Районная электрическая сеть

Электрический расчет производим для двух режимов:

режим максимальных нагрузок;

послеаварийный режим. При расчете этих режимов используются следующие формулы:

мощность в конце линии:(7.5)потери в линии:(7.6)мощность в начале линии: (7.7)поток мощности в линии:(7.8)Режим максимальных нагрузок. Линия Т5.МВАРасчет для остальных линий аналогичен приведенному выше, сведем его результаты в таблицу 23. Электрический расчет для режима максимальной мощности. Таблица 23 Линия.

Мощность конца линииSЛК, МВАПотери мощностиSЛ, МВАМощность начала линииSЛН, МВАПоток мощностиSЛ, МВАТ567,92+j25.3421,363+j2,14 166,557+j27,48 366,557+j17,8 935 451,92+j20,1460,696+j1,3 251,224+j21,17 851,224+j13,2 084 211,968+j3,9440,018+j0,3 311,95+j3,97 711,95-j0,743 238,124-j3,7560,016+j0,018,14-j3,7468,14-j8,4 663 150,124+j22,2240,61+j0,74 349,514+j22,96 749,514+j16,6 271 638,124+j10,4140,271+j0,66 737,853+j11,8 137,853+j1,931Т664,124+j30,0121,091+j1,22 363,033+j31,23 563,033+j24,745Послеаварийный режим. Расчет послеаварийных режимов производится для максимальных нагрузок. В дальнейшем будем рассматривать обрыв одной цепи линии Т5 В кольце. При этом вся мощность будет проходить по второй цепи. Линия Т6.Расчет для остальных линий аналогичен, сведем его результаты в таблицу 24. Электрический расчет для послеаварийного режима. Таблица 24 Линия.

Мощность конца линииSЛК, МВАПотери мощностиSЛ, МВАМощность начала линииSЛН, МВАПоток мощностиSЛ, МВА5451,92+j20,1460,734+j1,8 951,186+j21,23 551,186+j13,2 654 211,968+j3,9440,019+j0,3 511,949+j3,97 911,949-j0,741 238,124-j3,7560,017+j0,0118,141-j3,7458,141-j8,4 653 150,124+j22,2240,643+j0,78 449,481+j23,849,481+j16,6 681 638,124+j10,4140,286+j0,70 437,838+j11,11 837,838+j1,968Т664,124+j30,0121,151+j1,29 162,973+j31,30 362,973+j24,813На следующем этапе расчета определяются напряжения в узловых точках. Исходными данными при этом служат: напряжение в точках сети, т. е. на шинах системной подстанции, и значение мощностей в начале каждой схемы замещения, определенные на первом этапе. Напряжения в узловых точках в режиме максимальных нагрузок. Напряжение на источнике питания составляет UВ =1,13;Uном =248,6кВ.Напряжение в k-м узле находится по формуле:(7.9)кВ.кВ.кВ.кВ.кВ.кВ.Напряжения в узловых точках в послеаварийном режиме. Рассматриваем обрыв одной цепи линии T5. Напряжение на источнике питания составляет UВ=1,1Uном =242кВ.кВ.кВ.кВ.кВ.кВ.кВ.8 Регулирование напряжения в сети.

Одним из важнейших показателей качества электроэнергии служит отклонение напряжения. Установленные ГОСТом нормы на отклонение напряжения в определенной степени обеспечиваются средствами регулирования напряжения. Наиболее эффективным методом регулирования напряжения является регулирование под нагрузкой (РПН). Они способны обеспечивать любой вид регулирования напряжения, включая и встречное регулирование. Согласно ПУЭ, на шинах 10 кВ подстанций должен осуществляться закон встречного регулирования напряжения от +5 (или более) до 0% при изменении нагрузки подстанций от наибольшей до наименьшей. Обычно при наибольших нагрузках достаточны отклонения напряжения на этих шинах в пределах 5…6%.Режим максимальных нагрузок. Для пункта 6. Напряжение на шинах НН, приведенное к стороне ВН, определяется по формуле:(8.1)где Рн, Qн — активная и реактивная мощности нагрузки в рассматриваемом режиме;RТ, ХТ — активное и реактивное сопротивления трансформаторов с учетом количества параллельно работающих трансформаторов, Ом. Число рабочих ответвлений понижающих трансформаторов, а также линейных регулировочных трансформаторов:(8.2)где Uнн, Uвн- номинальные напряжения обмоток НН и ВН;Uн.жел- желаемое напряжение на шинах НН;Uотв- степень регулирования напряжения в процентах. Вычисленное значение округляется до ближайшего целого числа nотвc учетом максимального числа ответвлений, которое может колебаться от 8 до 10 для различных типов трансформаторов. Принимаем nотв=6.Действительное напряжение на шинах НН:(8.3)кВ.Отклонение напряжения на шинах ННот номинального (Uном= 10кВ):(8.4)Расчеты для остальных подстанций сведем в таблицу25. Таблица 25. Результаты расчетов ответвлений трансформаторов в максимальном режиме работы сети. ПСU’Н, кВnотв.

жилnотвUН, кВU, %1234,8433,91 546,2914,852 232,7573,381 410,3923,923 233,1883,49 146,2474,1 174 242,7565,939 610,494,95 237,9044,698 510,4484,486 241,8895,71 866,2714,517Послеаварийный режим. Для пункта 4: Расчеты для остальных пунктов сведем в таблицу 26. Таблица 26. Результаты расчетовответвлений трансформаторов в послеаварийном режиме работы сети. ПСU’Н, кВnотв.

жилnотвUН, кВU,%1230,2012,72 736,2714,5 172 232,1853,234 410,3663,663 228,1092,19 136,2143,5 674 227,6792,81 210,5155,155 232,6543,354 410,3873,876 222,9780,87 816,2874,7839 РАССЧЕТ ВЛ 220 КВПроизведем расчет перехода проектируемой ВЛ 220 кВ АС-120 через реку шириной L=200м, в IV климатическом районе с диапазоном температур:

Сечение алюминия, FА=115 мм2; сечение сталиFСТ=22мм2; общее сечение провода, FО=137 мм2; диаметр проводаd=15,2 мм²; вес 1 км равен 492 кг. Рассчитаем удельные нагрузки.

Нагрузка от собственного веса провода2. Нагрузка от веса гололёда (гололёд на проводе имеет цилиндрическую форму).- удельный вес гололёда.

— толщина гололёда 3. Нагрузка от веса провода с гололёдом.

4. Нагрузка от давления ветра на провод без гололёда. Значение (скоростной напор ветра) q=50кг/м2берём из таблицы [6, стр.

25]. Значение, а (коэффициент неравномерности) получаем нтерполяцией.

а=0,783 [6, стр.

31] Значение СХ=1,2(аэродинамический коэффициент) также берём в таблице [6, стр.

30]. Интерполяцияа:

Для q=40кг/м2 дляq=55кг/м2 указаны значения коэффициента. По ним находим истинное значение а=0,783. через скоростной напор.

через скорость ветра 5. Нагрузка от давления ветра на провод с гололёдом. При этом 0,25q при гололёде, а=1 [6 стр. 30] СХ не меняется.

6. Нагрузка от давления ветра и веса провода без гололёда.

7. Нагрузка от ветра и веса провода с гололёдом. Теперь можно определить критические пролёты. Исходные данные берём из таблиц. [6, стр.

52]Допускаемые напряжения: [6, стр.

52](Три допускаемых напряжения (при наибольшей нагрузке, при низшей температуре и среднегодовой температуре) принимались до 1975 года для сталеалюминиевых проводов (высокое — при гололеде, ниже — при низшей температуре), для монометаллических проводов одинаковые. В 1975 году установлены допускаемые напряжения при низшей температуре такие же, как и при наибольшей нагрузке.)Данные «n».

— ных и «m».

— ных условий выбираем по таблице, данной в теории. Выбираем также, какие нагрузки мы должны учесть из условий задачи. В результате нами получен случай, когда. Расчётным будет являться второй критический пролёт ()В нашем случаеl=200м, то есть. Отсюда следует, что расчётными условиями будут являться условия наибольших нагрузок (гололёд).Для определения наибольшей стрелы провеса провода нужно определить напряжения в проводе при различных атмосферных условиях. Расчёт производим по уравнению состояния провода где

— напряжение в материале провода при изменяющихся атмосферных условиях (см. теорию).

— действительная (заданная) длина пролёта.

— нагрузка на каждом из сочетаний атмосферных условий

— модуль упругости.

— сравниваемое напряжение в материале провода. В данном случае получились гололёдные условия; в соответствии с этим напряжением:

— нагрузка при сравниваемых атмосферных условиях —

— в нашем примере.

— соответственно, в нашем примере-температура гололёдообразования (-5ºС). —  температура соответствующего сочетания атмосферных (климатических) условий. Необходимо брать поочередно каждое сочетание климатических условий и определять напряжение в проводе, сравнивая с гололёдными «m».

— ными условиями. I сочетание (провода покрыты гололёдом;Из нашего предыдущего решения расчётные условия — гололёдные, то естьII сочетание (провода покрыты гололёдом, ветра нет;)Сравниваем все сочетания с гололёдными условиями («m».

— ные условия) Решаем это кубическое уравнение на логарифмической линейке [6, стр.

49]. III сочетание (скоростной напор — гололёда нет).IV сочетание (гололёда и ветра нет; среднегодовая температура —).В нашем примере (то же).V сочетание (ветра и гололёда нет).VI сочетание (

— режим низшей температуры; ветра и гололёда нет).VII сочетание (

— режим высшей температуры; ветра и гололёда нет).Теперь можно определить стрелы провеса. Нас интересует (для правильного выбора высоты опоры) наибольшая стрела провеса. Наибольшая стрела провеса может быть в двух вероятных случаях: при гололёде (наибольшая нагрузка) без ветра; при меньшем напряжении в проводе при первой удельной нагрузке, то есть при высших температурах.

1. Определим стрелу провеса при гололёде без ветра (нет горизонтального отклонения проводов) — вероятное условие наибольшей стрелы провеса. В нашем примере определяем удельную нагрузку γ3 (II сочетание климатических условий).Напряжение, по которому проводим расчёт берём также из II сочетания климатических условий по предыдущему расчёту.

2. Определим стрелу провеса при наименьшем напряжении в проводе, режиме наивысших температур — также вероятное условие наибольшей стрелы провеса. Это VII сочетание климатических условий. Из этих двух вероятных наибольших стрел провеса наибольшей получилась стрела провеса при II сочетании климатических условий. Итак, fНБ ==7,35мРис. 12 Переход ВЛ 220 кВ через реку шириной 200 м.1 — концевая опора; 2 — гирлянда изоляторов; 3 — переходная промежуточная или анкерная опора; 4 — провод;

Заключение

.

В данном курсовом проекте был рассмотрен технический и экономический расчет электроснабжения районной электрической сети. На основании проведенного технико-экономического сравнения вариантов был выбран наиболее надежный и с наименьшими потерями вариант сети, в котором пункты соединены между собой в кольцо с применением одноцепных ВЛ. Проведенные расчеты показали необходимость использования линии электропередач напряжением 220кВ, которые исполнены проводами марки АС на стальных опорах. На подстанциях были применены двухобмоточные трансформаторы марок ТРДТН. Так же были проведены расчеты потерь напряжения и мощности в линиях, которые показали что потери напряжения в линиях соответствуют предъявляемым требованиям. Была просчитана регулировка напряжения с помощью РПН. Для выбранной схемы сети определены потери напряжения, которые не превышают 3,5% от номинального в режиме передачи максимальной мощности и 12% при аварии в сети. Для обеспечения необходимого уровня напряжения у конечных потребителей применяется встречное регулирование напряжения. Стоимость сооружения и эксплуатации спроектированной сети составила 956 398 тыс.

руб. Удельная себестоимость передачи электроэнергии в такой сети составила 0,33 руб/кВтч.

ЛИТЕРАТУРА

1. Волкова Т. Ю., Ишмеев Т. А. Проектирование электрической сети: Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети» / Т. Ю Волкова, Т. А. Ишмеев. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т.; Сост. — Уфа, 2005.

— 42 с.

2. Правила устройства электроустановок. Изд. 7-ое, перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 2003 г. — 549 с.

3. Кабышев А. В., Обухов С. Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учебное пособие / А. В. Кабышев, С. Г. Обухов. Том. политехн. ун-т. — Томск, 2005. — 168 с.

4. Трунина Е. Р. Районная электрическая сеть электроэнергетической системы/ Методические указания, Йошкар-Ола, 2000 г. — 55с. 5. Справочник по проектированию электрических сетей /под ред. Д.

Л. Файбисовича. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.

: ЭНАС, 2012. — 376 с.

6. Крюков К. П., Новгородцев Б. П. Конструкции и механический расчёт линий электропередачи, стр.