Районные электрические сети напряжением 35-110 кВ

Содержание

Введение

. Анализ исходных данных

.1 Характеристика электрифицируемого района

.2 Характеристика потребителей

.3 Характеристика источника питания

. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети

.1 Определение потребной району активной мощности и энергии

.2 Составление баланса реактивной мощности

. Конфигурация, номинальное напряжение, схема электрических соединений, параметры основного электрооборудования сети

.1 Составление рациональных вариантов схем развития сети

.2 Выбор напряжения

.3 Выбор сечений проводов

.4 Выбор трансформаторов у потребителей

.5 Технико-экономическое сравнение вариантов схем развития сети

. Расчеты основных режимов работы сети

.1 Составление схемы замещения сети и определение ее параметров

.2 Расчет и анализ режима наибольших нагрузок

.3 Расчет и анализ режима наименьших нагрузок

.4 Расчет и анализ послеаварийных режимов

. Регулирование напряжения сети

.1 Регулирование напряжения в режиме наибольших нагрузок

.2 Регулирование напряжения в режиме наименьших нагрузок

.3 Регулирование напряжения в послеаварийных режимах

Заключение

Список используемых источников

Введение

В последнее время в связи с постоянным ростом потребляемой мощности, появлением новых пунктов нагрузок, что связано с увеличением числа электробытовой техники у потребителей, строительством новых жилых комплексов, возникает задача развития и реконструкции районных электрических сетей.

Районные электрические сети напряжением 35-110 кВ являются важным элементом электроэнергетических систем. От правильности их проектирования зависит надежность электроснабжения потребителей и качество электроэнергии, поступающей к потребителям.

Целью данной работы является развитие районной электрической сети. В ходе ее выполнения было обращено внимание на следующие моменты:

-    характеристика электрифицируемого района, потребителей и источников питания, а также новых пунктов потребления электроэнергии.

-       определение потребной району активной мощности, составление баланса реактивной мощности, выбор и размещение компенсирующих устройств.

-       вопрос развития районной электрической сети: составление рациональных вариантов схем развития сети, выбор напряжения, сечения проводов воздушных линий, трансформаторов у потребителей.

-       технико-экономическое сравнение вариантов схем развития электрической сети и выбор наиболее выгодной.

-       Расчеты в программе RastrWin режимов наибольших нагрузок, наименьших нагрузок, послеаварийных, которые включают в себя отключение одной цепи наиболее загруженной линии и отключение одного самого мощного трансформатора на подстанции, а также произведен анализ данных режимов.

-       регулирование напряжения с помощью РПН трансформаторов также в программе RastrWin.

1. Анализ исходных данных

.1 Характеристика электрифицируемого района

В качестве дополнительного источника питания в данном курсовом проекте используется мощная подстанция. Реконструируемая сеть находится в центральном регионе России, а именно, в Восточной части Смоленской области.

Смоленская область находится в умеренном климатическом поясе. Среднегодовое количество осадков составляет в среднем 738 мм. Максимальная температура воздуха +32°С, минимальная -36°С.

Из опасных метеорологических явлений на территории области наиболее часты гололёд и грозы. Дней с гололёдом по области в среднем за год бывает от 13 до 20, с сильной грозой - 1-2 дня за лето. Число часов грозовой активности - от 40 до 60 в год. Район по гололёдности - III. Нормативная толщина стенки гололёда на высоте 10 метров от земли с повторяемостью 1 раз в 10 лет С = 15 мм.

На территории области преобладают всхолмленные и волнистые равнины. Средняя высота поверхности над уровнем моря около 200 метров. Возвышенности занимают 61%, низменности - 39% площади области.

Из полезных ископаемых на территории области находится только бурый уголь. В регионе развиты такие отрасли промышленности как машиностроение, металлообработка, пищевая, химическая и легкая промышленности.

.2 Характеристика потребителей

В результате промышленно-экономического развития района в сети появляются два дополнительных узла нагрузки (пункт 6 и 7)

В пункте 6 содержится:

% потребителей - I категории,

% потребителей - II категории,

% потребителей - III категории.

