Расчет районной электрической сети

Введение

Производство электроэнергии растет во всем мире, что сопровождается ростом числа электроэнергетических систем, которое идет по пути централизации выработки электроэнергии на крупных электростанциях и интенсивного строительства линий электропередач и подстанций.

Задачей проектирования энергосистем является разработка с учётом новейших достижений науки и техники, и технико-экономическое обоснование решений, определяющих формирование энергетических объединений и развитие электрических станций, электрических сетей и средств их эксплуатации и управления, при которых обеспечивается оптимальная надёжность снабжения потребителей электрической энергией в необходимых размерах и требуемого качества с наименьшими затратами.

Основной целью расчетов режимов при проектировании электрических сетей является определение их параметров, характеризующих условия в которых работают оборудование сетей и ее потребители, а также определение потерь напряжения. Результаты расчетов режимов сетей являются основой для оценки качества электроэнергии, выдаваемой потребителям, допустимости рассматриваемых режимов с точки зрения работы оборудования сети, а также выявления оптимальных условий энергоснабжения потребителей.

В успешном решении поставленных задач необходимо правильное формирование конфигураций, схем и выбора параметров электрических сетей районов, являющихся связующей подсистемой между электростанцией и электроустановками непосредственных потребителей электроэнергии.

Целью данного дипломного проекта является расчет оптимального варианта схемы районной электрической сети для электроснабжения потребителей I категории, а также проектирование одной из выбранных понижающих подстанций.

Расчет районной электрической сети

Исходные данные

Спроектировать электрическую сеть напряжением 110 кВ для электроснабжения шести потребителей от одного источника питания. На рисунке 1.1 приведена схема расположения узлов нагрузки в электрической сети.


	1				3
		2
				4
А
			5
	6

Рис. 1.1. Географическое расположение источника питания «А» и 6 узлов нагрузки.

- Масштаб: в 1 клетке - 4 км;

- Коэффициент мощности на подстанции "А", отн. ед. ;

- Напряжение на шинах подстанции "А", кВ: , ;

- Число часов использования максимальной нагрузки: ;

- Максимальная активная нагрузка на подстанции, МВт: , , , , , .

- Коэффициенты мощности нагрузки на подстанциях имеют следующие значения: , , , , , .

- В составе потребителей на всех ПС имеются нагрузки I категорий по надежности электроснабжения.

1.2 Выбор вариантов схемы районной электрической сети

Выбор рациональной схемы электрической сети производится на перспективу 5 – 10 лет, на основе технико-экономического сопоставления ряда её вариантов. При составлении вариантов конфигурации сети следует исходить из следующих соображений.

1. Суммарная длина всех линий должна быть как можно меньше;

2. Передача электрической энергии от источника к пунктам потребления должна производиться по кратчайшему пути с меньшим числом трансформации;

3. Разработку вариантов следует начинать с наиболее простых конфигураций сетей - радиальных, магистрально-радиальных, кольцевых;

4. Каждый составленный вариант конфигурации электрической сети должен удовлетворять условиям надежности, среди которых важно следующее:

Согласно ПУЭ при наличии потребителей I и II категорий на ПС электроснабжение от сетей энергосистемы должно выполняться не менее чем по двум линиям, подключенным к независимым источникам питания.

Сопоставимые варианты должны отвечать условиям технической осуществимости каждого из них по параметрам основного электрооборудования (провода, трансформаторы и т.п.), а также быть равноценными по надежности электроснабжения потребителей, относящихся к первой категории по [1, 6].

Рассмотрим следующие варианты схем районной электрической сети:

1. Лучевая схема: 2. Смешанная схема:

3. Смешанная схема: 4. Смешанная схема:

5. Смешанная схема: 6. Смешанная схема:

7. Радиальная схема: 8. Радиальная схема:

Рис.1.2. Варианты схем электрической сети.

Проведем расчет суммарных длин линий (км) каждой схемы и определим необходимое количество выключателей для каждой схемы. Результаты расчета представим в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Сравнительная характеристика схем электрической сети 110 кВ

Схема №	1	2	3	4	5	6	7	8
∑ В	24	24	23	22	20	20	18	20

Где ∑В – суммарное количество выключателей. Для дальнейших расчетов выбираем схемы № 6 и № 7.

Применение схем РУ 10 кВ

На подстанциях №1, 2, 3, 4, 5, 6 для стороны низшего напряжения применяем схему 10(6) – «две одиночные секционированные выключателями системы шин», так как на всех этих подстанциях установлены два трансформатора с расщепленной обмоткой НН (рис. 1.11).

