37

Министерство образования Российской Федерации

Вологодский Государственный Технический Университет

Кафедра: электрооборудования

Дисциплина: Электрические станции и сети

систем электроснабжения

Курсовой проект

Проектирование сети вновь электрифицируемого района.

Выполнил: студент гр. ЭО-42

Павликов Д.А.

Принял: Сергиевская И.Ю.

Вологда

2004

Содержание

Введение

Задание на курсовой проект

1. Выбор варианта схемы электроснабжения района:

1. Выбор схемы сети для каждого варианта (3 варианта);

2. Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне;

3. Определение параметров схемы замещения ЛЭП;

4. Технико-экономическое сопоставление вариантов.

2. Выбор силовых трансформаторов:

2.1 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов;

2. Технико-экономическое сопоставление вариантов.

3. Определение параметров схемы замещения трансформаторов;

3. Расчет рабочих режимов электрических сетей

1. Расчет рабочих режимов;

2. Расчет потокораспределения мощностей:

3.2.1. Расчет потокораспределения мощностей в разомкнутых сетях;

3.2.2. Расчет потокораспределения мощностей в замкнутых сетях;

3.3. Построение графиков в функции различных значений:

3.3.1. Напряжений в начале и в конце ЛЭП;

3.3.2. Коэффициентов мощности в начале и в конце ЛЭП;

3.3.3. Токов в начале и в конце ЛЭП;

3.3.4. К.П.Д.

4. Компенсация реактивной мощности.

5. Расчет удельных механических нагрузок на провод.

6. Определение напряжения в материале провода, критического пролета.

7. Выбор опоры воздушной ЛЭП (нарисовать эскиз).

Введение

В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители электрической энергии разделяются на три категории.

Потребители I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания, а перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого, взаимно резервируемого источника питания. В качестве второго и третьего источников питания могут использоваться местные электростанции, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Потребители II категории могут иметь один - два независимых источника питания (решается при конкретном проектировании в зависимости от значения, которое имеет данный потребитель или группа электроприемников на промышленном предприятии).

Потребители III категории могут осуществлять питание от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, вызванные ремонтом или заменой поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Задание на курсовой проект

Мощность нагрузки: S₁ = 18 МВ·А; cos  (1,2) = 0,8

S₂ = 52 МВ·А; cos  (3) = 0,8

S₃ = 55 МВ·А; cos  (4,5) = 0,82

S₄ = 20 МВ·А;

S₅ = 12 МВ·А;

Потребители: 2 и 3 – I,II категории – 75%

1 – II категории – 20%, III категории – 80%

4 и 5 – I,II категории – 85%

Число часов использования максимума нагрузки:

Т_{maх 1} = Т_{mах 2} = 6200 ч.; Т_{maх 3} = 4355 ч; Т_{mах 4} = Т_{mах 5} = 4345 ч.

План расположения нагрузок

Район по ветру – 2

Район по гололёду – 1

1. Выбор варианта схемы электроснабжения района.

1.1. Выбор схемы сети для каждого варианта (3 варианта).

1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант

Рис. 1

2. Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне.

1 Вариант

Рис. 1

1. Участок А34

Рис. 3

Длина линий: l_A3 = 60 км; l₃₄ = 80 км; l_4A’ = 36 км.

Найдем расчетные нагрузки для всех участков кольцевой сети.

;

;

.

Найдем расчетные токи на всех участках по формуле

где S_р - расчетная нагрузка, кВ·А; U_ном - напряжение линии электропередачи, кВ; n - число цепей линии передачи.

Сечения проводов линий электросетей при номинальном напряжении не выше 220 кВ выбираются по нормированной экономической плотности тока j_эк. Экономическая плотность тока, при числе часов использования максимума нагрузки в год от 3000 до 5000 равна 1,1; а при числе часов более 5000 – 1. Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного значения (70, 95, 120, 185, 240 мм² ).

Сечение определяется по формуле

где I_p – расчетный ток соответствующего участка сети.

По условиям исключения общей короны и радиопомех сечения проводов выбираются таким образом, чтобы напряженность поля у поверхности любого провода не была больше определенного значения.

Величина большей напряженности поля у поверхности любого из проводников должна быть Е ≤ 0,9 Е₀.

где E₀ - начальная коронная напряженность проводника, линии, кВ/м; m - коэффициент наглядности проводника: для скрученного провода-0,85; в горных условиях-0,7 ÷ 0,75; R - радиус проводника, м; б - относительная плотность воздуха ( δ — 1).

При этом E₀ должно быть не выше 280 кВ/м. Максимальная напряженность электрического поля:

где D — расстояние между фазами.

Участок А3:

Участок 34:

Участок 4А':

Провода линий любого назначения проверяются при проектировании на нагрев расчетным током. При такой проверке сопоставляются максимальные рабочие токи I_р, каждой линии с допустимыми токами I_доп для проводников, выбранных предварительно по экономической плотности тока.

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в установившемся режиме, если:

I_p ≤ I_доп ,

I_pA3 = 212 кА ≤ I_доп = 605 кА;

I_p34 = 77 кА ≤ I_доп = 265 кА

I_p4A' = 182 кА ≤ I_доп = 510 кА

При выбранных сечениях рабочий ток не превышает допустимого значения.

2. Участок А15

Рис. 4

Длина: l_A1 = 60 км; l₁₅ = 60 км; l_5A’ = 38 км.

Найдем расчетные нагрузки для всех участков кольцевой сети.

;

;

.

Найдем расчетные токи на всех участках

Сечения проводов линии:

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А1:

Участок 15:

Участок 5А':

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в устано­вившемся режиме, если:

I_p ≤ I_доп ,

I_pA1 = 195 кА ≤ I_доп = 605 кА;

I_p15 = 78 кА ≤ I_доп = 330 кА

I_p5A' = 175 кА ≤ I_доп = 510 кА

При выбранных сечениях расчетный ток не превышает допустимого значения.

3. Участок А2

Для нахождения расчетного тока в одноцепной линии воспользуемся следующей формулой:

где S_р - расчетная нагрузка.

В одноцепной линии S_p равна мощности нагрузки.

Нахождение начальной и максимальной коронной напряженности:

Участок А2:

Сравним рассчитанное значение с допустимым: I_pA2 = 63 кА ≤ I_доп = 265 кА;

При выбранном сечении рассчитанное значение не превышает допустимый ток.