- Дипломы
- Курсовые
- Рефераты
- Отчеты по практике
- Диссертации
Расчет сети электрической 110 кВ
| Код работы: | K011553 |
| Тема: | Расчет сети электрической 110 кВ |
Содержание
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. 10 1 Расчет сети электрической 110 кВ ......................................................................... 15 1.1 Разработка схем развития сети .................................................................. 16 1.2 Расчет потокораспределения в сети .......................................................... 20 1.3 Расчет потокораспределения в сети первого варианта ........................... 21 1.4 Расчет потокораспределения в сети второго варианта ........................... 22 1.5 Расчет потокораспределения в сети третьего варианта .......................... 23 1.6. Выбор номинального напряжения сети................................................... 25 1.7 Выбор сечений линий электропередач ..................................................... 27 1.8 Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях. ....................... 35 1.9 Выбор схем подстанций ............................................................................. 37 1.10 Экономическое сопоставление вариантов развития сети..................... 40 1.11 Расчет установившихся режимов сети ................................................... 51 2 Расчет Подстанции 110/10 кВ ................................................................................. 67 2.1 Составление структурной схемы подстанции. ........................................ 67 2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов ............................................ 69 2.3 Построение графиков нагрузки. ................................................................ 71 2.4 Расчет количества линий ........................................................................... 75 2.5 Выбор схем распределительных устройств. ............................................ 77 2.6 Технико-экономические расчет схемы. .................................................... 80 2.7 Выбор схемы собственных нужд подстанции ......................................... 82 2.8 Расчет токов короткого замыкания ........................................................... 86 2.9 Выбор выключателей и разъединителей .................................................. 92 2.10 Выбор измерительных трансформаторов тока ...................................... 99 2.11 Выбор измерительных трансформаторов тока на ОРУ 110 кВ ......... 100 2.12 Выбор измерительных трансформаторов тока для РУ – 10 кВ. ........ 102 2.13 Выбор измерительных трансформаторов напряжения ....................... 102 Лист 1205.102431.000 ПЗ 8 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2.14 Выбор измерительных трансформаторов напряжения для РУ -110 кВ 103 2.15 Выбор измерительных трансформаторов напряжения для РУ -10 кВ 104 2.16 Выбор токоведущих частей 106 2.17 Выбор конструкции распределительных устройств 108 3 Устройства плавного пуска высоковольтных асинхронных электродвигателей 112 3.1 Специальные функции для управления насосами 123 4 Охрана труда и электробезопасность 127 4.1 Организация переключений в электроустановках 127 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 136 Приложение А Справка о патентных исследованиях Приложение Б Перечень элементов сети электрической 110 кВ Приложение В Перечень элементов подстанции 110/10 кВ Приложение Г Расчет в программе RASTRWIN нормальных, аварийных режимов сети Приложение Д Ведомость технического проекта Лист 1205.102431.000 ПЗ 9 Изм. Лист № докум. Подпись Дата ВВЕДЕНИЕ Электрическая сеть как часть электроэнергетической системы обеспечивает возможность выдачи мощности электростанций, ее передачу на расстояние, преобразование параметров электроэнергии (напряжения, тока) на подстанциях и ее распределение по некоторой территории вплоть до непосредственных электроприемников[16]. Электрические сети современных энергосистем характеризуются многоступенчатостью, т.