Подпись студента_______________

ООО «ВолгаПрофТепло»

г.Саратов ул. Е.И.Пугачева 76

Менеджер по продажам

Лебедев Артем Павлович

Телефон:+79372448927

[email protected]

www.volgaprofteplo.ru

Курсовой проект

 

 

по учебной дисциплине

“ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ”

Тема: электроснабжение сетевого района Алтайэнерго

 

ВАРИАНТ 39

 

Выполнил: студент группы:

Цецур Надежда Федоровна

Руководитель:

зам. декана по учебной работе

со студентами дневного отделения

Шестакова Лилия Анатольевна

 

Чебоксары 2015

 

CОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовой проект........................................................................... 3

Исходные данные к проекту........................................................................... 5

1 Выбор графа,схемы и номинального напряжения проектируемой сети... 7

1.1 Выбор графа проектируемой сети........................................................ 7

1.2 Распределение активных мощностей по ЛЭП электрической сети в основном режиме............................................................................................................. 8

1.3 Выбор номинального напряжения электрической сети..................... 10

1.4 Баланс реактивной мощности в сетевом районе................................. 11

1.5 Выбор схемы распределительного устройства высшего напряжения подстанций электрической сети………………………………………….……..13

1.6 Выбор марки и площади сечения провода линий электропередачи…...14

1.7 Выбор номинальной мощности трансформаторов районный понизительных подстанций..................................................................................................... 16

2 Расчет основных режимов работы электрической сети.…..………………………………………………………………...………...17

2.1 Расчетная схема электрической сети….…………………………………17

2.2 Исходные данные к расчету режимов работы электрической сети на ЭВМ……………………………………………………………….……………...22

2.3 Результаты расчета и анализ показателей режимов работы районной

сети................................................................................................................ 23

2.4 Расчет основного режима максимальных нагрузок методом последовательных приближений в два этапа самой загруженной линии…....26

3 Регулирование напряжения в электрической сети…………….………….…28

4 Основные технико-экономические показатели спроектированной сети…..29

4.1 Технико-экономические показатели спроектированной сети……….……29

4.2 Коэффициенты полезного действия электропередачи в основном режиме максимальных нагрузок и среднегодовой………………. ……………….……33

Выводы ……………………………………..…………..……………………..…34

Список используемой литературы………………….…………….……………35
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова»

 

Факультет энергетики и электротехники

 

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий имени А. А. Федорова»

 

 

ЗАДАНИЕ

 

на курсовой проект по дисциплине «Электроэнергетические системы и сети»

 

Выдано студенту Цецур Надежде Федоровне группы ЗЭЭ-12-13

1 Тема проекта: Электроснабжение сетевого района Алтайэнерго

Срок сдачи проекта до 23.05.2015

3 Исходные данные к проекту: вариант № 39

Перечень подлежащих разработке вопросов.

4.1 Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети:

4.1.1 Выбор графа проектируемой сети.

4.1.2 Распределение активных мощностей по ЛЭП электрической сети для основного режима.

Выбор номинального напряжения электрической сети.

Баланс реактивной мощности в сетевом районе.

Выбор схемы проектируемой электрической сети.

Выбор марки и площади сечения провода ЛЭП.

4.1.7 Выбор номинальной мощности трансформаторов районных подстанций.

Расчет основных нормальных режимов работы сети.

Расчетная схема электрической сети.

Исходные данные к расчету режимов работы электрической

Системы на ЭВМ.

Результаты расчета и анализ показателей режимов работы районной сети.

Расчет основного режима максимальных нагрузок методом

Последовательных приближений в два этапа двух параллельно включенных трансформаторов.

 

Регулирование напряжения в электрической сети.

4.4 Основные технико-экономические показатели спроектированной сети.
4.4.1 Основные технико-экономические показатели сети.

4.4.2 Коэффициенты полезного действия электропередачи при нормальном режиме максимальных нагрузок и среднегодовой.

Графическая часть проекта.

