Курсовая работа: Расчёт районной распределительной подстанции
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Спроектировать замкнутую районную электрическую сеть и распределительную сеть, питающуюся от районной сети.
Таблица 1. Параметры системы и линий
Таблица 3. Данные трансформаторных подстанций
Таблица 4. Данные трансформаторных подстанций
Таблица 5. Данные асинхронных двигателей
Номер ТП, от которой питается сеть, питающая потребители
Таблица 6. Данные асинхронных двигателей
Таблица 7. Данные осветительных сетей
Проектирование электрических сетей и систем в настоящее время является одной из ведущих направлений в современной энергетике, т. к. от правильного проектирования зависит уровень затрат при постройке линии, а так же величина потерь в линии при передаче электроэнергии от электростанции до потребителя.
Задачей проектирования является выбор схемы соединения и параметров отдельных элементов сети с учётом передаваемой мощности и длины линий. При этом учитываются так же условия будущей эксплуатации сети, а именно, экономичность её работы.
1. Составление схемы питания потребителей
Питание трансформаторных подстанций ТП №2, ТП №3 осуществляется по магистральной схеме от ГПП, а ТП №1, ТП №4 – по радиальной схеме.
Питание электродвигателей осуществляется как по магистральной так и по радиальной схеме от РЩ, запитанного от ТП №2.
Питание освещения производится по радиально – магистральной схеме.
Мощность двигателя потребляемая из сети
Активная мощность двигателя, потребляемая из сети
Аналогично определим мощности для остальных двигателей.
Результаты расчётов сведём в табл. 1.1
Таблица 1.1. Расчётные величины мощностей двигателей
ΣSдв=81,08 + j41,54 + 59,78 +j30,63 + 38,46 + j18,62 +133,69 + j64,74 + 81,59 + j41,77 = =254,07+j197,3 кВА.
– суммарная мощность осветительной сети.
2. Определение мощности трансформаторов ГПП и ТП
При выборе мощности трансформаторов ГПП необходимо, чтобы в нормальном режиме загрузка их была не ниже 0,7, а в момент аварийного отключения одного из них. Оставшийся трансформатор работал с перегрузкой не более 40%. Поскольку производиться питание от ГПП потребителей 1 и 2 категорий, то на ГПП должно устанавливаться не менее двух трансформаторов с учетом, что в моменты аварии одного трансформатора второй трансформатор должен обеспечить всех потребителей. Цеховые трансформаторные подстанции выполняются однотрансформаторными.
n – количество трансформаторов на ГПП;
К З
– коэффициент загрузки, К З
=0,7
S нагр
= 6.4 + j4,8 +0,320+j0,240 +1,149+j0,7673 +0,117+j0,1368 +0,228+j0,304 =
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 10 МВА
Выбор трансформаторов на однотрансформаторных ТП по [2]
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 400 кВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 1600 кВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 250 кВА
Предварительно выбираем трансформатор мощностью 400 кВА
3. Определение предварительных потоков мощности на участках РЭС
Т.к. при определении распределения потоков мощности по участкам сети сечения проводов неизвестно, тогда предположим, что вся сеть выполнена проводами одного сечения, находим распределение мощности в сети по длинам участков.
Мощности нагрузок каждого узла РЭС.
Суммарная нагрузка в точке b с учётом разнесённой нагрузки
Разрежем кольцо по точке питания. Получим линию с двухсторонним питанием.
Определим мощность, протекающую на участке А
c
»
и Aa
»
, согласно [1]
Определим мощность, протекающую по участку с "а»
Определим мощность, протекающую по участку a
'
bc
':
Определим мощность, протекающую по участку c
'
a
′
:
Определим мощность, протекающую по участку с′b′:
Определим мощность, протекающую по участку b
'а':
Меняем направление потока мощности на противоположное:
Определим мощность, протекающую по участку с
d
:
Определим мощность, протекающую по участку db
:
Меняем направление потока мощности на противоположное:
4. Выбор номинального напряжения РЭС
Для ориентировочного определения напряжения сети воспользуемся формулой Стилла, так как выполняется условие: P<60 МВт, l<250 км, согласно [1]
Определим номинальное напряжение на главных участках Ас
и Aa
:
Необходимо просчитать сеть при разных напряжениях для выбора экономически более выгодного. Зададимся напряжениями U н
=110 кВ и U н
=220 кВ.
