Задание
Спроектировать замкнутую районную электрическую сеть и распределительную сеть, питающуюся от районной сети.
Таблица 1. Параметры системы и линий
Схема распределительной
сети
Длина, км
Длина сети питания ГПП, км
Район климатических условий
A-a
c-a
b-d
A-c
c-d
a-b
Рис. 14
150
170
80
90
220
120
II
Таблица 2. Параметры системы
Мощность нагрузки / коэффициент
мощности в узлах, МВА
Точка подключения
ГПП
Мощность нагрузки ГПП, МВА
/
Т max
а
b
с
d
33/0.8
16/0.8
13/0.9
18/0.9
a
8/0.9
3500
Таблица 3. Данные трансформаторных подстанций
ТП №1
ТП №2
Мощность нагрузки ТП,
кВА
Длина сети,
питающей ТП, м
Схема соединения
400/0.8
500
Рад.
950/0.8
700
Маг.
Таблица 4. Данные трансформаторных подстанций
ТП №3
ТП №4
180/0.65
400
380/0.6
1200
Таблица 5. Данные асинхронных двигателей
Номер ТП, от которой питается сеть, питающая потребители
Длина сети, питающей РЩ, м
Двигатель М1
Двигатель М2
Мощ-ность, кВт
Длина сети, питаю-щей АД, м
Схема соеди-нения
2
110
75
50
Маг
55
25
Таблица 6. Данные асинхронных двигателей
Двигатель М3
Двигатель М4
Двигатель М5
35
125
30
40
Таблица 7. Данные осветительных сетей
Длина сети от шины до РЩ, м
Освещение
Мощность одной распределительной сети освещения, кВт
Длина распределительной осветительной сети, м
Кол – во распределительных осветительных сетей
190
15
9
Введение
Проектирование электрических сетей и систем в настоящее время является одной из ведущих направлений в современной энергетике, т. к. от правильного проектирования зависит уровень затрат при постройке линии, а так же величина потерь в линии при передаче электроэнергии от электростанции до потребителя.
Задачей проектирования является выбор схемы соединения и параметров отдельных элементов сети с учётом передаваемой мощности и длины линий. При этом учитываются так же условия будущей эксплуатации сети, а именно, экономичность её работы.
1. Составление схемы питания потребителей
Питание трансформаторных подстанций ТП №2, ТП №3 осуществляется по магистральной схеме от ГПП, а ТП №1, ТП №4 – по радиальной схеме.
Питание электродвигателей осуществляется как по магистральной так и по радиальной схеме от РЩ, запитанного от ТП №2.
Питание освещения производится по радиально – магистральной схеме.
Мощность двигателя потребляемая из сети
(1.1)
где = 0,89 по табл. 4.1 [3]
= 0,925 по табл. 4.1 [3]
= 91.1 кВА
Реактивная мощность двигателя
(1.2)
Активная мощность двигателя, потребляемая из сети
(1.3)
Аналогично определим мощности для остальных двигателей.
Результаты расчётов сведём в табл. 1.1
Таблица 1.1. Расчётные величины мощностей двигателей
М1
М2
М3
М4
М5
S, кВА
91.1
67.17
42.73
148.54
91.6
Р, кВт
81.08
59.78
38.46
133.69
81.52
Q, квар
41.54
30.63
18.62
64.74
41.77
Суммарная мощность двигателей
(1.4)
ΣSдв=81,08 + j41,54 + 59,78 +j 30,63 + 38,46 + j18,62 +133,69 + j64,74 + 81,59 + j41,77 = =254,07+j197,3 кВА.
Суммарная мощность нагрузки ТП №1
, (1.5)
где = 760 + j570 кВА по табл. 3
– суммарная мощность осветительной сети.
2. Определение мощности трансформаторов ГПП и ТП
При выборе мощности трансформаторов ГПП необходимо, чтобы в нормальном режиме загрузка их была не ниже 0,7, а в момент аварийного отключения одного из них. Оставшийся трансформатор работал с перегрузкой не более 40%. Поскольку производиться питание от ГПП потребителей 1 и 2 категорий, то на ГПП должно устанавливаться не менее двух трансформаторов с учетом, что в моменты аварии одного трансформатора второй трансформатор должен обеспечить всех потребителей. Цеховые трансформаторные подстанции выполняются однотрансформаторными.