е. большим числом трансформаций на пути от источников электроэнергии к ее потребителям. Топологическая структура отдельных звеньев этой многоступенчатой сети достаточно сложна, она насчитывает десятки, а подчас и сотни узлов, ветвей и замкнутых контуров. Наряду со сложностью конфигурации характерной особенностью электрических сетей является их многорежимностъ. Под этим понимается не только разнообразие загрузки элементов сети в суточном и годовом разрезе при нормальном функционировании системы, вызываемое естественным изменением во времени нагрузки потребителей, но и обилие режимов, возникающих при выводе различных элементов сети в плановый ремонт и при их аварийных отключениях[16]. Как уже упоминалось, сети современных энергосистем характеризуются весьма сложной структурой и конфигурацией. В этих условиях невозможно классифицировать их по какому-либо одному признаку, который мог бы считаться определяющим. Однако ряд признаков в той или иной мере связан со значением номинального напряжения сети Uном. К числу таких признаков можно условно отнести охват территории, назначение сети и частично характер ее потребителей[16]. По размерам территории, охватываемой сетью, могут быть выделены так называемые местные (Uном 35 кВ), районные (110—220 кВ) и региональные сети (Uном 330 кВ). Линии электропередачи СВН, являющиеся основой последней категории сетей, служат как для связи отдельных районов и относительно Лист 1205.102431.000 ПЗ 10 Изм. Лист № докум. Подпись Дата небольших энергосистем в региональных ОЭС, так и для связи между собой крупных объединений[16]. По назначению различают системообразующие и распределительные сети. Первые осуществляют функции формирования районных энергосистем (РЭС) путем объединения их электростанций на параллельную работу, а также объединение РЭС и ОЭС между собой. Кроме того, они осуществляют передачу электроэнергии к системным подстанциям, выполняющим роль источников питания распределительных сетей. Распределительной линией считается линия, питающая ряд трансформаторных подстанций или вводы к электроустановкам потребителей. Такие линии и являются основой распределительной сети. Распределительные линии в принципе могут быть выделены в сетях различных номинальных напряжений. В связи с этим не следует отождествлять понятия местных и распределительных сетей, как это делалось ранее. В настоящее время по мере развития сетей СВН верхняя граница этого диапазона в ряде ОЭС сдвинулась в сторону более высоких напряжений, и современные сети 110—220 даже 330 кВ постепенно приобретают характер распределительных. Так, по мере наложения вновь создаваемой сети 750 кВ на сеть 330 кВ в тех районах, где ранее последняя выполняла функции системообразующей, сети 330 кВ постепенно переходят в разряд распределительных. В будущем аналогичный процесс будет наблюдаться в тех частях ЕЭС России, где линии напряжением 1150 кВ возьмут на себя роль основных связей между ОЭС, в которых сейчас основными являются сети 500 кВ[16]. Наконец, местные и распределительные сети, могут различаться по характеру подключаемых к ним потребителей. При этом определенную специфику имеют сети, осуществляющие электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельскохозяйственных районов и называемые соответственно промышленными, городскими и сельскими. Так, сельские электрические сети характеризуются значительной протяженностью. Они охватывают территории со сравнительно невысокой плотностью нагрузки, Лист 1205.102431.000 ПЗ 11 Изм. Лист № докум. Подпись Дата годовое число часов использования максимума которой также относительно невелико. Напротив, чисто промышленные сети, будучи относительно короткими, снабжают территории с большой плотностью нагрузки, причем, как правило, графики нагрузки промышленных предприятий характеризуются высокой степенью заполненности. В какой-то степени промежуточное положение занимают в этом плане городские сети. Сочетание коммунально-бытовых и промышленных потребителей на городских территориях обусловливает значительную неравномерность графиков нагрузок узлов городской сети. Эта неравномерность в ряде случаев (когда основными источниками питания города являются ТЭЦ, работающие по тепловому графику) вызывает необходимость привлечения дополнительных