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.

Рисунок 1 – Схема электрической сети.

Исходные данные для расчета:

1. Номинальное напряжение электроприемников U_n = 10кВ;

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

3. Напряжение источника питания U_omax = 38 кВ; U_omin = 36,3 кВ;

4. Активная мощность потребителя P_max = 7 МВт; P_min = 5 МВт;

5. Коэффициент мощности нагрузки cosφ = 0,86;

6. Число часов использования наибольшей нагрузки T_max = 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 I_max – ток максимального режима в одной цепи ЛЭП, А;

j_эк – экономическая плотность тока, А/мм².

Ток максимального режима в одной цепи ЛЭП находится:

,

где P_max – активная мощность потребителя в режиме максимальных

нагрузок, МВт;

cosφ – коэффициент мощности потребителей;

n – число цепей ЛЭП, равно 2;

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

,

,

Выбираем стандартное сечение провода 70мм² марка АС – 70.

1.2 Выполнение необходимых проверок выбранного провода

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

– по механической прочности проводов и опор ЛЭП:

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

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

I_доп = 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 S_{тр.расч} определяется:

,

где S_max – модуль полной мощности нагрузки, МВА;

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

мощности.

,

,

Исходя из условия, что S_н.тр. ≥ S_{тр.расч.} по таблице 6.8 (2) выбираем трансформатор ТМН(ТМ) – 6300/35.

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 P_max – максимальная активная мощность, МВт;

Q_max – 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 W_потр – годовое количество потребленной электрической энергии, МВт· ч;

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

где ΔW – годовые потери электроэнергии, МВт · ч.