Северск-2011
УТВЕРЖДЕНО ОМС
" " 2011 г.
Агеева Е.В., Агеев А.Ю. Расчет электрических сетей. Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию. - Северск: 2011.
В методическом пособии рассматриваются вопросы проектирования и расчета местных электрических сетей — ВЭЛ, выбор трансформаторов, компенсирующих устройств, проводов, а также технико-экономическое сравнение различных вариантов разомкнутой и замкнутой сети.
Пособие предназначено для студентов при выполнении курсовых и дипломных проектов по курсу "Проектирование электрических сетей".
Одобрено
" " 2011 г.
Рецензент:
Редактор:
Подписано к печати
Заказ
Формат 60 84/18 Тираж 21 экз. Объем пл
Отпечатано на ротапринте СТИ НИЯУ МИФИ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………….4
1 Общие вопросы расчета электрических сетей………………………...6
1.1 Выбор напряжения………………………………………………………..6
1.2 Выбор числа и мощности трансформаторов………………………….7
1.3 Выбор компенсирующих устройств…………………………………...11
2 Расчет разомкнутой сети………………………………………………...14
2.1 Выбор схемы разомкнутой сети……………………………………….14
2.2 Расчет мощностей и токов нагрузки разомкнутой сети……………16
2.3 Расчет параметров схемы замещения разомкнутой сети…………...19
2.4 Расчет потерь напряжения, мощности, и энергии разомкнутой
сети………………………………………………………………………...20
2.5 Проверка разомкнутой сети в послеаварийном режиме……………22
3 Расчет замкнутой сети…………………………………………………...23
3.1 Выбор схемы замкнутой сети………………………………………….23
3.2 Расчет мощностей и токов нагрузки замкнутой сети……………....24
3.3 Расчет параметров схемы замещения замкнутой сети……………...26
3.4 Расчет потерь напряжения, мощности, энергии замкнутой
сети………………………………………………………………………...27
3.5 Проверка замкнутой сети в послеаварийном режиме………………27
4 Технико-экономическое сравнение вариантов………………………...29
4.1 Критерии сравнения вариантов………………………………………...29
4.2 Составление сметы приведенных затрат………………………………31
5 Определение напряжений в узловых точках , выбор
коэффициентов трансформации………………………………………..39
5.1 Определение напряжений в узловых точках……………………… 39
5.2 Определение напряжения на стороне низшего напряжения
подстанций …………………………………………….……………….. 40
6 Расчет нормативных и удельных нагрузок на провод участка
местной электрической сети………………………………………………
6.1 Выбор климатических условий…………………………………………
6.2 Удельные нормативные и расчетные нагрузки на провод……………
Литература……………………………………………………………….41
Приложения………………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Электрической сетью называется устройство, соединяющее источники питания с потребителями электроэнергии. От свойств и работы электрической сети зависит качество электроснабжения потребителей. К электрическим сетям предъявляются определённые технико-экономические требования. Поэтому электрические сети должны тщательно рассчитываться, специально проектироваться и квалифицированно эксплуатироваться.
Электроэнергия является наиболее универсальным видом энергии. Широкое применение электроэнергии во всех отраслях промышленности объясняется относительной простотой ее производства, передачи, распределения между потребителями и легкостью превращения в другие виды энергии. Развитие электроэнергетики в нашей стране идет по пути создания больших энергосистем и централизованной выработки электроэнергии на базе крупных тепловых (в том числе атомных) и гидравлических станций, что наиболее эффективно в технико-экономическом отношении. Мощность энергосистем непрерывно растет, и эта тенденция развития энергетики будет сохраняться и в будущем.
Развитие энергетики и усиление связей между энергосистемами требует расширения строительства электроэнергетических объектов. Электрическая сеть является существенным звеном в цепи электроснабжения потребителей и поэтому влияет на изменение показателей качества электроэнергии. Важно чтобы электроэнергия доставлялась потребителям с допустимыми показателями ее качества, например, при соответствующих величинах напряжений. При этом также не следует предъявлять чрезмерные требования. Снижение влияния сети или мероприятия по улучшению показателей качества электроэнергии могут обходиться достаточно дорого. Поэтому экономически более обоснованным обычно является изготовление электроприемников, допускающих некоторые отклонения показателей качества энергии от номинальных значений. Эти приемлемые отклонения должны обеспечиваться экономически обоснованными путями. В частности, это относится к выбору параметров элементов сети и применению дополнительных устройств, позволяющих улучшать указанные показатели до приемлемых значений.
Электрическая сеть как любое инженерное сооружение должна быть экономичной. Требование экономичности должно обеспечиваться при условии выполнения указанных выше технических требований. Т.е. должны приниматься наиболее совершенные технические решения, должно обеспечиваться более полное и рациональное использование применяемого оборудования, за работой электрической сети должен осуществляться систематический контроль. Текущий контроль за работой сети позволяет своевременно воздействовать на условия работы сети в целях повышения соответствующих технико-экономических показателей. Проектирование электрической сети, включая разработку конфигурации сети и схемы подстанции, является одной из основных задач развития энергетических систем, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей.
Задача проектирования электрической сети относится к классу оптимизационных задач, однако не может быть строго решена оптимизационными методами в связи с большой сложностью задачи, обусловленной многокритериальностью, многопараметричностью и частичной неопределенностью исходных параметров. В этих условиях проектирование электрической сети сводится к разработке конечного числа рациональных вариантов развития электрической сети, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергией в нормальных и послеаварийных режимах. Выбор наиболее рационального варианта производится по экономическому критерию. При этом все варианты предварительно доводятся до одного уровня качества и надёжности электроснабжения.
