Курсовая работа (т): Районна електрична мережа 35-220 кВ

Районна електрична мережа 35-220 кВ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА ДО КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

З ДИСЦИПЛІНИ

Електричні системи та мережі

Районна електрична мережа 35-220 кВ

Реферат

ПЗ: 61 с., 18 таблиць, 14 джерел.

Об’єкт дослідження - електрична мережа 35-220 кВ.

Мета роботи - розробка електричної мережі та однієї з її підстанцій, які б задовольняли основним техніко-економічним вимогам.

Методи дослідження - технічний та економічний аналіз.

До електричної мережі відносяться повітряні та кабельні лінії електропередачі, підстанції, розподільчі пункти. Основним призначенням мережі, що проектується, є забезпечення споживачів електроенергією. Мережа буде обладнана устаткуванням, яке відповідає сучасним техніко-економічним вимогам, до яких належать надійність, компактність, зручність облуговування, належна безпека при експлуатації та ремонті.

Робота має досить велике значення для закріплення знань з дисципліни "Електричні системи та мережі" та "Електричні станції та підстанції".

МЕРЕЖА, ПІДСТАНЦІЯ, РІВЕНЬ НАПРУГИ, ЯКІСТЬ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ, СЕКЦІЯ, ВИМИКАЧ, ВЛАСНІ ПОТРЕБИ.

Зміст

Вступ

1. Стисла характеристика району та споживачів

2. Вибір схеми електричної мережі

3. Приблизне визначення потоків потужності

4. Вибір номінальної напруги лінії мережі

5. Вибір перерізів проводів повітряних ліній

6. Попереднє порівняння варіантів схем мережі

7. Баланс реактивної потужності в мережі

8. Вибір трансформаторів

9. Техніко-економічне порівняння варіантів

10. Розрахунок основних режимів роботи електричної мережі

11. Регулювання напруги на підстанціях споживачів

12. Розробка головної схеми підстанції

13. Основні техніко-економічні показники мережі

Висновки

Перелік літератури

Вступ

Електрична мережа, яку буде спроектовано в ході роботи, повинна задовольняти таким показникам як надійність електропостачання споживачів з урахуванням їх категорії за надійністю, якість електроенергії згідно норми встановленої ГОСТ, а також бути економічною. При проектуванні потрібно обрати найбільш доцільні заходи для підвищення пропускної спроможності ліній, регулювання напруги на шинах 10 кВ знижувальних підстанцій.

При проектуванні потрібно враховувати можливість розвитку мережі, тому при однакових техніко-економічних показниках варіантів схеми мережі треба віддати перевагу мережі з більш високою номінальною напругою та з кращою можливістю розвитку мережі при збільшенні навантаження і появі нових пунктів споживання енергії.

Звісно, спроектована мережа повинна надійно працювати в умовах даної кліматичної зони. Для цього можуть бути передбачені спеціальні заходи та додаткове устаткування.

1. Стисла характеристика району та споживачів

Ожеледне утворення на проводах виникає у результаті попадання крапель дощу, туману, а також снігу, паморозі та інших переохолодженних частинок. Ожеледні утворення призводять до появи значного механічного навантаження на провода, троси та опори у вигляді додаткових вертикальних сил. Це знижує запас міцності проводів. На окремих прольотах змінюються стріли провісу проводів, провода зближуються, зменшуються ізоляційні відстані. У результаті ожеледних утворень виникають обриви проводів та поломка опор, зближення та схльостування проводів з перекриттям ізоляційних проміжків не тільки при перенапругах, але й при нормальній робочій напрузі.

Визначення початкових розрахункових кліматичних умов та заходи з підвищення механічної міцності при проектуванні конструктивної частини повітряних ліній повинні проводитись на основі карт кліматичного районування території країни за швидкісним натиском вітру, грозовою активністю та розміром ожеледних утворень. Карти складенні за даними багаторічних метеорологічних спостережень. Ці карти поділені на I - IV та особливий райони за товщиною стінки ожеледі.

У розробленому курсовому проекті розглядається електрична мережа 35-220 кВ для Дніпропертровської області.

Дніпропетровська область розташована у центрі України та характеризується за спостереженнями метереологічних служб за нижче наведеними критеріями^[1]:

. Утворення ожеледі: 3-й район, товщина стінки ожеледі 19 мм, вага ожеледі 15 Н/м

. Максимальний тиск вітру: 3-й район, складає 500 Па

. Тиск вітру при ожеледі: 4-й район, складає 300 Па

. Тиск вітру на проводи та троси діаметром 10 мм, вкриті ожеледдю: 3-й район 8 Н/м

. Середньорічна температура повітря: 4-й район +9°С

. Мінімальна температура повітря: 7-й район -36°С

. Максимальна температура повітря: 2-й район +38°С

. Середня частота інтенсивності та повторної "пляски" проводів та тросів: 2-й район - інтенсивна "пляска"

Максимальні нормативні натиски вітру і товщину ожеледних відкладень визначають виходячи з повторності 1 раз в 10 років для ВЛ 6-330 кВ. Нормативна маса ожеледних утворень на проводах визначається виходячи з циліндричної форми відкладень з щільністю 0,9 г/см^{3 [1]}.

