Подпись студента___

Подпись руководителя проекта________

Исходные данные к проекту: 39 вариант

Таблица 1

Наименование энергосистемы и состав приемников электрической энергии

Сетевой район электрической системы

Состав приемников электроэнергии в пунктах питания по категории надежности, %

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

III

Алтайэнерго

0, 7

Таблица 2

Сведения о максимальных нагрузках, коэффициенте мощности, числе часов использования максимальной нагрузки на трансформаторных подстанциях сетевых районов

Таблица 3

Координаты, км, расположения пунктов питания и потребления электрической энергии

Таблица 4

Коэффициенты аварийной перегрузки силовых трансформаторов общего назначения

Таблица 5

Номинальное напряжение распределительных сетей потребителей; средний коэффициент мощности генераторов станций; минимальная нагрузка в процентах от максимальной

Номинальное напряжение распределительной сети потребителей электроэнергии в пунктах, кВ	Средний коэффициент мощности генераторов, cos г	Минимальная нагрузка (от максимальной), %
					0, 89

1 ВЫБОР ГРАФА, СХЕМЫ И НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

1.1 ВЫБОР ГРАФА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ

Электрическая сеть представляет собой совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящей из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных (ВЛ) и кабельных (КЛ) линий электропередачи (ЛЭП), работающих на определенной территории.

Разработаем и начертим граф проектируемо электрической сети (Рисунок 1.1.)

Рисунок 1.1 – Граф проектируемой электрической сети

1.2 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНЫХ МОЩНОСТЕЙ ПО ЛЭП ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ В ОСНОВНОМ РЕЖИМЕ

Распределение мощностей по ЛЭП рекомендуется определять упрощенно, считая сеть однородной. В однородной сети сопротивления отдельных участков ЛЭП эквивалентны их длинам, при этом необходимо принимать длину ЛЭП с учетом коэффициента удлинения трасс.

Для Алтайэнерго k _уд=1, 16.

Найдем длины линий:

Таблица 1.1 -Длины ЛЭП, км

Распределение активной мощности:

S₁=120МВА, cosφ ₁=0, 85 P₁=S₁ ·cosφ ₁=120·0, 85 =102МВт

S₂=80МВА, cosφ ₂=0, 87 P₂=S₂ ·cosφ ₂=80·0, 87=69, 6МВт

S₃=90МВА, cosφ ₃=0, 90 P₃=S₃ ·cosφ ₃=90·0, 90=81МВт

S₄=60МВА, cosφ ₄=0, 85 P₄=S₄ ·cosφ ₄=60·0, 85 =51МВт

S₅=50МВА, cosφ ₅= 0, 85 P₅=S₅ ·cosφ ₅=50·0, 85=42, 5МВт

Суммарная активная мощность:

Рассмотрим P_А3=P₃= 81 МВт

Рассчитаем распределение активной мощности, считая что сеть однородная.

Рассмотрим кольцо А1452:

А’ 147, 56 1 45, 56 4▼ 5, 44 5 47, 94 2 117, 54 А”

P₁ = 102P₄ = 51P₅ = 42, 5P₂ = 69, 6

Рисунок 1.2 – Распределение активных мощностей в кольце А1452

Далее осуществляется проверка правильности вычисления мощностей на головных участках ЛЭП:

Остальные мощности:

P₁₄=P_А1 –P₁ = 147, 56 – 102 = 45, 56 МВт

P₂₅=P_А2–P₂ = 117, 54 – 69, 6 = 47, 94 МВт

P₅₄ =P₂₅ –P₅ = 47, 94 – 42, 5 = 5, 44 МВт

Таблица 1.2 - Мощности ЛЭП в режимах максимальной нагрузки

1.3 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Выбор номинального напряжения районной сети производится одновременно с выбором графа сети и схемы электрических соединений на основе технико-экономических расчетов. Номинальное напряжение определяется значениями передаваемой активной мощности и длины линии.

;

где L – длина линии, км;

P– мощность ЛЭП основного режима, МВт.

Рассчитаем рациональное напряжение для линии А-1 для первого графа:

А-1: кВ

Для остальных ЛЭП, рациональные напряжения находятся аналогично.