Рис. 2.11. Схема РУ 10 кВ

Максимальный режим

Целью расчета максимального режима сети обычно является проверка выполнения технических условий, то есть соответствие токов в отдельных элементах и напряжений в узлах сети допустимыми значениями.

Послеаварийный режим

Особо тяжелыми для работы сети могут оказаться так называемые послеаварийные режимы, которые возникают поле каких-либо отключений, вызванные повреждением оборудования. Рассмотрим послеаварийные режим, возникающий при наибольших нагрузках сети, когда требуется мобилизация всех имеющихся возможностей.

Заключение

Спроектированная в данной работе районная электрическая сеть 110/10кВ удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения.

Во первом разделе произведен расчет перетоков активной мощности, баланс активной и реактивной мощности. Выбраны номинальное напряжение сети, тип, мощность и место установки компенсирующих устройств (КУ), силовые трансформаторы понизительных ПС, сечение проводников воздушных линий электропередач, схемы электрических подстанций. Проведен сравнительный расчет технико-экономических показателей. Определены капиталовложения в сеть, составлен график платежей. Далее произведен расчет режимов сети: максимальный и послеаварийный. В данных режимах определено: расчетная нагрузка ПС, потери в трансформаторах, перетоки мощностей с учетом потерь в линии, значение напряжения в узловых точках, регулирование напряжения в сети.

Во втором разделе расчет режимов районной электрической сети 110 кв.

Список литературы

1. Справочник по проектированию электрических сетей / Под ред. Д. Л. Файбисовича. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2007. – 352 с.: ил.

2. Справочник по проектированию электроэнергетических систем./Под ред. С.С.Рокотяна и И.М.Шапиро. Третье издание, перераб. и доп.–М.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Электроэнергетические системы и сети в примерах и иллюстрациях. Учеб. пособие для вузов/Ю. Н. Астахов, В. А. Веников, В. В. Ежков и др., Под ред. В. А. Веникова. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 504с., ил.

4. Рыжов Ю. П. Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения: учебник для вузов / Ю. П. Рыжов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 488 с.: ил.

5. Электротехнический справочник: В 4т. Т.3. Производство, передача и распределение электрической энергии/ Под общ. ред. профессоров МЭИ В. Г. Герасимова и др. (гл. ред. А. И. Попов). - 8-е изд., испр. и доп.-М.: Издательство МЭИ, 2002-964 с.

6. Правила устройства электроустановок, М.: ЗАО «Энергосервис», 2009.

7. Лыкин А. В. Электрические системы и сети: Учеб. пособие. - М.: Университетская книга; Логос, 2006. – 254с

8. Герасименко А. А. Передача и распределение электрической энергии: Учебное пособие/ А. А. Герасименко, В. Т. Федин. – Ростов-н/Д.: Феникс; Красноярск: Издательские проекты, 2006. – 720 с. (Серия «Высшее образование»).

9. Электрические системы. Электрические сети: Учеб. для энерг. спец. вузов/ В.А.Веников, А.А.Глазунов, Л.А.Жуков и др.; Под ред. В.А. Веникова. Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Высш.шк.,1994.

10. Макаров Е. Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4 – 35 кВ и 100 – 1150 кВ / Под редакцией И. Т. Горюнова, А. А. Любимова – М.: Папирус Про, 2005. – 640 с.

11. Идельчик В.И. Электрические системы и сети. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

12. Рожкова Л.Д. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учебник для сред. проф. образования / Л.Д. Рожкова, Л.К. Карнеева, Т.В. Чиркова. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 448 с.

13. Зуев Э.Н. Технико-экономические основы проектирования электрических сетей. – М.: Моск. энерг. институт, 1988.

14. http://hdenergo.ru

15. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов / под ред. Б.А. Князевского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983. ‑ 336 с., ил.

16. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. проф. Э. А. Арустамова. -7-е изд., перераб. И доп.-М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К⁰», 2004.-496с.

17. Гигиена и экология человека: Курс лекций / Пивовар Ю.П.; Москва, 1999

18. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300-97, 6-е изд.

19. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП), 2003.

20. Коммунальная гигиена: Учебник / Гончарук Е.И.; Киев, 2006.

21. Общая гигиена: Большакова А.М. — М.: Медицина, 2002. — 384 с: ил. (Учеб. лит. Для студентов мед. вузов)

22. http://energy.siemens.com/