Выбор трансформаторов ГПП [2]
(2.1)
где ;
n – количество трансформаторов на ГПП;
КЗ – коэффициент загрузки, КЗ=0,7
– мощность нагрузки ГПП
= 0,320+j0,240 МВА
= 1,14907+j0,7673 МВА
= 0,117+j0,13679 МВА
= 0,228+j0,304 МВА
Sнагр= 6.4 + j4,8 +0,320+j0,240 +1,149+j0,7673 +0,117+j0,1368 +0,228+j0,304 =
=7,214+j6,248 МВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 10 МВА
Выбор трансформаторов на однотрансформаторных ТП по [2]
(2.2)
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 400 кВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 1600 кВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 250 кВА
3. Определение предварительных потоков мощности на участках РЭС
Т.к. при определении распределения потоков мощности по участкам сети сечения проводов неизвестно, тогда предположим, что вся сеть выполнена проводами одного сечения, находим распределение мощности в сети по длинам участков.
Мощности нагрузок каждого узла РЭС.
S'a= 34,61+j26,05 МВА
Sb= 12,8+j9,6 МВА
S c= 11,7+j5,67 МВА
Sd=16,2+j7,85 МВА
Разносим нагрузку Sd
(3.1)
(3.2)
Суммарная нагрузка в точке b с учётом разнесённой нагрузки
(3.3)
Разносим нагрузку Sb
(3.4)
(3.5)
Эквивалентная длина участка ac
(3.6)
Разрежем кольцо по точке питания. Получим линию с двухсторонним питанием.
Определим мощность, протекающую на участке Аc» и Aa», согласно [1]
(3.7)
(3.8)
Определим мощность, протекающую по участку с "а»
Sc′′а′′=SAc′′ – Sc (3.9)
Определим мощность, протекающую по участку a'bc':
(3.10)
Определим мощность, протекающую по участку c'a′:
′ (3.11)
Определим мощность, протекающую по участку с′b′:
(3.12)
Определим мощность, протекающую по участку b'а':
(3.13)
Меняем направление потока мощности на противоположное:
Sа′b=13,05+j8,01 МВА
Определим мощность, протекающую по участку сd:
(3.14)
Определим мощность, протекающую по участку db:
(3.15)
Sbd=0,2 – j1,59 МВА
4. Выбор номинального напряжения РЭС
Для ориентировочного определения напряжения сети воспользуемся формулой Стилла, так как выполняется условие: P<60 МВт, l<250 км, согласно [1]
(4.1)
Определим номинальное напряжение на главных участках Ас и Aa:
кВ
Необходимо просчитать сеть при разных напряжениях для выбора экономически более выгодного. Зададимся напряжениями Uн=110 кВ и Uн=220 кВ.
5. Выбор сечения РЭС
По выбранному напряжению и предварительным потокам мощности определяем сечение проводов РЭС.
Uн = 110 кВ
Для определения сечения необходимо посчитать ток на каждом участке:
(5.1)
А
A
Требуемое сечение определим по формуле, согласно [1]
, (5.2)
где jэ – экономическая плотность тока, jэ=1,1А/мм2 при Т max >3500 час
мм2
Принимаем провод марки АС – 185.
Принимаем провод АСО-240.
Принимаем провод АС-70.
Принимаем провод АС-95.
Принимаем Uн = 220 кВ
Токи на участках:
Определим требуемые сечения:
Принимаем провод АСО – 240, так как при напряжении 220кВ это наименьшее допустимое сечение по короне [1].
Принимаем провод АСО-24
Таблица 5.1. Погонные параметры проводов
Номинальное сечение провода, мм
r0, Ом/км
x0, Ом/км
b0 ×10-6, См/км
110кВ
220 кВ
110 кВ
70
0,428
0,444
-
2,55
95
0,306
0,434
2,61
0,249
0,427
2,66
0,198
0,42
2,7
185
0,162
0,413
2,75
240
0,121
0,405
0,435
2,81
2,6
6. Определение потоков мощности при выбранном сечении проводов
Производим расчёт для номинального напряжения РЭС при Uн = 110 кВ
Определяем сопротивление участков сети согласно [1]:
, (6.1)
где r0 – погонное активное сопротивление линии,
, (6.2)
где x0 – погонное индуктивное сопротивление линии,
, (6.3)
где b0 – погонная ёмкостная проводимость линии,
Для участка Аа:
Ом
,
См
Результаты расчётов на остальных участках сведём в табл. 6.1
Таблица 6.1. Результаты расчётов сопротивлений участков сети
Участок сети
r, Ом
x, Ом
b ×10-6, См
Аа
24,3
61,95
412,5,
ab
51,36
53,28
306
Ac
10,89
36,45
252,9
bd
34,24
32,4
204
cd
67,32
90,86
605
cа
72,76
75,48
433,5
Страницы: 1, 2, 3