По выбранному напряжению и предварительным потокам мощности определяем сечение проводов РЭС.
Для определения сечения необходимо посчитать ток на каждом участке:
Требуемое сечение определим по формуле, согласно [1]
где j
э
–
экономическая плотность тока, j
э
=1,1А/мм 2
при Т max
>3500 час
Принимаем провод АСО – 240, так как при напряжении 220кВ это наименьшее допустимое сечение по короне [1].
Таблица 5.1. Погонные параметры проводов
6. Определение потоков мощности при выбранном сечении проводов
Производим расчёт для номинального напряжения РЭС при
U
н = 110 кВ
Определяем сопротивление участков сети согласно [1]:
где r
0
–
погонное активное сопротивление линии,
где x
0
–
погонное индуктивное сопротивление линии,
где b
0
–
погонная ёмкостная проводимость линии,
Результаты расчётов на остальных участках сведём в табл. 6.1
Таблица 6.1. Результаты расчётов сопротивлений участков сети
Суммарная нагрузка в точке b с учётом разнесённой нагрузки
Эквивалентное сопротивление участка ac
:
Разрезав кольцо по точке питания, получим линию с двухсторонним питанием.
Определим мощность, протекающую на участке А
c
»
и Aa
»
, согласно [1]
Определим мощность, протекающую по участку a"c»
Определим мощность, протекающую по участку a
'
bc
':
Определим мощность, протекающую по участку a
'
c
':
Определим мощность, протекающую по участку с'
b
':
Определим мощность, протекающую по участку b
'а':
Меняем направление потока мощности на противоположное:
Определим мощность, протекающую по участку с
d
:
Определим мощность, протекающую по участку db
:
Производим расчёт для номинального напряжения РЭС при
U
н = 220 кВ
В связи с тем, что при Uн = 220 кВ РЭС выполнена одним сечением, то распределение мощности на участках будет таким же как и при предварительном расчёте.
Проверка сечений проводников в аварийных режимах.
S '
Ac
=(39,84+j23,13)+(35,24+j27,1)=75,08+j50,23 МВА =90,33 МВА;
Длительно допустимый ток для провода марки АСО-240 согласно табл. п. 9 [1]: I доп
=605 А, 474,19 А<605 А
Так как ток на участке Ас меньше допустимого, следовательно выбранное сечение в корректировке не нуждается.
б) при обрыве участка Ас
расчет аналогичен.
Длительно допустимый ток для провода марки АС-185 согласно табл. п. 9 [1]: I доп
=520 А,
Так как ток на участке Ас меньше допустимого, следовательно выбранное сечение в корректировке не нуждается.
а) При обрыве участка Аа, по участку Ас будет протекать мощность, равная:
S '
Ac
=(39,03+j22,43)+(36,28+j24,66)=75,31+j47,09МВА=88,82 МВА
Из табл. п. 9. [1] длительно допустимый ток для провода АС -240: I доп = 605 А
233,09 А< 605 А, т.е. ток на участке меньше допустимого, следовательно выбранное сечение в корректировке не нуждается.
б) при обрыве участка Ас
расчет аналогичен.
