 5	42	257	АС-240	5,08	1,007	789,6
5 – 4	104	23	АС-70	44,51	0,071	1716
4 – 3	64	65	АС-120	15,94	0,202	1081,6
1 – 3	50	182	АС-240	6,05	0,601	940
Всего:					2,066	6309,2

Участок 1 – 2: R_л = r · l / n = 0,428 · 54 / 2 = 11,56 Ом

ΔР_мах = 3 · I² · R_л = 3 · 0,073² · 11,56 = 0,185 МВт

К_л = n · c₀ · l = 2 · 16,5 · 54 = 1782 т.р.

Участок 1 – 5: R_л = 0,121 · 42 = 5,08 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,257² · 5,08 = 1,007 МВт

К_л = 18,8 · 42 = 789,6 т.р.

Участок 5 – 4: R_л = 0,428 · 104 = 44,51 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,023² · 44,51 = 0,071 МВт

К_л = 16,5 · 104 = 1716 т.р.

Участок 4 – 3: R_л = 0,249 · 64 = 15,94 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,065² · 15,94 = 0,202 МВт

К_л = 16,9 · 64 = 1081,6 т.р.

Участок 1 – 3: R_л = 0,121 · 50 = 6,05 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,182² · 6,05 = 0,601 МВт

К_л = 18,8 · 50 = 940 т.р.

Издержки на компенсацию потерь энергии

И_ΔЭ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · ΔР_мах^Σ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · 2,066 = 162,6 т.р.

Стоимость выключателей К_в = 27 · 35 = 945 т.р.

Общие затраты:

З₂ = Е_Н · К_л + α_л · К_л + И_ΔЭ + К_в = 0,12 · 6309,2 + 0,028 · 6309,2 +

+ 162,6 + 945 = 2041,4 т.р.

4.4. Вариант 4

Линия	Длина, км	Ток, А	Сечение, число цепей	R, Ом	ΔР_мах, МВт	К_л, т.р.
1 – 2	54	146	2АС-70	11,56	0,739	1782
1 – 3	50	117	2АС-70	10,7	0,439	1650
1 – 4	96	88	АС-120	23,9	0,555	1622,4
1 – 5	42	234	2АС-120	5,23	0,859	1419,6
Всего:					2,592	6474

Участок 1 – 2: R_л = r · l / n = 0,428 · 54 / 2 = 11,56 Ом

ΔР_мах = 3 · I² · R_л = 3 · 0,146² · 11,56 = 0,739 МВт

К_л = n · c₀ · l = 2 · 16,5 · 54 = 1782 т.р.

Участок 1 – 3: R_л = 0,428 · 50 / 2 = 10,7 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,117² · 10,7 = 0,439 МВт

К_л = 2 · 16,5 · 50 = 1650 т.р.

Участок 1 – 4: R_л = 0,249 · 96 = 23,9 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,088² · 23,9 = 0,555 МВт

К_л = 16,9 · 96 = 1622,4 т.р.

Участок 1 – 5: R_л = 0,249 · 42 / 2 = 5,23 Ом

ΔР_мах = 3 · 0,234² · 5,23 = 0,859 МВт

К_л = 2 · 16,9 · 42 = 1419,6 т.р.

Издержки на компенсацию потерь энергии

И_ΔЭ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · ΔР_мах^Σ = 1,5 · 10^-2 · 5248 · 2,592 = 204 т.р.

Стоимость выключателей К_в = 27 · 35 = 945 т.р.

Общие затраты:

З₂ = Е_Н · К_л + α_л · К_л + И_ΔЭ + К_в = 0,12 · 6474 + 0,028 · 6474 +

+ 204 + 945 = 2107,2 т.р.

5. Расчет установившихся режимов

Выбираем из четырех вариантов развития сети два самых экономичных. Это варианты 2 и 3

Вариант 2

СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ СЕТИ

Узел 4:

Нагрузка в узле 4 S₄ = 15 + j 7,3 МВА

Параметры трансформатора ТРДН-16000/110:

u_к = 10,5%, ΔР_к = 85 кВт, ΔР_х = 21 кВт, ΔQ_x = 136 квар,

R_тр = 4,38 Ом, Х_тр = 86,7 Ом

Полное сопротивление трансформатора

Z_тр = 4,38 + j 86,7 Ом

Потери в трансформаторе:

