Оглавление

Введение ...........................................................................................................	6
Задание (исходные данные).....................................................................	8
Расчеты 1 – 9 основных сетевых блоков ……………………… 10 Заключение ……………………………………………………………15 Литература ……………………………………………………………… 16

Введение

Изучение дисциплины «Электроэнергетические системы и сети» преследует цель дать системное представление об энергосистемах в целом и о процессах, происходящих в них. Нужно четко представлять себе длинный и сложный путь, который преодолевает электроэнергия от источников ее генерации (электростанций) до электропотребителей, которые чаще всего подключены к шинам 6, 10 и 25 кВ понижающих подстанций. На этом пути приходиться решать ряд технико-экономических задач, обеспечивая необходимую надежность работы потребителей при надлежащем качестве электроэнергии.

Материал расчетно-графической работы представлен последовательностью задач по выбору параметров сети и показателей работы сетевых элементов, что дает представление о работе системы электроснабжения в целом.

ЗАДАНИЕ

Задание по выбору силового оборудования системы внешнего электроснабжения предприятия определяется схемй подключения предприятия к энергосистеме (рис.1).

Рис.1. Схема внешнего электроснабжения предприятия с воздушной

линией напряжением 35 кВ

Поскольку предприятие содержит объекты первой и второй категорий, то в его центр питания (ЦП) должен иметь два трансформатора, работающих в ре-жиме горячего резерва. Надлежит выбрать мощность трансформаторов в ЦП. Предварительно необходимо рассчитать суммарную мощность компенсирующих устройств (КУ) на предприятии.

Расчет сечения воздушной двухцепной линии (ВЛ) 35 производится после указанного выбора силового оборудования на самом предприятии. Рассчитываются режимные показатели ВЛ и трансформаторов (потери активной мощности и электроэнергии, потери напряжения в ВЛ и напряжение на стороне 35 кВ ЦП) до установки КУ и после, что позволяет оценить экономический эффект от этой установки.

Вся исходная информация содержится в таблицах 1 и 2. Соответствующие данные и показатели выбирают по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента.

Таблица 1. Технические показатели

	Последняя цифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Номинальная мощность предприятия, МВт	7.8	8.8	9.5	10.6	12.8	11.7	13.8	7.2	6.6	9.0
Натуральный tgφ	1.0	0.97	0.96	0.92	0.90	0.88	0.85	0.82	0.80	0.78
Заданный tgφэ	0.36	0.32	0.30	0.28	0.26	0.24	0.22	0.20	0.18	0.16
Длина ВЛ-35, км	10	11	12	13	14	15	16	17	18	20

Таблица 2. Экономические показатели

	Предпоследняя цифра зачетной книжки
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Уд. стоимость КУ, руб./квар	450	480	520	540	570	600	620	650	700	730
Стоимость выключателя, т. руб.	200	200	230	230	250	250	260	280	300	300
Норма дисконта, %	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22
Коэффициент kку эффективности КРМ	2	2.5	2.5	2.5	3.0	3.0	3.5	3.5	1.8	1.8

Расчетная часть включает следующие разделы.

• Выбор мощности компенсирующих устройств (КУ) и мощностей трансформаторов в центре питания (ЦП) предприятия.

• Выбор номинальных мощностей трансформаторов ЦП

• Выбор сечения проводов двух-цепной линии 35 кВ

• Расчет сопротивления фаз воздушной линии 35 кВ

• Определение напряжения в воздушной линии 35 кВ

• Потери активной мощности и электроэнергии в линии 35 кВ

• Потери активной мощности и электроэнергии в обмотках трансформаторов 35/10 кВ

• Оценка суммарного денежного эффекта от установки КУ

• Оценка экономической эффективности инвестиции в КУ

Заключение должно содержать краткие выводы по результатам проектирования системы внешнего электроснабжения предприятия.

Расчет 1. Выбор мощности компенсирующих устройств предприятия

Суммарная мощность компенсирующих устройств рассчитывается по заданному коэффициенту реактивной мощности tgφ_э :

(1)

Нагрузка завода с учетом компенсирующего устройства (эта же мощность будет протекать по трансформаторам ГПП и в 2-х цепях воздушной линии):

. (2)

Следует назвать и обосновать факторы, которые влияют на задаваемую энергосистемой величину коэффициента реактивной мощности tg φ.

Нарисуйте эскиз треугольника мощностей предприятия до и после установки КУ в приблизительном масштабе.

Расчет 2. Выбор номинальных мощностей трансформаторов ЦП

В нормальном режиме работы завод питается двумя независимыми трансформаторами, которые, в свою очередь, питаются от двух-цепной воздушной линии. Выбор мощности трансформаторов на двух-трансформаторной подстанции, от которой питаются потребители 1-й категории, ведут с учетом допустимой 30 – 40% перегрузки в аварийном режиме. Расчет ведем по соответствующей формуле:

(3)

Выбираем ближайшую большую стандартную мощность каждого из двух трансформаторов ГПП.

Какими обстоятельствами обусловлен коэффициент «0.7» в (3)?

Расчет 3. Выбор сечения проводов двух-цепной линии 35 кB

Определяем сечение проводов воздушной линии, питающих завод, по экономической плотности тока. Для выбора сечения провода задаемся следующими исходными данными:

1) вид линии – воздушная;

2) материал провода – алюминий;

3) число использования максимума нагрузки завода Т_и = 5500 час.

В зависимости от перечисленных показателей по соответствующей таблице [1] берем экономическую плотность тока j_э = 0.8 А/мм².

Экономическое сечение провода каждой цепи каждой фазы ВЛ определяем по формуле:

(4)

Округляя до ближайшего большего стандартного сечения проводов, принимаем

Почему сечения линий напряжением свыше 1 кВ рассчитываются на основе экономических соображений, а для сетей до 1 кВ аналогичный расчет ведется по допустимому нагреву?

Расчет 4. Расчет сопротивления фаз воздушной линии 35 кВ

Расчет электрических сопротивлений воздушной линии (одной фазы) при сечении F = :

а) активное сопротивление одной цепи воздушной линии 35 кВ:

(5)

где:- удельное сопротивление алюминия (32 Ом мм²/км),

- длина воздушной линии,

- сечение проводов воздушной линии;

б) индуктивное сопротивление воздушной линии 35 кВ:

(6)

где:- удельное индуктивное сопротивление воздушной линии.

От каких параметров воздушной линии зависит сопротивление x₀?

Какими способами можно снизить величину x₀?