Разработка схем развития сети

Содержание

Введение …………………………………………………...……….4

1. Задание на выполнение курсового проекта ……………..…….5

2. Разработка схем развития сети ……………………………...….7

3. Расчет потокораспределения в сети ……………………….…11

4. Выбор номинального напряжения сети ……………….…......11

5. Выбор сечений линий электропередачи ……………………..12

5.1. Экономические интервалы сечений ………………………..12

5.2. Проверка сечений по допустимому току …………….…….13

5.3. Расчет токораспределения в сети …………………………..14

5.4. Выбор сечений линий электропередач …………………….15

6. Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях …...18

7. Выбор схем подстанций ……………………...……………….19

8. Экономическое сопоставление вариантов развития сети .….21

8.1. Общие положения ……………………………………….…..21

8.2. Пример экономического сопоставления вариантов ……….23

9. Расчет установившихся режимов сети ……………………….28

9.1. Расчет установившегося режима максимальных нагрузок (вариант 2) ……………………………………………….…...29

9.2. Выбор средств регулирования напряжения и окончательное сопоставление вариантов сети ……………………………...32

9.3. Расчет установившихся послеаварийных режимов …….....32

9.4. Расчет установившихся режимов максимальных нагрузок с применением программы RASTR для IBM PC (на примере варианта 2) ……………………………………………..….….33

10. Задание на курсовой проект …………………………………38

 Список литературы………. ……………………………………...42

 1. Задание на выполнение курсового проекта

Содержанием проекта является выбор наилучшей в технико-экономическом смысле схемы развития районной электрической сети при соблюдении заданных требований к на­дежности схемы и к качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям. Выполнение курсового проекта включает следующие расчеты.

1.Разработка вариантов развития сети.

2. Расчет потокораспределения в каждом из выбранных вариантов по длинам и нагрузкам узлов.

3. Выбор номинального напряжения сети.

4. Выбор сечений линий электропередачи на участках сети.

5. Выбор числа и мощности трансформаторов с учетом категорий надежности потребителей данного района.

6. Выбор схем подстанций на высоком и низком напряжениях.

7. Экономическое сопоставление вариантов сети и выбор двух наиболее экономичных, принимаемых для дальнейшего рассмотрения.

8. Электрические расчеты принятых вариантов развития распределительных сетей в максимальном и аварийном режимах при условии, что напряжения на шинах 35-110 кВ близки номинальным напряжениям соответствующих обмоток трансформаторов. Проверка необходимости местного регулирования напряжения. Определение мощности батарей стати­ческих конденсаторов для целей местного регулирования напряжения. Установившиеся режимы максимальных нагрузок и установившиеся послеаварийные режимы необходимо также рассчитать, используя программу RASTR. Окончательное сравнение двух вариантов в одном из районов и выбор наилучшего в экономическом смысле с учетом заданных технических требований.

При разработке проекта развития энергорайона следует проанализировать потребите­лей электроэнергии и сформулировать основные требования в отношении надежности элек­троснабжения и качества электроэнергии. Эти требования определяют пути построения схем сети, необходимое число линий электропередачи и трансформаторов на подстанциях. В этом же разделе освещаются климатические условия района, которые определяют типы и конст­рукции опор, длины пролета линий и стоимости сооружения одного километра ЛЭП.

В соответствии с изложенным, в задании на проектирование указаны: категории потре­бителей по надежности, район развития сети и ограничения по пути построения схем сетей.

Схема района развития сети показана на рис. 1.

Дополнительные данные:

- cosφ = 0,9 - для всех нагрузок;

- потребители узла 3 - III категории надежности, в остальных узлах состав потребителей по надежности одинаков: I категории - 30%, II - 30%, Ш - 40%;

- номинальное напряжение потребителей 10 кВ;

- нагрузок - 4500 ч;

- район проектирования - Урал;

- масштаб: 1 см - 5 км;

- заштрихована зона высокоценных пахотных земель.

Разработка схем развития сети

Схемы электрических сетей должны обеспечить необходимую надежность электро­снабжения, требуемое качество энергии у потребителей, удобство и безопасность эксплуата­ции, возможность дальнейшего развития сети и подключения новых потребителей. В про­ектной практике для построения рациональной конфигурации сети принимают повариантный метод, при котором для заданного расположения потребителей намечаются несколько вариантов и из них на основе технико-экономического сравнения выбирается лучший. Этот вариант должен обладать необходимой надежностью, экономичностью и гибкостью. Наме­чаемые варианты не должны быть случайными. Каждый вариант должен иметь ведущую идею построения схемы: на каждом последующем участке поток электроэнергии должен быть направлен от источника. Необходимо руководствоваться следующими положениями при составлении вариантов схемы сети.

