Проектирование и расчет электрической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ЭЛСИ

Проектирование и расчет электрической сети

Курсовой проект по дисциплине “Электрические системы и сети”

Выполнил: студент группы 9А25                                                     

Проверил: ст. преподаватель:                                                           

Томск 2005

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….3

1. Выбор вариантов распределительной сети……………………………………………..4

2. Технико-экономическое сравнение вариантов сети…………………………………..18

3. Точный электрический расчет максимального режима………………………………23

Заключение..…………………………………………………………………………………...

Список используемых источников…………………………………………………………..

Введение

Целью курсового проектирования является разработка электроэнергетической сети 110-220 кВ для снабжения четырех потребителей. Необходимо провести расчет двух вариантов схем энергоснабжения: радиальной, замкнутой. Рассчитать и выбрать марку проводов для ВЛЭП, количество и марку трансформаторов на подстанциях и провести для них все необходимые проверки.

Необходимо провести технико-экономическое сравнение вариантов схем энергоснабжения и по его результатам выбрать экономически обоснованную схему.

Помимо общепринятых задач, решаемых при проектировании электрической части электрической сети в настоящем курсовом проекте решаются следующие задачи с элементами научных исследований:

·  анализ вариантов электрической сети по конфигурации и напряжению и принятие решения;

·  анализ технико-экономических показателей вариантов сети с учетом ее надежности и обоснование принятого решения;

·  поиск и обоснование целесообразного пути снижения потерь электрической энергии.

·  освоение о практическое применение навыков программирования на ПЭВМ и расчёты режимов сети на промышленной программе DAKAR.

1. Выбор вариантов распределительной сети:

1.1  Изобразить на координатной плоскости расположение всех РЭС и подстанций

Длины участков:

            

1.2  Расчет мощностей нагрузок

	п/ст1	п/ст2	п/ст3	п/ст4
P, МВт	60	16	26	8
cosφ	0.8	0.79	0.82	0.76
Q, МВАр	45	12.42	18.15	6.84
S, МВА	75	20.25	31.7	10.52

   

1.3 Разработка и выбор конфигурации э/сети

Предварительный расчет потокораспределения

Основным условием для выбора одной конфигурации из равнозначных является условие:

 Выбор радиальной сети

Расчет потокораспределения

Вариант а) (рис.2)

Вариант б) (рис.3)

Исходя из условия  выбираем вариант а)

1.4 Выбор замкнутой сети

Целесообразно изобразить одну схему, соблюдая условие: наличие головного участка и узловой подстанции.

1.5 Выбор номинальных напряжений сети

Номинальное напряжение сети предварительно определяется по формуле Илларионова:

, где L – длина линии, км,

P – активная мощность, протекающая по линии, МВт

n – количество линий электропередач. (n = 2, т.к.            потребитель I и II категорий).

а) Радиальная сеть

 принимаем

 принимаем

 принимаем

 принимаем

б) Замкнутая сеть

По правилу моментов

Проверка:

 принимаем

 принимаем

 принимаем

 принимаем

 принимаем

1.6 Выбор сечения проводников.

Выбор сечения проводников проводим по экономическим интервалам токов

а) Радиальная сеть

, где (для 110-220 кВ) =1.05

  

для участка 3 – 4:

 (табл. 4-9)

По табл. 7.8 выбираем провод АС-70

для участка 3 – 2:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-70

для участка 3 – 1:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

для участка 0 – 3:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

б) Замкнутая сеть

Для участка 0 – 3:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

Для участка 3 – 4:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

Для участка 3 – 2:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-185

Для участка 4 – 1:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-240

Для участка 2 – 1:

По табл. 7.8 выбираем провод АС-120

1.7 Проверка выбранных сечений

В методе экономических интервалов уже предусмотрены проверки проводов по механической прочности и по потерям на корону.

Проверка на механическую прочность: сечение проводов не должно быть меньше 35 мм².

Проверка по потерям на «корону» при классе напряжения 110 кВ сечение проводов не должно быть меньше 70 мм², при классе напряжения 220 кВ сечение проводов не должно быть меньше 240 мм².

Проверка сечений проводов по нагреву:

а) Радиальная сеть

Для участка 0-3

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-240/32

 - проверка не пройдена.

Выбранное сечение провода АС 240 не проходит проверку по нагреву при U_ном=110 кВ, в связи с этим за неимением возможности увеличить сечение, т. к. это максимальное сечение при 110 кВ. На участке 03 принимаем класс напряжения

220 кВ.

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-240/32

 - проверка пройдена.

 

Для участка 3-4

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-70/11

 - проверка пройдена

Для участка 3-1

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-120/19

 - проверка не пройдена

Выбираю провод  АС-150/19

 

 - проверка пройдена

Для участка 3-2

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-70/11

 - проверка пройдена

б) Кольцевая сеть

Для участка 0-3

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-240/32

 - проверка не пройдена.

