Электроснабжение промышленных предприятий

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Иркутский Государственный технический университет

Пояснительная записка

к курсовому проекту по курсам

Системы внешнего электроснабжения

и Производство электроэнергии

Выполнил:

студент группы ЭП-95-1

Сапрыкин Д.Р.

Принял:

Старостина Э.Б.

Иркутск 1999

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Иркутский Государственный технический университет

Пояснительная записка

к курсовому проекту по курсам

Системы внешнего электроснабжения

и Производство электроэнергии

Выполнил:

студент группы ЭП-95-1

Сапрыкин Д.Р.

Принял:

Акишина А.Г.

Иркутск 1999

Содержание

Предварительный расчет:............................................................................................. 3

Баланс реактивной мощности....................................................................................... 3

Расчет первого варианта схемы соединения нагрузки................................................ 4

Расчет второго варианта схемы соединения нагрузки................................................ 7

Расчет третьего варианта схемы соединения нагрузки............................................... 9

Технико-экономическое сравнение вариантов........................................................... 12

Вариант первый........................................................................................................... 12

Вариант второй........................................................................................................... 14

Сопротивления трансформаторов.............................................................................. 20

Расчет уровней напряжения в узлах, ведя вычисления с начала сети (РЭС) к ее концу...................................................................................................................................... 21

Регулирование напряжения........................................................................................ 22

Расчет токов короткого замыкания............................................................................ 24

Выбор оборудования в РУ низкого напряжения подстанции № 1........................... 26

Выбор разъединителей............................................................................................... 26

Выбор выключателей.................................................................................................. 26

Выбор трансформаторов тока.................................................................................... 28

Выбор трансформаторов напряжения....................................................................... 29

Выбор токопроводов и сборных шин........................................................................ 30

Технико-экономический расчет.................................................................................. 30

Список используемой литературы............................................................................. 32

Предварительный расчет:

Напряжение сети

Баланс реактивной мощности

Суммарная реактивная требуемая мощность генераторов

Потери активной мощности от генераторов до шин

Суммарная активная требуемая мощность генераторов

Суммарная вырабатываемая реактивная мощность

Для U_ном=110кВ Q_c∑=∆Q_л∑

Сумма реактивной мощности нагрузки

Суммарная потребляемая реактивная мощность

Потери реактивной мощности в трансформаторах = 10% от мощности

Суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств

Компенсируемая реактивная мощность в узлах

Находим нагрузки каждого узла

Расчет первого варианта схемы соединения нагрузки

Расстояние между узлами сети

От РЭС до подстанции 1=150км

От подстанции 1 до 3=96км

От подстанции 3 до 5=75км

От РЭС до подстанции 2=165км

От подстанции 2до 4=75км

От подстанции 4 до 5=60км

От подстанции 3 до 4=96км

Находим мощности на участках

Выбираем номинальное напряжение на участках

принимаем U_НОМ=220

принимаем U_НОМ=110

принимаем U_НОМ=110

принимаем U_НОМ=220

принимаем U_НОМ=110

Находим ток для каждого участка

Выбор сечения по значению j_эк

j_эк=1,3А/мм², Т_нб=6400ч

Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии

,

Потери напряжения

, ,

при ,

Расчет второго варианта схемы соединения нагрузки

Расстояние между узлами сети

От РЭС до подстанции 1=150км

От подстанции 1 до 3=96км

От подстанции 3 до 5=75км

От РЭС до подстанции 2=165км

От подстанции 2до 4=75км

От подстанции 4 до 5=60км

От подстанции 3 до 4=96км

Находим мощности на участках

Выбираем Номинальное напряжение на участках

принимаем U_НОМ=110кВ

Находим ток для каждого участка

Выбор сечения по значению j_эк

j_эк=1,3А/мм², Т_нб=7300ч

Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии

,

Потери напряжения

, ,

при ,

Расчет третьего варианта схемы соединения нагрузки

5

Расстояние между узлами сети

От РЭС до подстанции 1=150км

От подстанции 1 до 3=96км

От подстанции 3 до 5=75км

От РЭС до подстанции 2=165км

От подстанции 2до 4=75км

От подстанции 4 до 5=60км

От подстанции 3 до 4=96км

Находим нагрузки на участках

Выбираем номинальное напряжение на участках

принимаем U_НОМ=110кВ

Находим ток на каждом участке

Выбор сечения по значению j_эк

j_эк=1,3А/мм², Т_нб=6400ч,

Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии

,

Потери напряжения

Данная схема не проходит по потерям напряжения в аварийном режиме, поэтому мы исключаем ее из дальнейших расчетов.

В дальнейшем, чтобы окончательно выбрать конфигурацию, необходимо провести технико-экономический расчет и сравнить оставшиеся два варианта схем.

Технико-экономическое сравнение вариантов

Вариант первый

Определим потери на участках

Определим величину времени максимальных потерь

Потери электроэнергии в течении года

Стоимость сооружений ВЛ

Капитальные затраты на сооружение ЛЭП

Капитальные затраты на оборудование ЛЭП

Число и стоимость выключателей и трансформаторов в обеих схемах одинаковы.

