Электропитающие системы и электрические сети

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Июня 2013 в 06:34, курсовая работа

Краткое описание

Баланс активной мощности, составляемый в энергосистеме для режима максимальной нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и потребляемой мощностей в электрической системе:
, где
- активные мощности нагрузок в узлах, ;
- коэффициент разновремённости максимумов активной нагрузки;
- активная мощность, передаваемая через районную подстанцию;
- мощность генераторов ТЭЦ;
- суммарные потери мощности в линиях и трансформаторах, и ориентировочно составляют 5…10% от суммарной потребляемой активной мощности в системе.

Содержание

Введение
1. Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ
2. Обоснование схемы и напряжения электрической сети
3. Составление баланса реактивной мощности, выбор и размещение компенсирующих устройств
4. Выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи
5. Выбор схемы выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ
6. Выбор трансформаторов и схем подстанций в узлах нагрузки
7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне высшего напряжения
8. Расчёт установившегося режима электрической сети
9. Регулирование напряжения
Заключение
Список библиографических источников

Прикрепленные файлы: 1 файл

курсач.docx

— 286.59 Кб (Скачать документ)

Министерство  образования и науки РФ

Политехнический институт (филиал) федерального государственного

Автономного образовательного учреждения высшего профессионального

Образования «СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени М.К. Аммосова»  в г.Мирном

 

Горный факультет

Кафедра ЭиАГП

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине: «Электропитающие сети и электрические  системы»

 

 

 

Принял: преподаватель Семенов  А.С.

Выполнил: ст.гр. ЭС-08 Еремеев  И.Н.

                                                      

 

 

 

 

Мирный 2012г.

Содержание проекта

Введение

1. Составление баланса  активной мощности и выбор  генераторов ТЭЦ

2. Обоснование схемы и  напряжения электрической сети

3. Составление баланса  реактивной мощности, выбор и  размещение компенсирующих устройств

4. Выбор и проверка  сечений проводов линий электропередачи

5. Выбор схемы выдачи  мощности и трансформаторов ТЭЦ

6. Выбор трансформаторов  и схем подстанций в узлах  нагрузки

7. Приведение нагрузок  узлов и мощности ТЭЦ к стороне  высшего напряжения

8. Расчёт установившегося  режима электрической сети

9. Регулирование напряжения 

Заключение

Список библиографических  источников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Составление  баланса активной мощности и  выбор генераторов ТЭЦ

Баланс активной мощности, составляемый в энергосистеме для  режима максимальной нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и  потребляемой мощностей в электрической  системе:

, где

- активные мощности нагрузок  в узлах,  ;

- коэффициент разновремённости  максимумов активной нагрузки;

- активная мощность, передаваемая  через районную подстанцию;

- мощность генераторов ТЭЦ;

- суммарные потери  мощности в линиях и трансформаторах,  и ориентировочно составляют 5…10% от суммарной потребляемой активной  мощности в системе.

- мощность собственных нужд  ТЭЦ.

Из уравнения баланса  определяем мощность

0,9*(50+15+19)+8,4+0,1 = +30

0,9 =54

=60МВт

Выбираем номинальную  мощность генераторов и их количество:

 

Выбираем генератор марки ЕСС5-82-4

Тип генератора

, кВт

Sн, кВА

Iн, А

nн, об/мин

m, кг

ЕСС5-82-4

30

37,5

94

1500

340


 

Определяем суммарную  установленную мощность ТЭЦ:

;

 

При , генератора.

Определяем мощность выдаваемую станцией в систему:

 

 

=9 Мвар, где

 

 

 

2. Обоснование  схемы и напряжения электрической  сети

Длины:

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

Зная взаимное расположение узлов сети и зная длины линий, примем ЛЭП, показанный на рис.1. Длина  ЛЭП L= 442,5,5км

Для приближённого расчёта  распределения мощностей в сети представим схему в виде сети с  двухсторонним питанием (рис.2).

Рис.2

Определяем потокораспределение  активных мощностей на головных участках сети с двухсторонним питанием по формуле:

 

 

 

 

Проверяем правильность вычислений:

 

7,44+22,6=30,04 Мвт, 15+19-4=30МВт

Находим потоки мощностей  на остальных участках по первому  закону Кирхгофа:

 

 

 Потоки активных мощностей  распределятся (рис.3)

 

Рис.3

 

По рассчитанным активным мощностям и длинам линий определяем напряжения.

Для расчёта номинальных  напряжений воспользуемся эмпирическаой  формулой Илларионова.

 

 

 

 

 

 

 

Полученное напряжение округляем  до ближайшей большей стандартной величины, для всех ЛЭП = 110 кВ.

3. Баланс реактивной  мощности, выбор мощности и размещение

компенсирующих  устройств

Баланс реактивной мощности, составляемый для режима наибольшей нагрузки, представляет собой равенство  генерируемой и потребляемой реактивных мощностей в электрической системе:

 

- реактивные мощности нагрузок  в узлах 2, 3 и 4

 

 

- реактивная мощность, передаваемая через районную подстанцию 30 Мвар

- коэффициент разновремённости  максимумов реактивной нагрузки.

– потери мощности в линиях.

- зарядная мощность линий  электропередачи.

- требуемая суммарная мощность  компенсирующих устройств.