7. Определение затрат на варианты и выбор оптимального напряжения
Минимум приведённых затрат на вариант определяем согласно [1]:
где р Н
– нормативный коэффициент, р Н
=0,125 [1];
К – капитальные затраты на строительство сети;
r л
– активное сопротивление линии;
время максимальных потерь, согласно [1]
-ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт, год -1
[1]
β – стоимость потерь электроэнергии, β=2×10 -8
тыс. у. е.кВт/ч
Расчёт затрат на вариант при
U
н = 110 кВ
Пересчитаем токи, протекающие по участкам
Капитальные затраты на сеть принимаем из таблицы 9.5 [2]. Необходимые данные сведём в табл. 7.1
Таблица 7.1. Стоимость сооружений воздушных линий 110 кВ тыс. у. е./ км
Приведённые затраты для участка Аа:
Приведённые затраты для участка Ас:
Приведённые затраты для участка а
c
:
Приведённые затраты для участка ab
:
Приведённые затраты для участка bd
:
Приведённые затраты для участка cd
:
Суммарные приведённые затраты на РЭС:
Расчёт затрат на вариант при
U
н = 220 кВ
Так как сеть при напряжении 220 кВ выполнена одним сечением, то согласно таблице 9.7 [2] К=21 тыс. у. е./км.
Значения активных сопротивлений сведем в таблицу 7.2
Таблица 7.2. Активные сопротивления участков РЭС
Приведённые затраты для участка Аа:
Приведённые затраты для участка А
c
:
Приведённые затраты для участка c
а:
Приведённые затраты для участка ab
:
Приведённые затраты для участка bd
:
Приведённые затраты для участка cd
:
Суммарные приведённые затраты на РЭС:
В связи с тем, что приведенные затраты на строительство линии 110 кВ меньше, чем на строительство линии 220 кВ, принимаем напряжение РЭС равное 110 кВ.
8. Определение потерь мощности в районной сети
Определим потери мощности в максимальном режиме при
U
ном
=110 кВ
По табл. 5.1 рассчитаем сопротивления линий и результаты сведём в табл. 8.1
Таблица 8.1. Результаты расчётов сопротивлений участков сети
Расчёт потерь мощности ведём из точки потокораздела d
.
Определим потери мощности на участке
db
:
Мощность генерируемая линией в конце участка согласно [1]:
Потери мощности на участке db
, согласно [1]
где активная мощность в конце участка db
;
реактивная мощность в конце участка db
;
активное сопротивление линии по табл. 8.1;
реактивное сопротивление линии по табл. 8.1;
Мощность в начале участка, генерируемая линией, будет равна мощности, генерируемой в конце участка:
Мощность, вытекающая из узла d
в участок db
:
∆S' db
=1.456-j1.084 – (1.45-j1.37)=0.006+j0.286МВА;
Мощность, вытекающая из узла c
в участок cd
:
Мощность, вытекающая из узла a
в участок ab
:
Где ∆S ab
(
ca
)
– потери участка ab
, протекающие по участку ca
;
Мощность, вытекающая из узла c
в участок с
a
:
Где – потери мощности на участке а
b
с учетом генерируемой мощности линии;
Мощность, вытекающая из узла A
в участок Aa
Мощность, вытекающая из узла A
в участок A
с:
9. Определение напряжений в узловых точках районной сети
Определение напряжений в максимальном режиме при
U
ном
=110 кВ
Принимаем согласно рекомендации [1] напряжение в точке питания А
:
Так как напряжение в узле намного меньше, чем на -5% от номинального значения, то нет смысла дальше рассчитывать сеть при этом напряжении.
Прежде чем брать напряжение 220 кВ, определим срок окупаемости РЭС при этом напряжении.
Определение срока окупаемости при напряжении 220кВ
Где к 1
и к 2
- капиталовложение но сооружение РЭС при U н
=220кВ и U н
=110кВ соответственно И – суммарная стоимость потерь электроэнергии РЭС.
Определим стоимость потерь ЭЭ на каждом участке РЭС.
Не смотря на то, что срок окупаемости больше 8 лет, принимаем U н
=220кВ, т. к. при U н
=110кВ нет возможности обеспечить всех потребителей нужным качеством ЭЭ.
8.
Определение потерь мощности в районной сети при
U
н
=220кВ
Определение потерь мощности в максимальном режиме
По табл. 5.1 рассчитаем сопротивления линий и результаты сведём в табл. 8.1
Таблица 8.1. Результаты расчётов сопротивлений участков сети
Расчёт потерь мощности ведём из точки потокораздела d
.
