Проектирование развития районной электрической сети

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Апреля 2013 в 23:58, 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.
Выбрать число параллельных цепей и сечения линий электропередачи для каждого варианта схемы сети по экономическим интервалам с учетом возможных послеаварийных состояний сети

Скачать архив (749.42 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Файлы: 1 файл

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:

Информация о работе Проектирование развития районной электрической сети