Схема электроснабжения и расчетная схема спроектированного сетевого района.

Векторная диаграмма токов и напряжений основного режима максимальных нагрузок.

 

Дата выдачи задания 31.01.2015

 

Дата защиты проекта 23.05.2015

 

Подпись студента_______________

 

Подпись руководителя проекта________

Исходные данные к проекту: 39 вариант

 

Таблица 1

 

Наименование энергосистемы и состав приемников электрической энергии

 

Сетевой район электрической системы

Состав приемников электроэнергии в пунктах питания по категории надежности, %

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Алтайэнерго

0,7

 

Таблица 2

 

Сведения о максимальных нагрузках, коэффициенте мощности, числе часов использования максимальной нагрузки на трансформаторных подстанциях сетевых районов

Максимальная нагрузка в пункте, МВА	Коэффициент мощности в пункте, о.е.	Число часов использования максимальной нагрузки в пункте
					0,85	0,87	0,90	0,85	0,85

 

Таблица 3

 

Координаты, км, расположения пунктов питания и потребления электрической энергии

 

А
X	Y	X	X	X	Y	X	Y	X	Y	X	Y

 

Таблица 4

 

Коэффициенты аварийной перегрузки силовых трансформаторов общего назначения

 

Коэффициент, о. е., аварийной перегрузки трансформаторов в пункте.
1,1	1,2	1,3	1,4	1,3

 

 

Таблица 5

 

Номинальное напряжение распределительных сетей потребителей; средний коэффициент мощности генераторов станций; минимальная нагрузка в процентах от максимальной

 

Номинальное напряжение распределительной сети потребителей электроэнергии в пунктах, кВ	Средний коэффициент мощности генераторов, cos г	Минимальная нагрузка (от максимальной), %
					0,89

 

1 ВЫБОР ГРАФА, СХЕМЫ И НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

 

1.1 ВЫБОР ГРАФА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

 

Электрическая сеть представляет собой совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящей из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных (КЛ) линий электропередачи (ЛЭП), работающих на определенной территории.

Разработаем и начертим граф проектируемо электрической сети (Рисунок 1.1.)

 

А

 

 

Рисунок 1.1 – Граф проектируемой электрической сети

 

 

 

1.2 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНЫХ МОЩНОСТЕЙ ПО ЛЭП ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ В ОСНОВНОМ РЕЖИМЕ

 

Распределение мощностей по ЛЭП рекомендуется определять упрощенно, считая сеть однородной. В однородной сети сопротивления отдельных участков ЛЭП эквивалентны их длинам, при этом необходимо принимать длину ЛЭП с учетом коэффициента удлинения трасс.

Для Алтайэнерго k _уд=1,16.

 

Найдем длины линий:

 

Таблица 1.1 -Длины ЛЭП, км

 

ЛЭП	А-1	А-2	А-3	2-5	1-4	5-4
L, км

 

Распределение активной мощности:

S₁=120МВА,cosφ₁=0,85 P₁=S₁ ·cosφ₁=120·0,85 =102МВт

S₂=80МВА,cosφ₂=0,87 P₂=S₂ ·cosφ₂=80·0,87=69,6МВт

S₃=90МВА,cosφ₃=0,90 P₃=S₃ ·cosφ₃=90·0,90=81МВт

S₄=60МВА, cosφ₄=0,85 P₄=S₄ ·cosφ₄=60·0,85 =51МВт

S₅=50МВА,cosφ₅= 0,85 P₅=S₅ ·cosφ₅=50·0,85=42,5МВт

 

Суммарная активная мощность:

 

Рассмотрим P_А3=P₃= 81 МВт

 

Рассчитаем распределение активной мощности, считая что сеть однородная.

