Расчет питающей электрической сети

 

ГОУ ВПО

ДВГУПС

 

 

 

 Кафедра:  «Электроснабжение   

                                                              транспорта»

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

на тему: "Расчет питающей электрической сети".

 

К.П.    19040165      В-2       632

 

 

 

 

 

Выполнил: Калашникова О.В.

 

Проверил: Мартовицкий  А.М.

 

 

 

 

 

 

 

 
Хабаровск 
2008

 

Содержание 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

В данном курсовом проекте  рассчитана заданная питающая линия, питающая потребителей, как тяговых, так и не тяговых, заданных своими максимальными активными мощностями. Для линии рассчитаны следующие параметры:

• количество и тип трансформаторов подстанции;
• сечение проводников ЛЭП;
• определение потокораспределения мощностей;
• напряжения на шинах потребителей;
• себестоимость передаваемой электрической энергии.

 

Исходные данные.

 

 

 

 

 

 

Номинальное напряжение сети    U_НОМ.С = 220 кВ.

Длины ЛЭП для участка сети, км:

 

Обозначение участка ЛЭП	Аа	Ас	ав	вB	cB
Длина, км	49	178	56	108	54

 

Электрическая система - А

Отклонение напряжения на шинах:   - в режиме наибольших нагрузок - +3 % ,

- в режиме наименьших нагрузок -   -1 %.

 

Электростанция - В

Тип генератора ВГС 525/114-40

номинальное рабочее напряжение 10,5 кВ

число генераторов  N_Г = 4

мощность собственных нужд электростанции S_СОБ = 2 %.

 

Стоимость электроэнергии – 1,7 руб/кВт  ч

Характеристика нагрузок подстанций

Показатель, единицы  измерения	Обозначение подстанции и обмоток  трансформаторов
	В		a
	СН	НН	СН	НН
Номинальное напряжение распредел. сети, кВ	35	10		6
Максимальная активная мощность потреб., МВт	26	22		31
Коэффициент мощности	0,89	0,91		0,88
Категории потребителей	2,3	1-3		2,3
Время использования максимальной нагрузки, час/год	2800	5200		3400

 

Характеристика нагрузок тяговых подстанций системы эл. тяги переменного тока 25 кВ

Обозн. тяговой подстан.	Тип тяговой подстан.	П о к а з а т е л  ь
		Активная  мощность, МВт		Коэффициент мощности		Районные потребители
						Номин. напряж., kВ.	Активная мощность, МВт	Коэффиц. мощности
		опер.	отст.	опер.	отст.
в	I	4,3	5,7	0,81	0,8	35	5,1	0,87
с	I	5,9	4,8	0,8	0,81	10	4,8	0,88

 

 

1.  Выбор расчетных  режимов и определение мощности  потребителей подстанций

1.1 Выбор расчетных  режимов питающей электрической  сети

 

В данном курсовом проекте рассматривается  три основных режима работы электрической сети:

1. нормальный установившийся режим максимальных нагрузок (P_НБ);
2. нормальный установившийся режим минимальных нагрузок (P_НМ = P_НБ·0,3);
3. послеаварийный режим (P_ПАВ = P_НБ).

В первых двух режимах параметры  системы близки  к номинальным  значениям или отклоняются на величину, соответствующую нормативным документам. Третий режим - наступает после локализации аварии, главное для него обеспечить требуемую надежность работы сети и бесперебойное электроснабжение потребителей I и II категорий.

При нормальном установившемся режиме в работе находятся все трансформаторы подстанций и работают все генераторы электростанций. Схема питания для этого случая - кольцевая.

При нормальном установившемся режиме минимальных нагрузок на подстанциях  работают все трансформаторы. Число генераторов берется таким же, как и в нормальном режиме. Схема питания также кольцевая.

Режим послеаварийный возникает после  отключения головного участка ЛЭП, по которому протекает наибольшая мощность. В работе находятся все трансформаторы потребителей и все генераторы электростанции.

1.2 Определение мощности  потребителей на шинах электростанции. В

 

Активная мощность (МВт) и реактивная мощность (МВАр) в режиме наибольших нагрузок на генераторных шинах электростанции (на стороне НН) определяется по следующей формуле

 

,				(1) (2)
где	PГå	-	суммарная активная мощность NГ работающих генераторов, МВт;
	QГå	-	суммарная реактивная мощность NГ работающих генераторов, МВАр;
	PСОБ	-	активная мощность собственных нужд станции, МВт;
	QСОБ	-	реактивная  мощность собственных  нужд станции, МВАр;
	PНАГР.НН.В	-	активная мощность  нагрузки на шинах НН электростанции, МВт;
	QНАГР.НН.В	-	реактивная мощность  нагрузки на шинах НН электростанции, МВАр.

Активную и реактивную мощность N_Г работающих генераторов, а также мощность собственных нужд электростанции определяются на основе исходных данных по формулам:

,				(3)
где	SНГ	-	полная номинальная мощность одного генератора, для заданного типа генератора принимается по [4];
	cosjГ	-	номинальный коэффициент мощности генератора по [4] .