Определим потери мощности на участке
bd
:
Мощность генерируемая линией в конце участка согласно [1]:
Потери мощности на участке bd
, согласно [1]
где активная мощность в конце участка bd
;
реактивная мощность в конце участка bd
;
активное сопротивление линии по табл. 8.1;
реактивное сопротивление линии по табл. 8.1;
Мощность в начале участка, генерируемая линией, будет равна мощности, генерируемой в конце участка:
Мощность, вытекающая из узла b
в участок bd
:
∆S' bd
=0,28 – j11.62 – (0.23-j1.59)=0.05-j10.03МВА;
Мощность, вытекающая из узла a
в участок ab
:
Мощность, вытекающая из узла c
в участок cd
:
Где ∆S ab
(
ca
)
– потери участка ab
, протекающие по участку ca
;
Мощность, вытекающая из узла c
в участок с
a
:
Где – потери мощности на участке а
b
с учетом генерируемой мощности линии;
Мощность, вытекающая из узла A
в участок Aa
Мощность, вытекающая из узла A
в участок A
с:
Определим потери мощности в минимальном режиме
Принимаем величину минимальной нагрузки равной 40% от максимальной. Так как расчет минимального режима такой же, как и расчет максимального режима, то оформим его в виде таблицы.
Таблица 8.2. Расчёт потерь мощности в минимальном режиме
Определение напряжений в максимальном режиме при
U
ном
=220кВ
Принимаем согласно рекомендации [1] напряжение в точке питания А
:
Определение напряжений в минимальном режиме
Принимаем согласно рекомендации [1] напряжение в точке питания А
:
Находим напряжение в узле а
согласно [1]
Так как напряжение в узле с
не удовлетворяет условию: U a
.
min
= ± 5% U ном,
устанавливаем в источнике питания реактор, мощностью 50 Мвар для компенсации реактиной мощности на участке Ас
, и пересчитаем с учетом этого поток мощности в начале участка Ас
и напряжение в узле с.
S H
Aa
=16,59 – j1.35 – (-j5.66)=16.59+j4.31 МВА
Находим напряжение в узле а
согласно [1]
10. Определение сечения проводов сети, питающей ГПП
Расчётная мощность, потребляемая ГПП равна
Сечение линии выбираем по экономической плотности тока
По условию коронирования минимальное сечение на 220 кВ будет 240 мм 2
.
Выбор оптимального сечения проводим по экономическим интервалам, исходя из приведённых затрат, учитывая что по условиям надежности электроснабжения ГПП должно питаться двумя параллельными линиями.
Для выбора линии рассмотрим два варианта: 2×АСО-240/32 и 2×АСО-300/39.
Для АСО-300 К=21,6 тыс. у. е./км [2],
Данные для построения сведем в таблицу 10.1
Таблица 10.1. Данные приведенных затрат на каждое сечение
По данным расчётов строим зависимость приведённых затрат от тока З = f(I) для каждого сечения.
11. Определение напряжения на шинах ГПП в моменты максимальной и минимальной нагрузок
Для определения напряжения на шинах ГПП просчитаем мощность, протекающую по участку с учетом потерь и генерации, в максимальном и минимальном режимах.
Параметры линии, питающей ГПП: r=5.45 Ом, x=19.58 Ом, b=4,68·10 -4
См.
Для дальнейшего расчета необходимо выбрать трансформаторы ГПП. Условия выбора согласно [1]
По каталогу выбираем трансформатор типа ТРДН-32000/220. Катложные данные трансформатора сведем в таблицу11.1
Таблица 11.1. Параметры трансформатора ТРДН – 32000/220
Определим сопротивления трансформатора согласно [1]
Мощность, втекающая в этот участок а-ГПП
Потери напряжения в максимальном режиме на участке а-ГПП
Потери напряжения в трансформаторе в максимальном режиме
Потери в трансформаторе в минимальном режиме
Потери напряжения в минимальном режиме
Потери напряжения в трансформаторе в минимальном режиме
Ответвления на трансформаторе при максимальной нагрузке согласно:
Ответвления на трансформаторе при минимальной нагрузке согласно:
где напряжение холостого хода на стороне НН;
∆ потери напряжения в трансформаторе, приведённые к стороне НН;
напряжение на стороне ВН при максимальной / минимальной нагрузках;
напряжение на стороне НН при максимальной / минимальной нагрузках.
Потери напряжения в трансформаторе, приведенные к стороне НН
Находим при максимальной нагрузке.
Напряжение ответвления в минимальном режиме
Для РПН трансформатора ТРДНС – 32000/220 составляем табл. 11.1. регулируемых ответвлений.
Таблица 11.1. Ступени регулирования РПН трансформатора ТРДНС – 32000/220
В максимальном режиме трансформатор нужно переключить на ответвление +5, и минимальном – +5.
Пересчитаем напряжения на стороне НН при выбранных ответвлениях
12. Определение сечения проводов сети, питающей ТП
Выбор сечения проводов производится по экономической плотности тока:
j э
– экономическая плотность тока, j = 1.1 А/мм 2
при Тmax = 3500 ч.
Результаты расчета сведем в таблицу 13.1. Выбираем кабели марки ААБв
Таблица 13.1. Сечения и параметры кабелей, питающих ТП
13. Определение напряжения на стороне ВН всех ТП. Определить потери напряжения в сети до 1000В
Напряжение на стороне ВН ТП при максимальном режиме.
Выбираем трансформатор типа ТМ-400 с параметрами:
Потери в трансформаторе определим согласно [1]
где потери холостого хода трансформатора
где ток холостого тока трансформатора,
Потери напряжения в трансформаторе Т1
Выбираем трансформатор типа ТМ-1600 с параметрами:
Выбираем трансформатор типа ТМ – 250 с параметрами:
Сопротивления трансформатора, приведённые к стороне ВН.
Потери в трансформаторе определим согласно [1]
где потери холостого хода трансформатора
где ток холостого тока трансформатора,
Полная мощность в конце линии ГПП-ТП2
Потери напряжения в трансформаторе Т3
Потери напряжения в трансформаторе Т2
Выбираем трансформатор типа ТМ-400 с параметрами:
Потери в трансформаторе определим согласно [1]
где потери холостого хода трансформатора
где ток холостого тока трансформатора,
Потери напряжения в трансформаторе Т4
Напряжение на стороне ВН ТП при минимальном режиме рассчитываются аналогично. Результаты расчета сведем в таблицы 14.1.
Таблица 14.1. Мощности и напряжения на ТП
Выбор ответвлений регулирования напряжения трансформаторов.
На всех ТП устанавливаются трансформаторы с ПБВ. Коэффициент трансформации может изменяться в пределах со ступенью регулирования по 2,5%.
где отклонение напряжения на стороне НН, %
отклонение напряжения на стороне ВН, %
потери напряжения в трансформаторе, %
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%
Так как к ТП1 подключена как двигательная так и осветительная нагрузка, то допустимое отклонение напряжения в большую сторону должно быть не больше 5%.
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%.
У ТП №2 отклонение напряжения в допустимых пределах U доп
= 5%. Условие выполняется.
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%.
У ТП №3 отклонение напряжения в допустимых пределах U доп
= 5%. Условие выполняется.
Принимаем ответвление 0%, величина добавки по [1] равна 5%.
У ТП №4 отклонение напряжения в допустимых пределах U доп
= 5%. Условие выполняется.
Действительное напряжение на стороне НН ТП [1]:
Уравнение баланса реактивной мощности [1]:
где генетитуемая реактивная мощность станции за вычетом собственных нужд.
суммарные потери реактивной мощности,
Суммарное потребление реактивной мощности.
В этом случае необходимо установить конденсаторные батареи, которые будут обеспечивать компенсацию реактивной мощности.
В минимальном режиме реактивная мощность:
В данном случае наблюдается нарушение баланса реактивной мощности.