ΔS_т = ΔР_т + ΔQ_т = 0,13 + j 2,09 МВА

Потери мощности в шунте линии 3 – 4:

r₃₄ = 15,94 Ом; х₃₄ = х₀ · l /n = 0,427 · 64 = 27,33 Ом

Z₃₄ = 15,94 + j 27,33 Ом;

b₃₄ = b₀ · l · n = 2,66 · 10^-6 · 64 = 1,7 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 3 – 4:

S^к₃₄ = S₄ – jQ + ΔS_т = 15 + j 7,3 + j 1,03 + 0,13 + j 2,09 = 15,13 + j 10,42 МВА

Потери мощности в линии 3 – 4:

Поток мощности в начале линии 3 – 4:

S^н₃₄= S^к₃₄ + ΔS₃₄ = 15,13 + j 10,42 + 0,45 + j 0,77 = 15,58 + j 11,19 МВА

Потери в трансформаторах узла 3:

(2ТДН-16000/110)

ΔS_т = ΔР_т + ΔQ_т = 0,09 + j 1,57 МВА

Полное сопротивление двух трансформаторов

Z_тр = (4,38 + j 86,7) / 2 = 2,19 + 43,35 Ом

Потери мощности в шунте линии 1 – 3:

r₁₃ = 6,23 Ом; х₁₃ = х₀ · l /n = 0,427 · 50 / 2 = 10,68 Ом

Z₁₃ = 6,23 + j 10,68 Ом;

b₁₃ = b₀ · l · n = 2,66 · 10^-6 · 50 · 2 = 2,66 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 1 – 3:

S^к₁₃ = S₃ – jQ + S^н₃₄ + ΔS_т = 20 + j 9,7 + j 1,61 + 15,58 + j 11,19 + 0,09 + j 1,57 = = 35,67 + j 24,07 МВА

Потери мощности в линии 1 – 3:

Поток мощности в начале линии 1 – 3:

S^н₁₃= S^к₁₃ + ΔS₁₃ = 35,67 + j 24,07 + 0,95 + j 1,63 = 36,62 + j 25,7 МВА

Потокораспределение мощности в кольцевом участке 1-2-5-1:

Упрощенная схема замещения разомкнутого кольца

Сопротивления участков:

1 – 2: r₁₂ = 6,53 Ом; х₁₂ = х₀ · l /n = 0,405 · 54 = 21,87 Ом

Z₁₂ = 6,53 + j 21,87 Ом;

2 – 5: r₂₅ = 34,24 Ом; х₂₅ = х₀ · l /n = 0,444 · 80 = 35,52 Ом

Z₂₅ = 34,24 + j 35,52 Ом;

1′ – 5: r_1′5 = 5,08 Ом; х_1′5 = х₀ · l /n = 0,405 · 42 = 17,01 Ом

Z_1′5 = 5,08 + j 17,01 Ом

Сначала рассчитаем распределение потоков в кольцевом участке без учета потерь мощности. Используем сопряженные значения сопротивлений участков.

Проверка:

S₁₂ + S_1′5 = S₂ + S₅

26,74 + j 12,52 + 38,26 + j 19,08 = 25 + j 12,2 + 40 + j 19,4 = 65 + j 31,6 МВА

Расчет мощностей произведен верно.

S₂₅ = S₁₂ – S₂ = 26,74 + j 12,52 – (25 + j 12,2) = 1,74 + j 0,32 МВА

Расчет замкнутого участка сети с учетом потерь мощности

«Разрежем» схему в узле 5:

Потери мощности в шунте линии 2 – 5:

b₂₅ = b₀ · l · n = 2,55 · 10^-6 · 80 = 2,04 · 10^-4 См;

Мощность в конце линии 2 – 5:

S^к₂₅ = S₂₅ – jQ = 1,74 + j 0,32 + j 1,24 = 1,74 + j 1,56 МВА

Потери мощности в линии 2 – 5:

Поток мощности в начале линии 2 – 5:

S^н₂₅= S^к₂₅ + ΔS₂₅ = 1,74 + j 1,56 + 0,02 + j 0,02 = 1,76 + j 1,58 МВА

Потери в трансформаторах узла 2:

(2ТРДН-25000/110)

Параметры трансформатора ТРДН-25000/110:

u_к = 10,5%, ΔР_к = 120 кВт, ΔР_х = 29 кВт, ΔQ_x = 200 квар,

R_тр = 2,54 Ом, Х_тр = 55,9 Ом

Полное сопротивление двух трансформаторов

Z_тр = (2,54 + j 55,9) / 2 = 1,27 + j 27,95 Ом

ΔS_т = ΔР_т + ΔQ_т = 0,13 + j 2,02 МВА

Потери мощности в шунте линии 1 – 2:

b₁₂ = b₀ · l · n = 2,81 · 10^-6 · 54 = 1,52 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 1 – 2:

S^к₁₂ = S₂ – jQ + S^н₂₅ + ΔS_т = 25 + j 12,2 + j 0,92 + 1,76 + j 1,58 + 0,13 + j 2,02 =

= 26,89 + j 14,7 МВА

Потери мощности в линии 1 – 2:

Поток мощности в начале линии 1 – 2:

S^н₁₂ = S^к₁₂ + ΔS₁₂ =26,89 + j 14,7 + 0,51 + j 1,7 = 27,4 + j 16,4 МВА

Потери в трансформаторах узла 5:

(2ТРДН-40000/110)

Параметры трансформатора ТРДН-40000/110:

u_к = 10,5%, ΔР_к = 175 кВт, ΔР_х = 42 кВт, ΔQ_x = 280 квар,

R_тр = 1,44 Ом, Х_тр = 34,8 Ом

Полное сопротивление двух трансформаторов

Z_тр = (1,44 + j 34,8) / 2 = 0,72 + j 17,4 Ом

ΔS_т = ΔР_т + ΔQ_т = 0,19 + j 3,15 МВА

Потери мощности в шунте линии 1′ – 5′:

b_1′5 = b₀ · l · n = 2,81 · 10^-6 · 42 = 1,18 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 1′ – 5′:

S^к_1′5 = S_1′5 – jQ + ΔS_т = 38,26 + j 19,08 + j 0,72 + 0,19 + j 3,15 =

= 38,45 + j 22,95 МВА

Потери мощности в линии 1′ – 5′:

Поток мощности в начале линии 1′ – 5′:

S^н_1′5′ = S^к_1′5′ + Δ S_1′5′ = 38,45 + j 22,95 + 0,84 + j 2,82 = 39,29 + j 25,8 МВА

Прямой ход первой итерации окончен.

Обратный ход первой итерации.

Определение напряжений в узлах.

Примем напряжение на шинах вторичной обмотки источника питания 1

U₁ = U₂ = U₃ = U₄ = U₅ = 115 кВ. Поперечную составляющую падения напряжения можно не учитывать.

Напряжение в узле 3:

Напряжение в узле 4:

Определение напряжений в узлах замкнутого участка

Напряжение в узле 5′:

Напряжение в узле 2:

Напряжение в узле 5:

Вторая итерация

Потери мощности в шунте линии 3 – 4:

b₃₄ = 1,7 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 3 – 4:

S^к₃₄ = S₄ – jQ + ΔS_т = 15 + j 7,3 + j 0,95 + 0,13 + j 2,09 = 15,13 + j 10,34 МВА

Потери мощности в линии 3 – 4:

Поток мощности в начале линии 3 – 4:

S^н₃₄= S^к₃₄ + ΔS₃₄ = 15,13 + j 10,34 + 0,48 + j 0,82 = 15,61 + j 11,16 МВА

Потери мощности в шунте линии 1 – 3:

b₁₃ = 2,66 · 10^-4 См;

Поток мощности в конце линии 1 – 3:

S^к₁₃ = S₃ – jQ + S^н₃₄ + ΔS_т = 20 + j 9,7 + j 1,63 + 15,61 + j 11,16 + 0,09 + j 1,57 = = 35,7 + j 22,49 МВА

Потери мощности в линии 1 – 3:

Поток мощности в начале линии 1 – 3:

S^н₁₃= S^к₁₃ + ΔS₁₃ = 35,7 + j 22,49 + 0,9 + j 1,55 = 36,6 + j 24,04 МВА

Потокораспределение мощности в кольцевом участке 1-2-5-1:

Потери мощности в шунте линии 2 – 5:

b₂₅ = 2,04 · 10^-4 См;

Мощность в конце линии 2 – 5:

S^к₂₅ = S₂₅ – jQ = 1,74 + j 0,32 + j 1,22 = 1,74 + j 1,54 МВА

Потери мощности в линии 2 – 5:

Поток мощности в начале линии 2 – 5:

Схема замещения сети А1.dwg

— 89.47 Кб (Скачать файл)

Схема проходной подстанции А3.dwg

— 149.16 Кб (Скачать файл)

Информация о работе Проектирование развития районной электрической сети