У відношенні забезпечення надійності електропостачання електроприймачі діляться на I,II та III категорії. Зі складу I категорії виділяють особливу групу електроприймачів , безперебійна робота яких необхідна для аварійної зупинки виробництва з метою запобігання загрози життя людей, вибухів, пожеж та пошкодження дорогоцінного обладнання. Електроприймачі I та II категорій повинні забезпечуватись електроенергією від двох незалежних взаємно резервуючи джерел живлення.

Лінії ми будемо виконувати сталеалюмінієвими проводами. Вибираємо залізобетонні опори з розташуванням проводів на них трикутником, що є найбільш доцільним при даних умовах. В якості грозозахисного тросу слід використовувати стальні канати перерізом не менше 35 мм^{2 [1]}.

2. Вибір схеми електричної мережі

Схеми електричних мереж повинні з найменшими витратами забезпечувати необхідну надійність електропостачання, якість електроенергії у споживачів, зручність і безпеку експлуатації, можливість подальшого розвитку мережі та підімкнення нових споживачів.

Вибір тих чи інших схем електричної мережі залежить від довжини ліній та потужності, яка ними передається, географічного розташування, характеру споживачів електроенергії, які живляться від мережі, та вимог, які висуваються ними у відношенні надійності електропостачання.

Довжина ліній участків електричної мережі визначається, враховуючи неоднорідність рельєфу місцевості:

, (2.1)

де l_і - довжина ліній за завданням, см;

 - масштаб.

Згідно завдання: .

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км.

При виборі найбільш економічного варіанта схеми мережі рекомендується розділити приймальні пункти на такі, що розташовані порівняно недалеко один від одного (чи від пунктів живлення) і на взаємовіддалені. Це дає можливість виділити пункти, які доцільно об’єднати однією замкненою схемою і подавати живлення окремо від решти.

При виборі варіанта схеми доцільно приблизно оцінювати потужність кожної окремої лінії мережі і найбільші витрати напруги в нормальному та після аварійному режимах при максимальних навантаженнях.

Рисунок 2.1 - Можливі варіанти схем розвитку електричної мережі

3. Приблизне визначення потоків потужності

Визначення попереднього потокорозподілу потужності в кожному з намічених варіантів виконується при наступних припущеннях:

1)      В розрахунковому навантаженні кожної споживчої підстанції на стороні вищої напруги враховується лише навантаження на вторинній стороні трансформаторної підстанції, тобто приймається, що в трансформаторах відсутні втрати потужності, не враховуються ємнісні потужності лінії.

2)      Замкнуті мережі вважаються однорідними, що дає можливість визначити потокорозподіл на ділянках мережі за довжиною ліній ( з урахуванням нелінійності траси).

Для схеми 1:

Рисунок 3.1 - Замкнута мережа

Потужності на головних лініях мережі можуть бути визначені за формулами:

, (3.1)

, (3.2)

де Р₂, Р₃, Р_5, Р₄ - потужність в пунктах споживання, МВт

l₁₂, l₂₃, l₃₄, l₁₄ - відстань між пунктами, км.

 МВт

 МВт

Потужності  та  визначаються за умовою балансу потужності  для вузлів 2 та 4.

, (3.3)

 (3.4)

 МВт

 МВт

Потужність на ділянці 4-5:

 (3.5)

 МВт

Реактивна потужність в пунктах споживання:

 (3.6)

де Р_і - потужність споживачів у режимі максимальних навантажень згідно завдання, МВт

 - коефіцієнт реактивної потужності на шинах у режимі максимальних навантажень згідно завдання.

 МВАр

 МВАр

 МВАр

 МВАр

Розподіл реактивної потужності:

, (3.7)

, (3.8)

, (3.9)

 (3.10)

 (3.11)

де Q₂, Q₃, Q₄ , Q₅ - потужність в пунктах споживання, МВАр

l₁₂, l₂₃, l₃₄, l₁₄ - відстань між пунктами, км.

 МВАр

 МВАр

 МВАр

 МВАр

 МВАр

Для схеми 3:

Рисунок 3.2 - Розімкнута мережа

Потужності, які передаються одною ланкою лінії, знаходять таким чином:

, (3.12)

, (3.13)

, (3.14)

 МВт

 МВт

 МВт

 МВт

Розподіл реактивної потужності розраховується таким же чином, як і активної:

 МВАр

 МВАр

 МВАр

 МВАр

4. Вибір номінальної напруги лінії мережі

Вибір номінальних напруг елементів електричної мережі є техніко-економічною задачею і повинен здійснюватися разом з вибором схеми мережі для розглянутих варіантів, які задовольняють умовам завантаженості ліній.

При довжині лінії до 250 км і потужності, що передається, до 60 МВт користуємося формулою Стілла ^[2]:

 (4.1)

де l_ij - відстань між пунктами споживання, км

P - активна потужність, яка передається однією ланкою лінії, МВт

Для схеми 1:

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

 кВ

Так як пункти 1, 2, 3 і 4 з’єднані у кільце, тоді:

 кВ

 кВ

 кВ

Для схеми 3:

 кВ