Таблица 1.3 - Рациональное и номинальное напряжение ЛЭП

1.4 Баланс реактивной мощности в сетевом районе

Реактивная мощность в каждом пункте вычисляется по формуле:

гдеQ_i – реактивная мощность в i-ом пункте, МВАр;

S_i – полная мощность в i-ом пункте, МВА;

P_i – активная мощность в i-ом пункте, МВт.

Таблица 1.4 - Мощность в узлах нагрузки ПС

Поскольку часть реактивной мощности экономически целесообразно вырабатывать децентрализованно, то условие баланса реактивной мощности может быть записано в следующем виде:

Q_г+Q_ку+Q_с³ Q_м+DQ_с,

гдеQ_г – реактивная мощность, которая может быть получена от генераторов электростанций;

Q_ку – реактивная мощность компенсирующих устройств;

Q_c – реактивная мощность, генерируемая емкостью линий электропередачи;

Q_м – реактивная мощность, одновременно потребляемая приемниками электроэнергии, присоединенными к подстанциям сетевого района;

DQ_c – потери реактивной мощности в элементах электрической сети.

Реактивная мощность, получаемая от генераторов электростанций, может быть найдена по формуле

Q_Г=(P_м+DP_c)× tgj_Г,

гдеР_м – активная мощность, одновременно потребляемая в сетевом районе;

DР_с – потери активной мощности в сети; в сетях с одной-двумя ступенями трансформации DР_с составляют 4-6 % от полной передаваемой мощности в сети;

tgj_Г – угол сдвига между векторами тока и напряжения генераторов станций относительно шин высшего напряжения.

Р_м= 346, 1 МВт.

S_м= 120 + 80 + 90 + 60 + 50 = 400 МВА.

DP_c= 0, 05× å S_i= МВт.

Q_м = 63, 21 + 39, 44 + 39, 23 + 31, 61 + 26, 34 = 199, 83МВАр;

Средний коэффициент мощности генераторов cosj_Г= 0, 89.

Следовательно, tgj_Г= 0, 512.

Q_Г= (346, 1 + 20)× 0, 512 = 187, 44МВАр.

Потери реактивной мощности в основной электрической сети ориентировочно можно рассчитать:

DQ_c=(0.06…0.08)× S_м× n_т+(0.04…0.05)× S_м,

гдеS_м – полная мощность потребителей сетевого района;

n_т - число ступеней трансформации в сетевом районе (рекомендуется принять равным 1).

DQ_c=0.06× 400+0.04× 400 = 40МВАр.

Реактивная мощность, генерируемая линиями, условно принимается 120 кВАр/км при 220.

Qc = 0, 12× (50+81+55+53+70) + 2× 0, 12× 87= 57, 96МВАр.

Из приведенного баланса реактивных мощностей находится мощность компенсирующих устройств:

Q_ку³ Q_м + DQ_с –Q_с–Q_г.

Q_ку = Q_м+DQ_с –Q_с–Q_г = 199, 83 + 40 – 57, 96 – 187, 44 = –5, 57МВАр

Установка компенсирующих устройств при Q_ку< 0 не требуется. В этом случае необходимо рассчитать распределение реактивных мощностей по ЛЭП.

Q_А3 =Q₃ = 39, 23 МВт

Рассчитаем распределение реактивной мощности, считая что сеть однородная. Рассмотрим кольцо А1452:

А’ 90, 61 1 27, 40 4▼ 4, 21 5 30, 55 2 69, 99 А”

Q₁ = 63, 21Q₄ = 31, 61 Q₅ = 26, 34 Q₂ = 39, 44

Рисунок 1.3 – Распределение реактивных мощностей в кольце А1452

Далее осуществляется проверка правильности вычисления мощностей на головных участках ЛЭП:

Остальные мощности:

Q₁₄ =Q_А1 –Q₁ = 90, 61 – 63, 21 = 27, 4 МВAp

Q₂₅ =Q_А2 –Q₂ = 69, 99 – 39, 44 = 30, 55 МВAp

Q₅₄ =Q₂₅ –Q₅ =30, 55– 26, 34 = 4, 21 МВAp

Таблица 1.5 - Мощности ЛЭП в режимах максимальной нагрузки