Оглавление
Введение ........................................................................................................... |
6 |
Задание (исходные данные)..................................................................... |
8 |
Расчеты 1 – 9 основных сетевых блоков ……………………… 10 Заключение ……………………………………………………………15 Литература ……………………………………………………………… 16 |
|
|
|
|
|
|
|
Введение
Изучение дисциплины «Электроэнергетические системы и сети» преследует цель дать системное представление об энергосистемах в целом и о процессах, происходящих в них. Нужно четко представлять себе длинный и сложный путь, который преодолевает электроэнергия от источников ее генерации (электростанций) до электропотребителей, которые чаще всего подключены к шинам 6, 10 и 25 кВ понижающих подстанций. На этом пути приходиться решать ряд технико-экономических задач, обеспечивая необходимую надежность работы потребителей при надлежащем качестве электроэнергии.
Материал расчетно-графической работы представлен последовательностью задач по выбору параметров сети и показателей работы сетевых элементов, что дает представление о работе системы электроснабжения в целом.
ЗАДАНИЕ
Задание по выбору силового оборудования системы внешнего электроснабжения предприятия определяется схемй подключения предприятия к энергосистеме (рис.1).
Рис.1. Схема внешнего электроснабжения предприятия с воздушной
линией напряжением 35 кВ
Поскольку предприятие содержит объекты первой и второй категорий, то в его центр питания (ЦП) должен иметь два трансформатора, работающих в ре-жиме горячего резерва. Надлежит выбрать мощность трансформаторов в ЦП. Предварительно необходимо рассчитать суммарную мощность компенсирующих устройств (КУ) на предприятии.
Расчет сечения воздушной двухцепной линии (ВЛ) 35 производится после указанного выбора силового оборудования на самом предприятии. Рассчитываются режимные показатели ВЛ и трансформаторов (потери активной мощности и электроэнергии, потери напряжения в ВЛ и напряжение на стороне 35 кВ ЦП) до установки КУ и после, что позволяет оценить экономический эффект от этой установки.
Вся исходная информация содержится в таблицах 1 и 2. Соответствующие данные и показатели выбирают по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента.
Таблица 1. Технические показатели
|
Последняя цифра зачетной книжки | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Номинальная мощность предприятия, МВт |
7.8 |
8.8 |
9.5 |
10.6 |
12.8 |
11.7 |
13.8 |
7.2 |
6.6 |
9.0 |
Натуральный tgφ |
1.0 |
0.97 |
0.96 |
0.92 |
0.90 |
0.88 |
0.85 |
0.82 |
0.80 |
0.78 |
Заданный tgφэ |
0.36 |
0.32 |
0.30 |
0.28 |
0.26 |
0.24 |
0.22 |
0.20 |
0.18 |
0.16 |
Длина ВЛ-35, км |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
20 |
Таблица 2. Экономические показатели
|
Предпоследняя цифра зачетной книжки | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
Уд. стоимость КУ, руб./квар |
450 |
480 |
520 |
540 |
570 |
600 |
620 |
650 |
700 |
730 |
Стоимость выключателя, т. руб. |
200 |
200 |
230 |
230 |
250 |
250 |
260 |
280 |
300 |
300 |
Норма дисконта, % |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
Коэффициент kку эффективности КРМ |
2 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
3.0 |
3.0 |
3.5 |
3.5 |
1.8 |
1.8 |
Расчетная часть включает следующие разделы.
Выбор мощности компенсирующих устройств (КУ) и мощностей трансформаторов в центре питания (ЦП) предприятия.
Выбор номинальных мощностей трансформаторов ЦП
Выбор сечения проводов двух-цепной линии 35 кВ
Расчет сопротивления фаз воздушной линии 35 кВ
Определение напряжения в воздушной линии 35 кВ
Потери активной мощности и электроэнергии в линии 35 кВ
Потери активной мощности и электроэнергии в обмотках трансформаторов 35/10 кВ
Оценка суммарного денежного эффекта от установки КУ
Оценка экономической эффективности инвестиции в КУ
Заключение должно содержать краткие выводы по результатам проектирования системы внешнего электроснабжения предприятия.
Расчет 1. Выбор мощности компенсирующих устройств предприятия
Суммарная мощность компенсирующих устройств рассчитывается по заданному коэффициенту реактивной мощности tgφэ :
(1)
Нагрузка завода с учетом компенсирующего устройства (эта же мощность будет протекать по трансформаторам ГПП и в 2-х цепях воздушной линии):
. (2)
Следует назвать и обосновать факторы, которые влияют на задаваемую энергосистемой величину коэффициента реактивной мощности tg φ.
Нарисуйте эскиз треугольника мощностей предприятия до и после установки КУ в приблизительном масштабе.
Расчет 2. Выбор номинальных мощностей трансформаторов ЦП
В нормальном режиме работы завод питается двумя независимыми трансформаторами, которые, в свою очередь, питаются от двух-цепной воздушной линии. Выбор мощности трансформаторов на двух-трансформаторной подстанции, от которой питаются потребители 1-й категории, ведут с учетом допустимой 30 – 40% перегрузки в аварийном режиме. Расчет ведем по соответствующей формуле:
(3)
Выбираем ближайшую большую стандартную мощность каждого из двух трансформаторов ГПП.
Какими обстоятельствами обусловлен коэффициент «0.7» в (3)?
Расчет 3. Выбор сечения проводов двух-цепной линии 35 кB
Определяем сечение проводов воздушной линии, питающих завод, по экономической плотности тока. Для выбора сечения провода задаемся следующими исходными данными:
1) вид линии – воздушная;
2) материал провода – алюминий;
3) число использования максимума нагрузки завода Ти = 5500 час.
В зависимости от перечисленных показателей по соответствующей таблице [1] берем экономическую плотность тока jэ = 0.8 А/мм2.
Экономическое сечение провода каждой цепи каждой фазы ВЛ определяем по формуле:
(4)
Округляя до ближайшего большего стандартного сечения проводов, принимаем
Почему сечения линий напряжением свыше 1 кВ рассчитываются на основе экономических соображений, а для сетей до 1 кВ аналогичный расчет ведется по допустимому нагреву?
Расчет 4. Расчет сопротивления фаз воздушной линии 35 кВ
Расчет электрических сопротивлений воздушной линии (одной фазы) при сечении F = :
а) активное сопротивление одной цепи воздушной линии 35 кВ:
(5)
где:- удельное сопротивление алюминия (32 Ом мм2/км),
- длина воздушной линии,
- сечение проводов воздушной линии;
б) индуктивное сопротивление воздушной линии 35 кВ:
(6)
где:- удельное индуктивное сопротивление воздушной линии.
От каких параметров воздушной линии зависит сопротивление x0?
Какими способами можно снизить величину x0?