В этом случае необходимо установить конденсаторные батареи, которые будут обеспечивать компенсацию реактивной мощности.
15. Выбор защитных аппаратов и сечения проводов сети до 1000 В
По заданным мощностям двигателей Р НОМ
по справочным данным [3] выбираем соответствующие мощности и КПД. Пусковые и номинальные токи двигателей определяем по формуле:
Результаты расчётов для остальных двигателей сводим в табл. 16.1.
Таблица 16.1. Справочные и расчётные данные двигателей
Для защиты двигателей принимаем автоматические выключатели. Выбор автоматов для каждого двигателя произведем по условиям согласно [1]
Выбираем проводник для питания двигателя М1 по условию согласно [1]
Принимаем кабель, АСБ (3×50+1×25), I доп
=165 А.
Аналогично выполняем выбор для остальных двигателей. Результаты расчётов сводим в таблицу 16.2.
Таблица 16.2. Справочные и расчётные данные двигателей
Выбор автомата для защиты группы электродвигателей М1, М3, М5:
где I р
- расчетный ток, I р
=k c
Σ·I H
;
Выбираем кабель 2 АСБ (3×70+1×35), I доп
=400А;
Для защиты сети освещения выбираем предохранители по условию:
где номинальный ток плавкой вставки.
Номинальный ток одной распределительной сети освещения:
Принимаем предохранитель ПРС-25, I В
=25А
Предохранитель для группы распределительных сетей освещения:
n-число распределительных сетей освещения, n=9;
Принимаем предохранитель ПП31–250, I В
=250А
Группа сетей освещения защищается автоматом. Его выбор произведем также по условию:
Вводной автомат всей сети, питающейся от ТП:
Выбираем кабель 3×АСБ (3×120+1×70), I доп
=810А
1. Идельчик В.И. «Электрические системы и сети»
2. Радченко В.Н.: «Методические указания и задания на курсовой проект по дисциплине < Электрические сети и системы >.
3. Неклепаев Б.Н.:» Электрическая часть электростанций и подстанций.
Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования»
Название: Расчёт районной распределительной подстанции
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа
Добавлен 08:34:04 21 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 88
Комментариев: 16
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Мощность одной распределительной сети освещения, кВт
Длина распределительной осветительной сети, м
Кол – во распределительных осветительных сетей
Провода сталеалюминиевые сечением, мм 2
Мощность, втекающая в участок S’, МВА
Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Курсовая работа: Расчёт районной распределительной подстанции
Мини Сочинение На Тему Октябрь
Дипломная работа по теме Формирование технологической культуры у учащихся общеобразовательной школы
Курсовая работа по теме Методы ценообразования
Реферат: Соборное уложение 1649 года 7
Сочинение по теме Полемика Е. Д. Поливанова с Н. Я. Марром и сторонниками «нового учения» о языке
Реферат: Granny Weatherall Vs Miss Emily Essay Research
Реферат по теме СССР и Прибалтика в 1939-1940 гг.
Реферат: История болезни - Хирургия
Реферат: Учет на бюджетном предприятии
Реферат: Бухгалтерская финансовая отчётность 11
Героизм Это Сочинение 15.3 Примеры Из Литературы
Виды Аргументов Эссе
Физическая Культура Внеурочное Время Реферат
Реферат На Тему Принципы Философии Декарта
Лекция На Тему Правовые И Организационные Основы Защиты Населения И Территорий В Чрезвычайных Ситуациях Мирного И Военного Времени
Дипломная работа по теме Специфика журналистского расследования в газете 'Совершенно секретно': историко-правовой аспект
Доклад по теме Волноводы
Экономическая геграфия
Контрольная работа по теме Гидроцилиндр и гидросистема
Реферат по теме Профессиональные заболевания кожи
Реферат: Индустриализация и ее последствия
Реферат: Особенности хозяйственного развития Галицко-Волынского государства
Реферат: Положение детей в современном обществе. Документы, охраняющие права детей