Проектирование электроэнергетической системы (продолжительность использования наибольшей нагрузки во всех узлах > 5000 ч/год)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Северо-Западный государственный заочный технический университет

Кафедра электроснабжения

Курсовой проект

по предмету: « ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ»

Выполнил студент:  Гиндина  Якова  Самуиловича

Факультет:  ЭИ  Курс:  4

Специальность:  140211.65

Шифр: 7101031086

Дата защиты:

Оценка:

Подпись преподавателя:

Санкт-Петербург

2010

Задание на курсовой проект

Исходные данные

Проектируемая электроэнергетическая система представлена тремя развивающимися узлами нагрузки (2, 3 и 4) с расчетными мощностями Р₂, Р₃ и Р₄. Связь с существующей электроэнергетической системой осуществляется через узел 1, в котором находится мощная узловая подстанция.

В период максимальной нагрузки мощность, передаваемая через узел 1 к узлам 2, 3 и 4, ограничена величинами Р₁ и Q₁.

Система является дефицитной по активной мощности (Р₁<Р₂+Р₃+Р₄), поэтому в узле 2, где имеются мощные потребители тепловой энергии, планируется строительство ТЭЦ, от шин генераторного напряжения которой будет получать питание нагрузка узла 2, а избыточная мощность ТЭЦ будет передаваться к узлам 3 и 4.

Рис. 1. Схемы расположения узлов проектируемой системы

Масштаб: 1см =15 км

1. Во всех узлах нагрузки имеются электроприемники 1, 2 и 3-й категорий по надежности электроснабжения.

2. Коэффициенты реактивной мощности нагрузок в узлах 2, 3 и 4 соответственно составляют   tg₂ = 0,7; tg₃ = 0,8; tg₄ = 0,9.

3. Продолжительность использования наибольшей нагрузки во всех узлах Т_max > 5000 ч/год.

4. Номинальные напряжения на шинах подстанции в узле 1  U_1ном=110 и 220 кВ; уровень напряжения в период наибольшей нагрузки U₁=1,05U_1ном.

5. Мощность собственных  нужд (с.н.) ТЭЦ  Р_сн составляет приблизительно 10 % от мощности станции; коэффициент реактивной мощности tg_сн =1,0.

Содержание

I. Баланс активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ.

II. Обоснование схемы и напряжения электрической сети.

III. Составление баланса реактивной мощности, размещение компенсирующих устройств.

IV. Выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи.

V. Выбор трансформаторов ТЭЦ и подстанций.

VI. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к высшему напряжению.

VII. Расчет установившегося режима электрической сети.

VIII. Регулирование напряжения в узлах нагрузки.

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту

                                        По предмету: ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ И               

                                                 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

Тема проекта: Проектирование энергосистемы

             Специальность 140211.65

             Курсовой проект выполнил студент: Гиндин Я. С.

              4 курса ЭИ

              Шифр: 7101031086

Санкт-Петербург

2010

I. Баланс активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ

Баланс активной мощности, составляемый для режима максимальной нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и потребляемой мощностей  в электроэнергетической системе

Р₁+Р_тэц = (Р₂+Р₃+Р₄)+DР_S+Р_сн,

50+Р_тэц = (40+30+50)+12+0,1Р_тэц                                          

где P₁ = 40 МВт– мощность, передаваемая через подстанцию в узле 1;

Р_тэц – мощность ТЭЦ;

P₂ =40 МВт, P₃ =30 МВт, P₄ =50 МВт –мощности нагрузок в узлах 2, 3, 4;

DР_S– суммарные потери мощности в электрической сети, ориентировочно составляет 5…10 % от суммарной потребляемой активной мощности в системе 

DР_S = 0,1(Р₂+Р₃+Р₄) = 0,1(40+30+50) = 12МВт

Р_сн = 0,1Р_тэц – мощность собственных нужд ТЭЦ.

Из уравнения баланса с учетом определяем мощность Р_тэц:

50+Р_тэц = (40+30+50)+11+0,1Р_тэц        ;    141 = 141,1

Р_тэц = 91 МВт

 В соответствии с табл. 3 УМК выбираем количество и мощность генераторов ТЭЦ: турбогенератор Т-32 в количестве 3-х штук, технические данные генераторов представлены в табл.1.                                                                                                

Таблица 1. Технические данные выбранного генератора

Определяем суммарную установленную мощность ТЭЦ:

Р_{тэц у}  == 3·32 = 96 МВт;   

Q_{тэц у}  = Р_{тэц у} tgj_ном = 96·0,75 = 72 Мвар,                                                       

Мощность, выдаваемая ТЭЦ в систему:

Р _{тэц с}=Р_{тэц у} -Р_сн -Р₂ =  96 – 9,6 – 40 = 46,4 МВт,

Q_{тэц с}=Q_{тэц у} -Q_сн -Q₂=  72 – 9,6 - 28 = 34,4 Мвар,

S_{тэц с}== 57,8 МВА,                           

где  Р_сн = 0,1 Р_{тэц у}  = 0,1·96 = 9,6 МВт - активная мощность собственных нужд ТЭЦ;

Q_сн = Р_сн tgj_сн = 9,6·1,0 = 9,6 Мвар - реактивная мощность собственных нужд ТЭЦ;

Q₂ = Р₂ tgj₂ = 40·0,7 = 28 Мвар -  реактивная мощность нагрузки в узле 2.

II. Обоснование схемы и напряжения электрической сети

Электрическая  сеть  должна  обеспечивать  надежное электроснабжение потребителей и требовать для своего развития наименьших затрат материальных ресурсов. С этих позиций намечаем схему проектируемой электрической сети.

Для приведенного на рис. 2,а взаимного расположения узлов 1, 2, 3 и 4 примем к рассмотрению три возможных варианта электрической сети:

- два варианта замкнутой кольцевой (рис.2, б и в);

- комбинированная (замкнутая кольцевая и двойная радиальная сеть - рис.2,г).

Рис.2 Варианты развития электрической сети

          Все три варианта удовлетворяют требования надежности:

1. Связь ТЭЦ с подстанцией в узле 1 сохраняется при отказе одной любой линии электропередачи;

2. Электроснабжение узлов 3 и 4 должно обеспечиваться при отказе одной любой линии электропередачи;

Из соображений экономичности  принимаем для дальнейшего рассмотрения вариант электрической сети, соответствующий минимальной суммарной длине линий электропередачи:

Длина линий составляет для схемы рис.2 б - 135 км, рис.2 в - 135 км, рис.2 г - 136,5 км.

Из сопоставления схем видно, что замкнуты кольцевые сети (рис.2 б и в) имеют одинаковую суммарную длину линий в одноцепном исполнении. Ддя дальнейшего рассмотрения принимаем схему, представленную