Выбранное сечение провода АС 240 не проходит проверку по нагреву при U_ном=110 кВ, в связи с этим за неимением возможности увеличить сечение, т. к. это максимальное сечение при 110 кВ. На участке 03 принимаем класс напряжения

220 кВ.

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-240/32

 - проверка пройдена.

 

Для участка 3-4

Обрыв 3-2

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-120/19

 - проверка не пройдена

Выбираю провод  АС-240/32

 

 - проверка пройдена

Для участка3-2

Обрыв 3-4

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-240/32

 - проверка пройдена

Для участка 4-1

Обрыв 3-2

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-185/29

 - проверка пройдена

Для участка 1-2

Обрыв 3-4

Сравниваю  с  по табл.7.12 для провода АС-120/19

 - проверка пройдена

Таблица параметров ЛЭП

Вариант схемы сети	Участок ЛЭП	Uн, кВ	n	l, км	Марка провода	r0 ,Ом/км	x0 ,Ом/км	b , См/км	z/n , Ом	B , См	Qc, МВАр
Радиальная	0-3	220	2	25	АС-240/32	0,12	0,43	0,0266	1,5+j5,375	1,3	6,292
	3-4	110	2	24	АС-70/11	0,428	0,444	0,0255	5,136+j5,328	1,224	1,481
	3-2	110	2	15	АС-70/11	0,428	0,444	0,0255	3,21+j3,33	0,765	0,93
	3-1	110	2	23	АС-150/24	0,198	0,42	0,027	2,277+j4,83	1,242	1,503
Замкнутая	0-3	220	2	25	АС-240/32	0,12	0,43	0,0266	1,5+j5,375	1,3	6,292
	3-4	110	1	24	АС-240/32	0,12	0,43	0,0266	2,88+j10,32	0,624	0,76
	4-1	110	1	17,5	АС-185/29	0,162	0,413	0,0275	2,835+j7,228	0,481	0,58
	2-1	110	1	22,5	АС-120/19	0,249	0,427	0,0266	5,603+j9,607	0,598	0,72
	3-2	110	1	15	АС-240/32	0,12	0,43	0,0266	1,8+j6,45	0,39	0,47

Здесь r₀, x₀, b₀ – из табл. 7.5, 7.6 [1, с.277-278]

r_л=r₀*l/n, Ом;     

x_л=x₀*l/n, Ом;

b_л=b₀*l*n, См;

Q_C=B_л*U²_НОМ, МВАр;

1.8. Проверка сети по допустимым потерям напряжения

В максимальном режиме должно выполняться условие SDU_i ≤ U_ДОП=15%*U_НОМ:

при U_НОМ=220 кВ, DU_ДОП=33 кВ;

при U_НОМ=110 кВ, DU_ДОП=16,5 кВ;

В послеаварийном режиме должно выполняться условие SDU_i ≤ U_ДОП=25%*U_НОМ:

при U_НОМ=220 кВ, DU_ДОП=55 кВ;

при U_НОМ=110 кВ, DU_ДОП=27,5 кВ;

1.8.1. Радиальная сеть

1.8.1.1. Максимальный режим

DU₀₃=[(P₀₃*r_Л03/n + Q₀₃*x_Л03/n)+j(P₀₃*x_Л03/n - Q₀₃*r_Л03/n)]/U_НОМ=[(1,5*110+5,375*

*82,41)+j(5,375*110-1,5*82,41)]/220=3,763+j2,126=3,48e ^j37,57 кВ < DU_ДОП=33 кВ

DU₃₂=(P₃₂*r_Л23/n + Q₂₃*x_Л23/n)/U_НОМ=(3,21*16+3,33*12,42)/110=0,843 кВ<DU_ДОП=16,5 кВ

DU₃₄=(P₃₄*r_Л34/n + Q₃₄*x_Л34/n)/U_НОМ=(5,136*8+5,328*6,84)/110=0,705 кВ<DU_ДОП=16,5 кВ

DU₃₁=(P₃₁*r_Л31/n + Q₃₁*x_Л31/n)/U_НОМ=(2,277*60+4,83*45)/110=3,218 кВ< DU_ДОП=16,5 кВ

1.8.1.2. П/АВ режим

DU₀₃=[(P₀₃*r_Л03/n + Q₀₃*x_Л03/n)+j(P₀₃*x_Л03/n - Q₀₃*r_Л03/n)]/U_НОМ=[(3*110+10,75*

*82,41)+j(10,75*110-3*82,41)]/220=5,527+j4,251=6,97 e ^j37,56 кВ < DU_ДОП=55 кВ

DU₃₂=(P₃₂*r_Л23/n + Q₂₃*x_Л23/n)/U_НОМ=(6,42*16+6,66*12,42)/110=1,686кВ<DU_ДОП=27,5кВ

DU₃₁=(P₃₁*r_Л31/n + Q₃₁*x_Л31/n)/U_НОМ=(4,554*60+9,66*45)/110=6,436кВ