В предварительных расчётах принимаем:

 

 

 

 

=

 

0,9*(35+12+17,1)+22,125+8,4+6,314=9+

 

Распределение мощности между узлами 3 и 4 по равенству коэффициентов реактивной мощности в этих узлах. В узле 2 компенсирующие устройства не устанавливаем

 

 

Искомые величины компенсирующих устройств в узлах составят:

 

 

 

После определения мощностей  , расчётные нагрузки в узлах составят:

 

 

 

;

;

 

;

;

 

 

4. Выбор и проверка  сечений проводов линий электропередачи.

 

Для выбора сечений проводов ВЛ необходимо знать полные мощности, протекающие по линиям. Предварительное  распределение реактивных мощностей  в линиях электрической сети определяется так же, как и активных мощностей.

 

 

 

Проверяем правильность вычислений:

 

25 Мвар

 

Потоки реактивной мощности на остальных участках по 1-му з-ну Кирхгофа:

 

 

 

Находим полную мощность протекающую  между узлами по формуле:

, МВА

 

 

 

 

Для принятого номинального напряжения в сети находим ток в линиях Uн=110кВ :

, А

 

 

 

 

Сечения проводов ВЛ выбираются по экономической плотности тока . Значение зависит от продолжительности наибольшей нагрузки выбираем из табл.4 [1]:

= 1 А/мм2, при

Сечение провода, соответствующее  экономической плотности тока:

 

 

 

 

 

Округляем полученное сечение  до ближайшего большего стандартного значения.

 

 

 

 

Выбранные сечения проводов должны быть проверены по допустимому  длительному току (по нагреву) в послеаварийном режиме работы электрической сети, под которым подразумевается отключение любой линии. Значения для проводов различных сечений выбираем из табл.5 [1].

 

 

 

 

 

Проверку по нагреву линий  замкнутой сети, содержащей в одном  из узлов ТЭЦ, выполняем поочерёдным  отключением каждой линии этой сети:

Для линии 1-2:

 

Для линии 2-4:

 

Для линии 3-4:

 

Для линии 1-3:

 

По мощностям находим  токи в линиях в послеаварийном режиме :

, где  ;

 

 

 

 

 

Для выбранного нами сечений, условие  выполняется для любых схем в послеаварийном режиме.

 

5. Выбор схемы  выдачи мощности и трансформаторов  ТЭЦ

 

Схему выдачи мощности генераторами ТЭЦ строим по принципу схемы с  генераторным распределительным устройством (ГРУ). От шин ГРУ получают питание  потребители на напряжении 10 кВ и  потребители собственных нужд (с.н.) через трансформаторы собственных  нужд ТСН напряжением 10/6 кВ.

В схеме ТЭЦ с ГРУ  связь с системой осуществляется через два трансформатора связи  Т. Выбор мощности трансформаторов  производят с учётом графика тепловой нагрузки ТЭЦ, возможного отказа одного из генераторов:

 

 

Используя таблицу 6 [1] полученное значение мощности округляем до ближайшей  большей номинальной мощности трансформатора

 

Марка выбранного трансформатора ТСЗ10/0,66

Тип трансформатора

Номанальная мощность

кВА

Uн, %

Потери холостого хода, Вт

Потери короткого замыкания, Вт

I0, %

ТСЗ10/0,66

10

4,5

90

280

7,0


 

6. Выбор трансформаторов  и схем подстанций в узлах нагрузки

На подстанциях, от которых  получают питание потребители 1 и 2 категории  устанавливают два трансформатора с учётом допустимой перегрузки в  аварийном режиме, в следствии  отключения одного из трансформаторов  по формуле:

, где  - коэффициент допустимой перегрузки.

Для узла 3:

 

Для узла 4:

 

Используя данные из табл.6 [1] округляем полученные значения мощностей  до ближайших больших номинальных  мощностей трансформаторов:

Для узла 3:

 

Для узла 4:

 

Поскольку схема нашей  сети кольцевая, то и принимаем схемы  подстанций в узлах 3 и 4 транзитные в замкнутой схеме.

Рис.3

 

 

Тип трансформатора

Номанальная мощность

кВА

Uн, %

Потери холостого хода, Вт

Потери короткого замыкания, Вт

I0, %

ТРДН16000/0,66

16000

4,5

125

400

5,8


 

7. Приведение нагрузок  узлов и мощности ТЭЦ к стороне  ВН

В соответствии с заданием нагрузки узлов заданы на стороне  низшего напряжения (НН) 10 кВ. Приведение нагрузок к стороне высшего напряжения (ВН) выполняется для последующего упрощения расчётной схемы установившегося  режима электросети.

Участок схемы электрической  сети: две линии W1 и W2 подходят к некоторому узлу i. Нагрузка на стороне НН составляет

 

Сxема замещения этого участка сети. Нагрузка узла i , приведённая к стороне ВН определяется по формуле:

 

,  где

 и  – потери активной и реактивной мощности в трансформаторах Т;

 и  - половины зарядных мощностей линий W1 и W2.

 

Рис.4

Потери мощности в трансформаторах  вычисляем по выражениям:

, кВт

, где

 n – количество трансформаторов в узле 1i

    - расчётная нагрузка узла i кВА

 – паспортные данные трансформаторов из табл.6 [1].

Информация о работе Электропитающие системы и электрические сети