1. Передача электроэнергии от источника к потребителям должна производиться по самому короткому пути.

2. Разработку вариантов начинать с наиболее простых схем, требующих для создания сети наименьшего количества линий и электрооборудования подстанций. К числу таких вариантов относятся схемы линий магистрального и замкнутого типов.

3. Наряду с наиболее простыми вариантами следует рассмотреть и варианты схем с увеличенными капиталовложениями на сооружение линий и подстанций, за счет чего достигается большая эксплуатационная гибкость схемы или повышенная надежность электроснабжения. К числу таких относятся смешанные магистрально-радиальные схемы со сложнозамкнутыми контурами.

4. К использованию наиболее сложных и дорогих схем сетей следует переходить лишь в тех случаях, когда более простые схемы неудовлетворительны по техническим требованиям и критериям (например, при завышенных сечениях проводов, необходимых по допустимому нагреву; при неприемлемых потерях напряжения и т.п.).

5. В итоге из всех вариантов целесообразно выбрать схемы сети построенные по двум различным принципам:

а) в виде схемы с односторонним питанием;

б) в виде схемы замкнутого (кольцевого) типа.

Эти схемы обладают различными качественными и технико-экономическими показате­лями, поэтому должны быть внимательно изучены. Лучшая из них определяется по приве­денным затратам.

В соответствии с ПУЭ нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (допускается от двух секций шин районных под­станций).

В большинстве случаев двухцепная ЛЭП не удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения потребителей I и II категорий, так как при повреждении опор возможен перерыв питания. Для таких потребителей следует предусматривать не менее двух одноцепных линий. Для электроприемников Ш категории допустимо питание по одной линии при технико-экономическом обосновании такого варианта, то есть при учете ущерба от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания.

На основании приведенных выше соображений в проекте решается вопрос о необходи­мом количестве ЛЭП для каждого потребителя. При этом замкнутая схема приравнивается по надежности к системе электроснабжения по двум одноцепным линиям. Количество при­соединяемых к ЛЭП потребителей не ограничивается. Выбранная схема сети (радиальная, магистральная, замкнутая, смешанная) в значительной степени влияет на схемы подстанций. Поэтому при выборе наиболее целесообразного варианта электроснабжения необходимо учитывать стоимость оборудования распределительных устройств подстанций того же клас­са напряжения, на котором проектируется электрическая сеть. Для каждого варианта схемы сети нужно наметить и схемы электрических соединений подключенных подстанций. При составлении схемы подстанций руководствуются следующими соображениями. Для каждого потребителя I и II категорий на его подстанции устанавливаются по два понижающих транс­форматора с распределительным устройством на высокой стороне. Упрощенные схемы под­станций приведены в [1, рис. 1.2-1.4].

При разработке вариантов электроснабжения потребителей (рис.2) рассмотренного примера проектирования сети, учтены следующие обстоятельства.

Наличие двух существующих линий 110 кВ сечением АС-240 между питающей под­станцией 1 и узлом 2 мощностью 40 МВт однозначно

определяет питание нагрузки узла 3 через узел 2 в вариантах разомкнутых сетей.

 Суммарный переток мощности по линии1-2со ставляет около 70 МВт с учетом потерь в сети, что соответствует нормальной загрузке двух линий 110 кВ (от 15 до 45 МВт на одну цепь при длине электропередачи от 80 до 25 км).

Потребитель узла 3 имеет III категории надежности, поэтому на участке 2-3 может рассматриваться сооружение одной или двух цепей. При строительстве одной цепи следует учесть ущерб от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания. Решение вопроса о чис­ле линий на участке 2-3 следует принять отдельно и распространить на варианты 2 и 3.

Присоединение потребителей 5 и 6 может быть выполнено различными способами че­рез узел 4. Разомкнутая схема питания (вариант 1) и кольцевая (вариант 2). В обоих случаях трассы линий вынуждены из-за ограничений по использованию пахотных земель. Сооруже­ние линии 4-5 по прямой от узла 4 до узла 5 сокращает трассу линии на 6 км, но не исполь­зует уже созданный коридор линии на участке 4-6.

Вариант 3 предусматривает питание нагрузок узлов 5 и 6 по кратчайшему электриче­скому пути, но дает проигрыш в длине линий по сравнению с вариантом 1 на 4 км.

Все разомкнутые варианты, в связи с заданной категорийностью потребителей по на­дежности, требуют сооружения на всех участках двух параллельных цепей, рассмотрение кольцевых сетей позволяет наметить сооружение одной цепи на большинстве трасс. Следует сразу оговорить, что это решение не окончательное и должно быть проверено по условиям возможных отключений линий. Таким образом, к дальнейшему рассмотрению предложены все 5 вариантов развития сети.