По [4] для генератора типа ВГС 525/114-40:

S_НГ = 17,5 МВА , cosj_Г = 0.8, Рнг=14 МВт.

Тогда по (3) получаем

 
.

Реактивная мощность:

Активная и реактивная мощность собственных нужд определяется по формулам

,				(4)
,				(5)
где	SСОБ	-	мощность собственных нужд станции, %;

тогда

,

.

 

Следовательно, по формулам (1) и (2) получаем для режима максимальной нагрузки

,

МВар ,

(6)

 

Реактивная мощность на шинах  СН электростанции В по формуле аналогичной (6)

.

Определяем мощность на шинах ВН электростанции В по формулам

 

,

(7) (8)

,

Для режима минимальных нагрузок формулы аналогичны, но мощности нагрузок берутся в размере 30% от максимальных.

Для послеаварийного режима мощности нагрузок равны мощностям в режиме максимальных нагрузок. Результаты расчетов для режимов приведены в таблице 1.

1.3 Определение нагрузок потребителей подстанций b и с

Мощности потребителей на шинах  подстанций b и с определяем по формулам аналогичным (1)-(8).Результаты приведены в таблице 1.

 

 

 

 

 

1.4 Определение мощностей  потребителей на шинах тяговой  подстанции a 

Мощность потребителей на шинах в режиме наибольших нагрузок рассчитывается по формулам

 

, ,				(9)   (10)
где	g	-	коэффициент, учитывающий неравномерность  загрузки фаз и обмоток трансформаторов; при значении районной нагрузки до 30% тяговой g=1,15; свыше 30% - g = 1,1;
	P'опер.  Р"отст.	-	среднесуточная активная мощность опережающего и отстающего плеч питания тяговой подстанции  в месяц интенсивного движения, МВт;
	Q'опер.  Q"отст.	-	среднесуточная реактивная мощность опережающего и отстающего плеч питания тяговой подстанции  в месяц интенсивного движения, МВАр;
	k'М   k"М	-	коэффициенты, учитывающие допустимую по условиям износа изоляции обмоток  трансформатора нагрузки подстанций, выбираются по [3]:

k"_M = 1.4; k'_M = 1.43 .

 

Реактивные мощности на шинах тягового электроснабжения определяем по формуле (6)

 

 МВар;

МВар.

  следовательно g = 1.1.

 

Тогда по (9) и (10) получаем

 

Мощность на стороне ВН можно  определить по формуле

, МВт; , МВАр.
Где	d	-	коэффициент, учитывающий несовпадение районной и тяговой нагрузок,   d = 0,9;

тогда

 МВт;

МВАр.

 

 

 

 

 

 

 

Данные всех расчетов сведены в  таблице 1.

 

Таблица 1   Мощности нагрузок на шинах подстанций в расчетных режимах

Подстанция	Мощность на шинах подстанции МВА в режиме
	наибольших нагрузок	наименьших нагрузок	Послеаварийный режим
В	Sг.ш.= -32,88 – j31,14	Sг.ш.= -41,6 – j38,16	Sг.ш.= -32,88 – j31,14
	SГS.НБ = 56 + j42	SГS.НМ = 56 + j42	SГS.ПАВ = 56 + j42
	SСОБ.НБ  = 1.12 + j0.84	SСОБ.НМ = 1,12 + j0,84	SСОБ.ПАВ = 1.12+ j0.84
	SНБ.НН.В = 22 + j10,02	SНМ.НН.В = 6,6 + j3	SПАВ.НН.В = 22+ j10,02
	SНБ.СН.В = 26 + j13.32	SНМ.СН.В = 7,8 + j4	SПАВ.СН.В = 26 + j13,32
	SНБ.ВН.В = -6.88 – j17,82	SНМ.ВН.В = -33,8 – j38,16	SПАВ.ВН.В = -6.88 – j17,82
а	SНБ.НН.a = 31 + j16,7	SНМ.НН.a = 9,3 + j5	SПАВ.НН.a = 31 + j16,7
	SНБ.ВН.a = -23,88 – j24,46	SНМ.ВН.a = -45,58 – j36,16	SПАВ.ВН.a = -23,88 – j24,46
b	SНБ.НН.b = 5,1 + j3	SНМ.НН.b = 1,53 + j0.9	SПАВ.НН.b = 5,1 + j3
	SНБ.СН.b = 19,47 + j13,58	SНМ.СН.b = 5.84 + j4,07	SПАВ.СН.b = 19,47 + j13,58
	SНБ.ВН.b = 22,6 + j15,22	SНМ.ВН.b = 6,78 + j4,57	SПАВ.ВН.b = 22,6 + j15,22
с	SНБ.НН.c = 4,8 + j2,6	SНМ.НН.c = 1,44 + j0,78	SПАВ.НН.c = 4,8 + j2,6
	SНБ.СН.c= 22,32 + j15,67	SНМ.СН.c = 6.7 + j4,7	SПАВ.СН.c = 22,32 + j15,67
	SНБ.ВН.c= 25 + j16,7	SНМ.ВН.c = 7,5 + j5,01	SПАВ.ВН.c = 25 + j16,7