Выбираем трансформаторы

Находим необходимую мощность

Полные капиталовложения

К_∑=К_ЛЭП =16197,6 т.р.

Ежегодные издержки на эксплуатацию сети

И=И_ЛЭП +ΔИ

α_Л%=2,8%

ΔИ=ВΔW=1,5*19481,3=292,2 т.р.

в=1,5 коп. стоимость 1кВт ч

И=И_ЛЭП +ΔИ=453,5+292,2=745,7 т.р.

Расчетные затраты

З=αК_∑+И=0,12*16197,6+745,7=2689,4 т.р.

α=0,12 нормативный коэффициент срока окупаемости

Вариант второй

Определим потери на участках

Определим величину времени максимальных потерь

Потери электроэнергии в течении года

Стоимость сооружений ВЛ

Капитальные затраты на сооружение ЛЭП

Капитальные затраты на оборудование ЛЭП

Кап. затраты на выключатели и трансформаторы не учитываем т.к. в обоих вариантах их количество и стоимость равные.

Выбираем трансформаторы

Находим необходимую мощность

Полные капиталовложения

К_∑=К_ЛЭП =15863,1 т.р.

Ежегодные издержки на эксплуатацию сети

α_Л%=2,8%

ΔИ=вΔW=1,5*18100,7=271,5 т.р.

в=1,5 коп. стоимость 1кВт ч

Ежегодные издержки на эксплуатацию сети

И=И_ЛЭП +ΔИ=444,17+271,5=715,7 т.р.

Расчетные затраты

З=αК_∑+И=0,12*15863,1+715,7=2619,3 т.р.

α=0,12 нормативный коэффициент срока окупаемости

Сравнивая два варианта приходим к выводу, что затраты для второго варианта схемы меньше чем для первого, поэтому для дальнейшего расчета выгоднее взять второй вариант схемы.

Уточненный баланс реактивной мощности

Потери реактивной мощности на участках ЛЭП

Зарядная мощность линии

,

Расчет потерь в стали и меди трансформаторов

Сопротивления трансформаторов

(-4,21)

(-4,21)

Расчет уровней напряжения в узлах, ведя вычисления с начала сети (РЭС) к ее концу

Регулирование напряжения

На третьей подстанции

Желаемое напряжение ответвления

Число ответвлений

На четвертой подстанции

Желаемое напряжение ответвления

Число ответвлений

На пятой подстанции

Желаемое напряжение ответвления

Число ответвлений

Расчет токов короткого замыкания

Смотри приложение

Примем значение ЭДС

Ударный коэффициент

Ударный ток

Ток короткого замыкания

где

Термическое действие токов короткого замыкания

Выбор оборудования в РУ низкого напряжения подстанции № 1

Выбор разъединителей

1. По напряжению установки

2. По току

Выбираем разъединитель типа РВ-10/1000 У3

3. На электродинамическую стойкость

, ,

4. По термической стойкости

,

Выбор выключателей

1. По напряжению установки

2. По длительному току

3. Ном. симметричный ток отключения

Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-1000-31,5 У3

4. Возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания

т.к. допускается проверка по отключающей способности

5. На электродинамическую стойкость

, ,

6. По термической стойкости

,

Выбор трансформаторов тока

1. По напряжению установки

2. По длительному току

Выбираем измерительный трансформатор ток типа ТПОЛ-10 У3Т3

3. Класс точности = 0,5

4. По электродинамической стойкости

, ,

5. По термической стойкости

,

6. По вторичной нагрузке

принимаем q = 3 тогда r_пр=0,1

0,1+0,16+0,1‹0,4

Выбор трансформаторов напряжения

1. По напряжению установки

2. Класс точности 0,5

Выбираем измерительный трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.09-10Т2

3. По вторичной нагрузке

Выбранный трансформатор имеет номинальную мощность 75ВА в классе точности 0,5 необходимом для присоединения счетчиков мощностью 75ВА т.о. трансформатор будет работать в выбранном классе точности.

Выбор токопроводов и сборных шин

Выбираем АС-70/11

q=70мм² d= 11,4 I_доп=265А r₀=5,7мм

I_мах <I_доп

I_мax=160,5A I_доп=2*265=530А

Начальная критическая напряженность

Напряженность вокруг провода

Условие проверки

1,07Е≤0,9Е₀

По условию коронирования – проходит

Технико-экономический расчет

1. Стоимость сооружений

2. Годовые эксплуатационные расходы

3. Себестоимость

Список используемой литературы

1. Неклепаев Электрические станции и подстанции

2. К.И. Прокопчук Л.А. Акишин Районная электрическая сеть Метод. Указания

3. ПУЭ

4. ГОСТ

5. А.А. Федоров Л.Е. Старкова Учебное пособие для курсового проектирования