Исходные данные для проектирования представляются в таблице. Каждая подстанция имеет потребитель, который представлен активной мощностью Р в Мвт,
Таблица 1—Исходные данные для расчета
| Объект | п/с-"а" | п/с-"в" | п/с-"с" | Источник - А |
| Р, МВт | - | |||
cos 
| - | |||
| Tmax,час |
| |||
| U2H, кВ |
| |||
| Категория | - | |||
| Х, мм | ||||
| У, мм | ||||
| m, км/мм |
| |||
| Географический район расположения сети |
| |||
| Участок для расчета механических нагрузок на провода |
| |||
коэффициентом мощности cos 
1, временем использования максимальной нагрузки Тmax=1000—8760 часов, номинальным напряжением потребителей U2H=10 кВ, категорией потребителей (одной из трех: 
), и координатами X, Y в относительных единицах. Для источника "А" приводятся только координаты. Для выбора оптимального варианта электрической сети (т.е. с минимальной длиной), указан масштаб m. Для расчета механических нагрузок на провода в исходных данных приводится географическое месторасположение проектируемой местной электрической сети и участок сети, для которого рассчитываются механические нагрузки.
Расчет электрической сети рекомендуется вести в следующей последовательности:
- раздел 1. Общие вопросы расчета электрических сетей (выбор напряжения, числа и мощности трансформаторов и компенсирующих устройств);
- раздел 2. Расчет разомкнутой сети (выбор схемы разомкнутой сети оптимального варианта, расчет потоков мощностей и токов нагрузки на участках сети, выбор стандартных проводов и расчет параметров схемы замещения участков сети, определение потерь напряжения, мощности, энергии, проверка послеаварийного режима);
- раздел 3. Расчет замкнутой сети, т.е. сети с двухсторонним питанием, (выбор схемы замкнутой сети оптимального варианта и т.д.
аналогично разделу 2.);
- раздел 4. Технико-экономическое сравнение вариантов (составление принципиальных схем для разомкнутой и замкнутой сетей, составление сметы затрат на оборудование подстанций и монтаж линий электропередач, определение приведенных затрат разомкнутой и замкнутой сетей и выбор варианта с минимальными затратами);
- раздел 5. Определение напряжений в узловых точках и напряжения на стороне низшего напряжения подстанций;
- раздел 6 Расчет нормативных и удельных нагрузок на провод участка местной электрической сети. Выбор климатических условий. Расчет удельных нормативных и расчетных нагрузок на провод заданного участка сети.
Графическая часть курсового проекта должна содержать два листа формата А1. Для выбранного варианта сети с минимальными приведёнными затратами приводятся:
- схема электрическая принципиальная;
- схема замещения.
Варианты задания на курсовой проект приведены в приложении 5.
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Выбор напряжения
Шкала номинальных напряжений электрических сетей России установлена ГОСТ 21128-83. В России получили распространение две системы напряжения электрических сетей класса 35 кВ и выше: 35-110-220-500-1150 кВ и 35-110(150) -330-750 кВ. Первая система применяется в большинстве объединенных энергосистем (ОЭС), вторая после разделения СССР осталась только в ОЭС Северо - Запада. Кроме того, в ОЭС Центра и Северного Кавказа при основной системе 35-110-500 кВ ограниченное распространение получили также сети 330 кВ. Напряжение 110 кВ имеет наибольшее распространение для распределительных сетей во всех ОЭС России независимо от принятой системы напряжения. Сети напряжением 150 кВ выполняют те же функции, что и сети 110 кВ, но применяются только в Кольской энергосистеме и поэтому это напряжение не рекомендуется к использованию для вновь проектируемых сетей, за исключением тех районов, где оно уже применяется. В учебном проектировании использование этого номинального напряжения допускается независимо от района проектирования.
Номинальное напряжение сети существенно влияет как на ее экономические показатели, так и на технические характеристики.
При повышении номинального напряжения сети снижаются потери мощности и электроэнергии, уменьшаются сечения проводов, растет предельная передаваемая мощность, облегчается бедующее развитие сети, но увеличиваются капитальные затраты на оборудование, вследствие роста затрат на изоляцию.
Определяющими факторами, влияющими на выбор напряжения сети, являются передаваемая мощность и расстояние, на которое она передается.
Для предварительного определения уровня напряжения можно
воспользоваться эмпирической формулой
U = 4,34* 
, (1)
где U - уровень напряжения, кВ;
l - длина линии, км;
P - передаваемая мощность, МВт.
Формула (1) даёт приемлемые значения напряжения при длине
l 
км и передаваемой мощности по одной цепи P 
МВт.
Для предварительного формирования возможного значения напряжения сети также можно воспользоваться экономически целесообразными интервалами. Кривые, разграничивающие интервалы номинальных напряжений в зависимости от длины линии и передаваемой мощности, изображены на рисунке 1.
При проектировании местных электрических сетей применяют следующие значения номинальных напряжений:U=6;10;20;35 кВ. Чаще всего для местных сетей применяют U=10;20;35 кВ.
Рисунок 1-Области применения ЛЭП разных напряжений
Дата: 2018-11-18, просмотров: 824.