маневренных мощностей, позволяющих системе своевременно и быстро реагировать на резкие спады и подъемы нагрузки[16]. Современное электроснабжение промышленных, коммунальных и любых иных потребителей электроэнергии производится от тепловых и гидравлических электростанций, вырабатывающих электроэнергию. Электростанции могут находиться вблизи потребителей и, наоборот, могут быть удалены от них на значительные расстояния. И в том, и в другом случае передача электроэнергии от электростанции к потребителю осуществляется по электрическим линиям. Однако, когда потребители удалены от электростанции, передачу электроэнергии приходится осуществлять при повышенном напряжении. Тогда между электростанцией и потребителями необходимо сооружать повышающие и понижающие подстанции[16]. Часто источники энергии (бассейны топлива, водные бассейны) расположены на значительном расстоянии от крупных заводов, населенных пунктов и других центров потребления. Передача топлива может быть произведена по газопроводам и нефтепроводам, перевозка высококачественных углей — по железным дорогам. Передача тепловой энергии возможна по специальным трубопроводам. Но во многих случаях перевозка топлива, например Лист 1205.102431.000 ПЗ 12 Изм. Лист № докум. Подпись Дата угля, может быть нерентабельной; более выгодными оказываются сооружение электростанций вблизи бассейна топлива и передача электроэнергии по линиям сети. Это особенно существенно в условиях России, где большая часть наиболее экономичных топливно-энергетических ресурсов находится в азиатской части страны, а основная часть потребителей электроэнергии в настоящее время сосредоточена в центральной части, на юге, западе и Урале. В связи с этим возникает необходимость переброски на большие расстояния значительных потоков электроэнергии. Это требует строительства мощных линий электропередачи высокого напряжения[16]. этом отношении исключение могут представлять лишь отдельные промышленные электростанции небольшой мощности либо теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Последние располагаются вблизи потребителей, так как передача пара и горячей воды может быть осуществлена на расстояние не более нескольких километров[16]. Электростанции при помощи электрических линий (через подстанции) связывают друг с другом для параллельной работы на общую нагрузку. Такая совокупность электростанций, подстанций и приемников электроэнергии, связанных между собой линиями электропередачи, называется энергетической системой. Соединение энергосистем между собой осуществляется с помощью межсистемной электрической связи, состоящей из одной или нескольких цепей электропередачи. Основные доводы в пользу объединения энергосистем таковы: а) уменьшение суммарного резерва мощности; б) улучшение использования мощности и энергии гидроэлектростанций одной или обеих систем; в) уменьшение суммарного максимума нагрузки объединяемых энергосистем; Лист 1205.102431.000 ПЗ 13 Изм. Лист № докум. Подпись Дата г) взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений мощности электростанций и, в частности, гидроэлектростанций; д) взаимопомощь систем в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузки; е) взаимопомощь систем в проведении ремонтов. Остановимся на некоторых из этих доводов. Лист 1205.102431.000 ПЗ 14 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1 Расчет сети электрической 110 кВ Схема района развития сети показана на рис. 1.1 Мощности нагрузок узлов приведены в таблице 1.1. Дополнительные данные: вариант – 11; cos?=0,9 – для всех нагрузок; потребители узла 10 – III категории надежности, потребители остальных узлов I категории надежности; номинальное напряжение потребителей 10 кВ; Тmax нагрузок – 4500ч; район проектирования – Урал; масштаб: 1 см = 10 км. Таблица 1.1 - Мощности нагрузок узлов Узел 2 3 4 5 10 P, МВт 30 15 15 10 40 Лист 1205.102431.000 ПЗ 15 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1.1 Разработка схем развития сети Схемы электрических сетей должны обеспечивать необходимую надежность электроснабжения, требуемое качество энергии у потребителей, удобство и безопасность эксплуатации, возможность дальнейшего развития сети подключения новых потребителей. Необходимо руководствоваться следующими положениями при составлении вариантов схемы сети: Передача электроэнергии от источника к потребителям должна производиться по самому короткому пути. Разработку вариантов начинать с наиболее простых схем, требующих для создания сети наименьшего количества линий и электрооборудования подстанций. 