Рассмотрим кольцо А1452:

 

А’ 147,56 1 45,56 4▼ 5,44 5 47,94 2 117,54 А”

50 км 81 км 55 км 53 км 70 км

P₁ = 102; P₄ = 51; P₅ = 42,5; P₂ = 69,6 МВт

 

Рисунок 1.2 – Распределение активных мощностей в кольце А1452

 

 

Далее осуществляется проверка правильности вычисления мощностей на головных участках ЛЭП:

Остальные мощности:

P₁₄=P_А1 –P₁ = 147,56 – 102 = 45,56 МВт

P₂₅=P_А2–P₂ = 117,54 – 69,6 = 47,94 МВт

P₅₄ =P₂₅ –P₅ = 47,94 – 42,5 = 5,44 МВт

 

Для расчета мощности в утяжеленном режиме находится такое состояние простой замкнутой сети, которое обеспечивает передачу наибольшего значения мощности по рассматриваемому участку.

P_А1 =P_А =346,1 МВт (отключение А-2)

P_А2=P_А =346,1МВт (отключение А-1)

P₁₂ =P_А –P₁ = 346,1 – 102 = 244,1МВт (отключение А-2)

P₃₄=P₃= 81МВт (отключение 5-3)

P₅₄=P₄+P₃ = 81 + 51 = 132МВт (отключение 5-3)

P₅₃=P₄ +P₃ = 81 + 51 = 132 МВт (отключение 5-4)

P₂₅=P₂₅= 174,5 МВт (отключение одной линии 2-5)

 

 

 

Таблица 1.2 - Мощности ЛЭП в режимах максимальной нагрузки

 

ЛЭП	А-1	А-2	А-3	2-5	1-4	5-4
Основной режим, P, МВт	147,56	117,54	81/2	47,94	45,56	5,44
Утяжеленный режим, P, МВт	265,1	265,1		195,5	163,1

 

1.3 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

 

Выбор номинального напряжения районной сети производится одновременно с выбором графа сети и схемы электрических соединений на основе технико-экономических расчетов. Номинальное напряжение определяется значениями передаваемой активной мощности и длины линии.

 

;

где L – длина линии,км;

P– мощность ЛЭП основного режима, МВт.

Рассчитаем рациональное напряжение для линии А-1 для первого графа:

А-1: кВ

Для остальных ЛЭП, рациональные напряжения находятся аналогично.

 

Таблица 1.3 - Рациональное и номинальное напряжение ЛЭП

 

ЛЭП	Мощность основного режима, МВт	Напряжение, кВ
Между узлами	Длина, км	рациональное	номинальное
А-1		147,56	192,66
А-2		114,54	185,79
А-3			121,74
2-5		47,94	127,43
1-4		45,56	127,99
5-4		5,44	46,19

 

 

1.4 Баланс реактивной мощности в сетевом районе

 

Реактивная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле:

гдеQ_i – реактивная мощность в i-ом пункте, МВАр;

S_i – полная мощность в i-ом пункте, МВА;

P_i – активная мощность в i-ом пункте, МВт.

 

Таблица 1.4 - Мощность в узлах нагрузки ПС

 

ПС	Si, MBA	Pi, МВт	Qi, МВАр
			63,21
		69,6	39,44
			39,23
			31,61
		42,5	26,34

Поскольку часть реактивной мощности экономически целесообразно вырабатывать децентрализованно, то условие баланса реактивной мощности может быть записано в следующем виде:

Q_г+Q_ку+Q_с³Q_м+DQ_с,

гдеQ_г – реактивная мощность, которая может быть получена от генераторов электростанций;

Q_ку – реактивная мощность компенсирующих устройств;

Q_c – реактивная мощность, генерируемая емкостью линий электропередачи;

Q_м – реактивная мощность, одновременно потребляемая приемниками электроэнергии, присоединенными к подстанциям сетевого района;

DQ_c – потери реактивной мощности в элементах электрической сети.

Реактивная мощность, получаемая от генераторов электростанций, может быть найдена по формуле

Q_Г=(P_м+DP_c)×tgj_Г,

гдеР_м – активная мощность, одновременно потребляемая в сетевом районе;

DР_с – потери активной мощности в сети; в сетях с одной-двумя ступенями трансформации DР_с составляют 4-6 % от полной передаваемой мощности в сети;

tgj_Г – угол сдвига между векторами тока и напряжения генераторов станций относительно шин высшего напряжения.