Коэффициент мощности нагрузки равен 0,89.

Пик нагрузки приходится на период времени с 8 до 12 ч. и составляет 11 МВт;

В пункте 7 содержится:

% потребителей - I категории,

% потребителей - II категории,

% потребителей - III категории.

Коэффициент мощности нагрузки равен 0,91.

Пик нагрузки приходится на период времени с 12 до 16 ч., составляет 10 МВт;

Также развитие района привело к увеличению потребностей в мощности в пунктах 2 и 4.

Во всех пунктах номинальное вторичное напряжение сети - 10кВ, летняя нагрузка составляет 60% от зимней.

.3 Характеристика источника питания

Источником питания ИП 2 районной сети является мощная ПС, со средним номинальным коэффициентом мощности источника питания 0,9. Понижающие подстанции предназначены для распределения энергии по сети НН и создания пунктов соединения сети ВН. При проектировании подстанции необходимо учесть следующие требования:

передача и распределение заданного количества электроэнергии в соответствии с заданным графиком нагрузки;

надежная работа потребителей и энергосистемы в целом;

сокращение капитальных затрат на сооружение подстанции;

снижение ежегодных издержек и ущерба при эксплуатации подстанции

Напряжение на шинах источника питания:

-    при наибольших нагрузках- 105 %

-       при наименьших нагрузках- 100 %

-       при тяжелых авариях в питающей сети- 105%

Вывод: в данной главе был охарактеризован развивающийся район, дана характеристика потребителям, дана характеристика новому источнику питания, коим в данном случае является ПС.

2. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети

.1 Определение потребной району активной мощности и энергии

Определение потребности в электроэнергии производится с целью составления балансов электроэнергии по энергосистеме и выявления необходимости ввода новых источников электрической энергии. Составление балансов мощности сети любого уровня напряжения необходимо для решения большинства задач, возникающих при проектировании развития энергосистемы, в том числе выбора объема и структуры генерирующих мощностей, напряжения и схем электрической сети, основного оборудования, расчетов режимов работы сетей.

Построим графики нагрузок в табличной форме в именованных единицах для каждого пункта:

Табл. 2.1 - Значения активных мощностей на источнике питания для зимних суток

Табл. 2.2- Значения активных мощностей на источнике питания для летних суток

Суммарный максимум зимней нагрузки:

Потери активной мощности:

Потребная активная мощность сети:

Баланс активной мощности:

Рассчитаем суточные объемы потребления электроэнергии на примере 1 пункта:

Для определения годового потребления электроэнергии принимаем продолжительность зимнего и летнего периодов 200 и 165 суток соответственно.

Аналогично произведем расчет потребления электроэнергии и для остальных пунктов. Результаты сведем в таблицу 2.3.

Табл. 2.3 - Суточное и годовое потребление электроэнергии

Найдем число часов использования максимальной нагрузки каждого пункта, и сведем результаты в таблицу 2.4:

Табл. 2.4 - Число часов использования максимальной нагрузки

За это время по элементу электросети при его работе с максимальной нагрузкой по нему будет передана та же электроэнергия, что и при работе его по действительному годовому графику нагрузки.

.2 Составление баланса реактивной мощности

Потребная реактивная мощность складывается из суммарной реактивной максимальной мощности нагрузки, потерь реактивной мощности в линиях, потерь реактивной мощности в трансформаторе, за вычетом зарядной мощности линий.

Табл. 2.5 - Значения реактивных мощностей на источнике питания для зимних суток

Суммарный максимум зимней нагрузки:

Потери активной мощности в трансформаторе:

Потребная реактивная мощность сети:

Реактивная мощность, которую может обеспечить источник питания:

Так как мощность, обеспечивающаяся источником питания, меньше потребной, () необходима установка в пунктах нагрузки компенсирующих устройств.

Мощность компенсирующих устройств: