Электроэнергетические системы и сети

РОСАТОМ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Северская государственная технологическая академия»

Центр дистанционного образования



Кафедра ЭПА

















Контрольная работа

«Электроэнергетические системы и сети»



Студент гр. З – 0361С

Чернова Ю. И.

Проверил: Козырев В. Д.















Северск 2008 г.




P,cos φ,Un,Tmax

п/ст

0

Uo

I категория

	Рисунок 1 – Схема электрической сети.

	

	Исходные данные для расчета:

	1. Номинальное напряжение электроприемников Un = 10кВ;

	2. По надежности электроснабжения потребители отнесены к 1-ой и 2-ой категориям;

	3. Напряжение источника питания Uomax = 38 кВ; Uomin = 36,3 кВ;

	4. Активная мощность потребителя Pmax = 7 МВт; Pmin = 5 МВт;

	5. Коэффициент мощности нагрузки cosφ = 0,86;

	6. Число часов использования наибольшей нагрузки Tmax = 6500 час;

	7. Длина ЛЭП L = 18000 м.

	

	
1. Расчет электрических параметров сети

	

	1.1 Выбор числа цепей и сечения проводов ЛЭП

	

	Число цепей ЛЭП выбирается в зависимости от величины нагрузки и категории потребителей по степени бесперебойности электроснабжения. Для потребителей I категории выбирается две цепи ЛЭП. При выборе сечения проводов основным является экономический критерий. В практических расчётах этот критерий заложен в методе экономических интервалов. Первый из них используется в данном расчёте: 

	

	, 		 

	

	где Imax – ток максимального режима в одной цепи ЛЭП, А;

	jэк – экономическая плотность тока, А/мм2.

	Ток максимального режима в одной цепи ЛЭП находится:

	

	 ,  

	

	где Pmax – активная мощность потребителя в режиме максимальных 

	нагрузок, МВт;

	cosφ – коэффициент мощности потребителей;

	n – число цепей ЛЭП, равно 2;

	Uном – номинальное напряжение ЛЭП (Uном = 35кВ).

	

	,

	
,

	

	Выбираем стандартное сечение провода 70мм2 марка АС – 70.

	

	Номинальное сечение, мм2

	Количество проводов в фазе

	Rо, 

	Ом/км

	Xо, 

	Ом/км

	70/11

	1

	0,429

	0,312

	

	Сечение провода

	Диаметр провода

	Al

	Сталь

	Al

	Сталь

	68

	11,3

	11,4

	3,8

	

	1.2 Выполнение необходимых проверок выбранного провода

	

	– проверке по «короне» не проводится, т.к. Uном < 110кВ;

	– по механической прочности проводов и опор ЛЭП: 

	35мм2 ≤ Fрасч ≥ 150мм2 → проверка по механической прочности пройдена;

	– по допустимой токовой нагрузке (по нагреву), для провода АС – 70 

	Iдоп = 265А.

	

	,

	

	

	– проверке по потерям напряжения ВЭЛ 35кВ и выше не подлежат.

	

	
1.3 Выбор количества и мощности трансформаторов

	

	Для потребителей I категории на п/ст предусматривается установка не менее двух трансформаторов. При установке на п/ст нескольких трансформаторов – 2, расчётная мощность каждого из них Sтр.расч определяется:

	

	 , 

	

	где Smax – модуль полной мощности нагрузки, МВА;

	β = 1,4 – коэффициент допустимой перегрузки 40% от номинальной 

	мощности.

	

	,

	,

	

	Исходя из условия, что Sн.тр. ≥ Sтр.расч. по таблице 6.8 (2) выбираем трансформатор ТМН(ТМ) – 6300/35.

	

	Sном, МВА

	Пределы регулиро-вания, %

	Uном, кВ

	Uк, 

	%

	ΔPк, кВт

	ΔPx, кВт

	Iх.х., 

	%

	Расч. данные

	

	

	ВН

	НН

	

	

	

	

	Rтр, Ом

	Xтр,

	Ом

	ΔQх.х., кВАр

	6,3

	±6х1,5

	35

	6,3;11

	7,5

	46,5

	9,2

	0,9

	1,4

	14,6

	56,7

	

	
1.4 Схема замещения электрической сети и определение ее параметров

	

	

	Рисунок 2 – Схема электрической сети.

	

	

	Рисунок 3 – Схема замещения электрической сети.

	

	Определение параметров электрической сети:

	Сопротивление ЛЭП:

	

	, 	 

	

	где R0 и X0 – погонные активное и реактивное сопротивление проводов ЛЭП, 

	Ом/км;

	n – число цепей ЛЭП.

	

	

	
Сопротивление трансформаторов

	

	

	

	Расчет параметров трансформатора

	

	

	

	

	
2. Электрический расчет режимов

	

	Для электрической сети рассчитываются наиболее характерные режимы нагрузки:

	– максимальный;

	– минимальный;

	– послеаварийный – наиболее тяжелый для схемы.

	Расчет потоков мощности по участкам схемы замещения производится в следующем порядке:

	

	

	

	2.1 Расчет потоков на участках 

	

	2.1.1 Максимальный режим нагрузки

	Потери мощности в сопротивление трансформатора

	

	

	, 

	

	где Pmax – максимальная активная мощность, МВт;

	Qmax – максимальная реактивная мощность, находится, МВАр.

	

	


	

	

	

	

	

	

	

	Аналогично для ЛЭП

	

	

	

	

	

	

	

	2.1.2 Минимальный режим нагрузки

	

	

	
Потери мощности в сопротивление трансформатора

	

	

	

	

	

	Аналогично для ЛЭП

	

	

	

	

	

	где 

	

	

	

	2.1.3 Расчет после аварийных режимов

	– выход из строя одного трансформатора

	

	

	

	– потери трансформатора:

	

	

	

	

	

	

	

	– при отключении одной из линий

	

	

	

	

	

	

	

	2.2 Расчеты напряжения в узлах электрической сети

	

	2.2.1 Максимальный режим нагрузки

	Потери напряжения на сопротивление ЛЭП 

	

	

	

	

	Напряжение в узле U1

	

	

	

	Потери напряжения в трансформаторе

	

	

	

	Напряжение на вторичной обмотке

	

	

	

	Величина напряжения, получаемая электроприемником

	

	

	

	2.2.2 Минимальный режим нагрузки

	Потери напряжения на сопротивление ЛЭП

	

	

	


	

	Напряжение в узле U1

	

	

	

	Потери напряжения в трансформаторе

	

	

	

	Напряжение на вторичной обмотке

	

	

	

	Величина напряжения, получаемая электроприемником

	

	

	

	2.2.3 Послеаварийный режим нагрузки

	– выход из строя одного трансформатора

	

	

	

	

	

	

	Величина напряжения, получаемая электроприемником

	

	

	

	– выход из строя одной из линий

	

	

	

	

	

	

	Величина напряжения, получаемая электроприемником

	

	

	

	
3. Расчет годовых потерь электроэнергии

	

	

	

	где ΔW1 – сумма постоянных потерь, потери холостого хода в течение года Вт · ч.

	

	

	

	

	где ΔW2 – сумма переменных потерь это потери в продольных ветвях схемы сети Вт · ч.

	

	

	

	где τ – время максимальных потерь, ч.

	

	

	

	

	

	
4. Определение коэффициента полезного действия

	

	

	

	где Wпотр – годовое количество потребленной электрической энергии, МВт· ч;

	где Wвыр – количество электрической энергии, выработанной за год, МВт · ч.

	

	

	

	

	где ΔW – годовые потери электроэнергии, МВт · ч.