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. 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.). 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. Лист 1205.102431.000 ПЗ 16 Изм. Лист № докум. Подпись Дата соответствии с ПУЭ нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания (допускается от двух секций шин районных подстанций). 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 III категории допустимо питание по одной линии при технико-экономическом обосновании такого варианта, то есть при учете ущерба от недоотпуска электроэнергии при перерыве питания[1]. Для каждого потребителя I и II категорий на его подстанции устанавливаются по два понижающих трансформатора с распределительным устройством на высокой стороне. При разработке вариантов электроснабжения потребителей «Рисунок 1.1-1.3 – Варианты развития сети», учтено наличие двух существующих линий 110 кВ сечением АС-240 между питающей подстанцией 1 и узлом 2 мощностью 30 МВт. Все разомкнутые варианты требуют сооружения на всех участках двух параллельных цепей, рассмотрение кольцевых сетей позволяет наметить сооружение одной цепи. Однако здесь необходимо учитывать возможные перетоки мощности по линиям и их пропускную способность[1]. Лист 1205.102431.000 ПЗ 17 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Рисунок 1.1- Вариант 1 развития сети. Рисунок 1.2- Вариант 2 развития сети. Лист 1205.102431.000 ПЗ 18 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Рисунок 1.3- Вариант 3 развития сети. Лист 1205.102431.000 ПЗ 19 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1.2 Расчет потокораспределения в сети сетях с односторонним питанием потокораспределение рассчитываем последовательным сложением мощности узлов, начиная от самых отдаленных, к источнику. Таким образом, получаем перетоки мощности на всех радиальных участках сетих[1]. случае сети замкнутого типа, перетоки рассчитываем, используя правило «моментов», представив сеть замкнутого типа в виде сети с двухсторонним питанием. При этом мощность каждого источника такой сети определяем по формуле (1.1): S K ? P ? jQ K ? ??Pi li ? ? j ??Qi li ? , (1.1) K l12 l12 где PK,QK – соответственно, определяемые активная и реактивная мощности источников; Pi,Qj – активная и реактивная составляющие в узлах потребителей; li – расстояние противоположенного источника до данного потребителя; l12 – общее расстояние между источниками. На остальных участках мощность определяется по закону Кирхгофа. Если в кольце имеются участки с двумя и более параллельными цепями, то необходимо эти участки привести к эквивалентным длинам по формуле (1.2): l? l , (1.2) ЭКВ n где l – длина линии, км; n – число параллельных ветвей. Лист 1205.102431.000 ПЗ 20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата cos ? ? 0,9, tg? ? tg (arccos 0,9) ? 0,4843, Q2 ? P2 ? tg? ? 30 ? 0,4843 ? 14,53 MBAp, Q3 ? P3 ? tg? ? 15 ? 0,4843 ? 7,26MBAp, Q4 ? P4 ? tg? ? 15 ? 0,4843 ? 7,26 MBAp, Q5 ? P5 ? tg? ? 10 ? 0,4843 ? 4,84 MBAp, Q10 ? P10 ? tg? ? 40 ? 0,4843 ? 19,37 MBAp. 1.3 Расчет потокораспределения в сети первого варианта Рисунок 1.4- Потокораспределение в сети 1-го варианта. P3?4 ? P3 ? 15 MBт, P1?4 ? P3?4 ? P4 ? 15 ?15 ? 30 MBт, Р2?10 ? Р10 ? 40МВт P2?5 ? P5 ? 10 MBт, P1?2 ? P2 ? P10 ? P5 ? 10 ? 30 ? 40 ? 80 MBт, Лист 1205.102431.000 ПЗ 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1.4 Расчет потокораспределения в сети второго варианта Рисунок 1.5- Потокораспределение в сети 2-го варианта. Для нахождения перетоков мощностей, необходимо представить кольцо в виде сети с двухсторонним питанием. 67.68 27.68 12.68 14.3МВт 44.30МВт 1 4 10 3 2 1’ 15 40 15 30 10 Рисунок 1.6- Сеть с двухсторонним питанием. По правилу моментов находим мощности, вытекающие из источников 1 и 1’, предполагая, что сечения линий одинаковы. ? l 4 ?1 ? ? l 4 ?1 ? ? l 4 ?1 ? l 4 ?1 (P2 ? P 5 ) ? l 2 ? 