Р_м= 346,1 МВт.

S_м= 120 + 80 + 90 + 60 + 50 = 400 МВА.

DP_c= 0,05×åS_i= МВт.

Q_м = 63,21 + 39,44 + 39,23 + 31,61 + 26,34 = 199,83МВАр;

Средний коэффициент мощности генераторов cosj_Г= 0,89.

Следовательно, tgj_Г= 0,512.

Q_Г= (346,1 + 20)×0,512 = 187,44МВАр.

Потери реактивной мощности в основной электрической сети ориентировочно можно рассчитать:

DQ_c=(0.06…0.08)×S_м×n_т+(0.04…0.05)×S_м,

гдеS_м – полная мощность потребителей сетевого района;

n_т - число ступеней трансформации в сетевом районе (рекомендуется принять равным 1).

DQ_c=0.06×400+0.04×400 = 40МВАр.

Реактивная мощность, генерируемая линиями, условно принимается 120 кВАр/км при 220.

 

Qc = 0,12×(50+81+55+53+70) + 2×0,12×87= 57,96МВАр.

 

Из приведенного баланса реактивных мощностей находится мощность компенсирующих устройств:

Q_ку³Q_м + DQ_с –Q_с–Q_г.

 

Q_ку = Q_м+DQ_с –Q_с–Q_г = 199,83 + 40 – 57,96 – 187,44 = –5,57МВАр

 

Установка компенсирующих устройств при Q_ку<0 не требуется. В этом случае необходимо рассчитать распределение реактивных мощностей по ЛЭП.

 

Q_А3 =Q₃ = 39,23 МВт

 

Рассчитаем распределение реактивной мощности, считая что сеть однородная. Рассмотрим кольцо А1452:

 

А’ 90,61 1 27,40 4▼ 4,21 5 30,55 2 69,99 А”

50 км 81 км 55 км 53 км 70 км

Q₁ = 63,21Q₄ = 31,61 Q₅ = 26,34 Q₂ = 39,44

 

Рисунок 1.3 – Распределение реактивных мощностей в кольце А1452

 

 

Далее осуществляется проверка правильности вычисления мощностей на головных участках ЛЭП:

Остальные мощности:

Q₁₄ =Q_А1 –Q₁ = 90,61 – 63,21 = 27,4 МВAp

Q₂₅ =Q_А2 –Q₂ = 69,99 – 39,44 = 30,55 МВAp

Q₅₄ =Q₂₅ –Q₅ =30,55– 26,34 = 4,21 МВAp

 

Для расчета мощности в утяжеленном режиме находится такое состояние простой замкнутой сети, которое обеспечивает передачу наибольшего значения мощности по рассматриваемому участку.

 

Q_А1 =Q_А1 +Q_А2 =160,6МВAp(отключение А-2)

Q_А2 =Q_А1 +Q_А2 = 160,6МВAp(отключение А-1)

Q₁₄ =Q₄ +Q₅ + Q₂ =31,61+ 26,34 + 39,44 = 97,39МВAp(отключение А-2)

Q₂₅ =Q₅ + Q₄ + Q₁ = 26,34 + 31,61 + 63,21 = 121,16 МВAp (отключение А-1)

Q₅₄ =Q₄ +Q₁ = 31,61 + 63,21 = 94,82МВAp(отключение 2-5)

Q_А3 =Q₃ = 39,23МВAp(отключение одной линии А-3)

 

 

Таблица 1.5 - Мощности ЛЭП в режимах максимальной нагрузки

 

ЛЭП	А-1	А-2	А-3	2-5	1-4	5-4
Основной режим, Q, МВAp	90,61	69,99	39,23/2	30,55	27,40	4,21
Утяжеленный режим, Q, МВAp	160,6	160,6	39,23	121,16	97,39	94,82