3 ? l 3 ?10 ? l10 ? 4 ? ? ? ? P 3 ?? l 3 ?10 ? l10 ? 4 ? ? ? P10 ? l10 ?4 ? ? ? ? P4 ? ? P1 ? ? 2 ? ? 2 ? ? 2 ? 2 . l1? 2 ? l 2 ? 3 ? l ? l ? l4 ?1 2 10 ? 3 10 ?4 2 ? l 2 ?1 ? ? l 2 ?1 ? ? l 2 ?1 ? l 2 ?1 P4 ? l 4 ?10 ? l10 ? 3 ? l 3 ? 2 ? ? ? P10 ? l10 ? 3 ? l 3 ? 2 ? ? ? ? P3 ?? l 3 ?2 ? ? ? ? P2 ? P5 ?? 2 P1' ? ? 2 ? ? 2 ? ? 2 ? . l1? 2 ? l 2 ? 3 ? l 3 ?10 ? l ? l4 ?1 2 10 ?4 2 Лист 1205.102431.000 ПЗ 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата ? 15 ? ? 15 ? ? 15 ? 15 ?30 ? 10 ?? ? 15 ? 25 ? 40 ? ? ? ?15 ?? ? 25 ? 40 ? ? ? 40 ? ? 40 ? ? ? 15 ? 2 2 2 2 P1 ? ? ? ? ? ? ? ? 67, 68МВт 20 ? 15 ? 25 ? 40 ? 15 2 2 ? 20 ? ? 20 ? ? 20 ? 20 15 ? ? 40 ? 25 ? 15 ? ? ? 40 ? ? 25 ? 15 ? ? ? ?15 ?? ? 15 ? ? ? ? 30 ? 10? ? 2 2 P1' ? ? 2 ? ? ? ? 2 ? ? 44, 30МВт 20 ? 15 ? 25 ? 40 ? 15 2 2 Мощности на остальных участках определим по закону Кирхгофа. P4 ?10 ? P1?4 ? ? P10 ? ? 67, 68 ? 40 ? 27, 68МВт P10 ? 3 ? P4 ?10 ? P3 ? 27, 68 ? 15 ?12, 68 МВт P3 ? 2 ? P1?2 ? P3 ? 44, 30 ? 30 ?14, 3 МВт Следовательно, узел 3 – точка потокораздела. 1.5 Расчет потокораспределения в сети третьего варианта Рисунок 1.7- Потокораспределение в сети 3-го варианта. Для нахождения перетоков мощностей, необходимо представить кольцо в виде сети с двухсторонним питанием. Лист 1205.102431.000 ПЗ 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 52,65 37.65 22.65 11.63 21.63 51,63 1 4 3 10 5 2 1’ 15МВт 15 40 10 30 Рисунок 1.8- Сеть с двухсторонним питанием. По правилу моментов находим мощности, вытекающие из источников 1 и 1', предполагая, что сечения линий одинаковы. ? l 4 ?1 ? ? l 4 ?1 ? ? l 4 ?1 ? P2 ? ? l 2 ? 5 ? l 5 ?10 ? l 3 ?10 ? l 3 ? 4 ? ? ? P5 ? ? l 5 ?10 ? l10 ? 3 ? l 3 ? 4 ? ? ? P10 ? ? l10 ? 3 ? l 3?4 ? ? P ? ? 2 ? ? 2 ? ? 2 ? ? 1 l1? 2 ? l ? l ? l ? l ? l4 ?1 2 ? 5 5 ?10 3 ?4 2 10 ? 3 2 P ? ? l ? l 4 ?1 ? ? P ? l4 ?1 30 ?? 20 ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 ? ? 10 ? ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 ? 3 ?4 ? ? 3 ? 4 2 ? ? ? ? ? 2 ? ? ? 2 ? ? 2 ? ? l ? l ? l ? l ? l ? l 20 ? 20 ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 1? 2 2 ? 5 5 ?10 3 ?4 4 ?1 2 10 ? 3 2 2 2 ? 15 ? ? 15 ? 15 40 ? ? 25 ? 15 ? ? ? 15 ? ? 15 ? ? ? 15 ? 2 2 ? ? ? ? 2 ? ? 52, 65МВт 20 ? 25 ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 2 2 ? l 2 ?1 ? ? l 2 ?1 ? ? l 2 ?1 ? P4 ? ? l 4 ? 3 ? l 3 ?10 ? l10 ? 5 ? l 5 ? 2 ? ? ? P3 ? ? l 3 ?10 ? l10 ? 5 ? l 5 ? 2 ? ? ? P10 ? ? l10 ? 5 ? l 5 ?2 ? ? P ? ? 2 ? ? 2 ? ? 2 ? ? 1' l1? 2 ? l 5 ? 2 ? l 5 ?10 ? l 3 ?10 ? l 3 ?4 ? l4 ?1 2 2 P ? ? l ? l 2 ?1 ? ? P ? l2 ?1 15 ? ? 15 ? 25 ? 40 ? 20 ? 20 ? ? 15 ? ? 15 ? 40 ? 20 ? 20 ? 5 ?2 ? ? ? 5 ? 2 2 ? ? ? ? 2 ? ? ? 2 ? ? 2 ? ? l ? l 2 ? 5 ? l 5 ?10 ? l 3 ?10 ? l 3 ?4 ? l 20 ? 20 ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 1? 2 4 ?1 2 2 2 2 ? 20 ? ? 20 ? 20 40 ? ? 40 ? 20 ? ? ? 10 ? ? 20 ? ? ? 30 ? 2 2 2 ? ? ? ? ? ? 51, 63 МВт 20 ? 20 ? 40 ? 25 ? 15 ? 15 2 2 Мощности на остальных участках определим по закону Кирхгофа. P4 ? 3 ? P1?4 ? P4 ? 52, 65 ? 15 ? 37, 65МВт P3 ?10 ? P4 ?3 ? P3 ? 37, 65 ? 15 ? 22, 65 МВт P2 ? 5 ? P1?2 ? P2 ? 51, 63 ? 30 ? 2, 63МВт P5 ?10 ? P2 ?5 ? P5 ? 21, 63 ? 10 ?11, 63МВт Следовательно, узел 10 – точка потокораздела. Лист 1205.102431.000 ПЗ 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1.6. Выбор номинального напряжения сети практике проектирования для выбора рационального напряжения используются кривые, данные по пропускной способности и дальности линий электропередачи или эмпирические формулы, в частности, формула (1.3) Г.А.Илларионова, дающая удовлетворительные результаты для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ[4]: U НОМ ? 1000 , (1.3) 500 ? 2500 l P где l - длина линии на рассматриваемом участке, км; P - переток мощности на рассматриваемом участке, МВт. Вариант 1 U ? 1000 ? 52,27 кВ НОМ 3?4 500 ? 2500 15 7,5 U ? 1000 ? 70,72кВ НОМ 1?4 500 ? 2500 15 15 ....................... |
Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"
| Узнать цену | Каталог работ |
Похожие работы:
