Курсовая: 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 Uном=110кВ Qc∑=∆Qл∑ 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 UНОМ=220 принимаем UНОМ=110 принимаем UНОМ=110 принимаем UНОМ=220 принимаем UНОМ=110

Находим ток для каждого участка

Выбор сечения по значению jэк jэк=1,3А/мм2, Тнб=6400ч Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии ,

Участок	Сечение	r0, Ом/км	R, Ом	х0, Ом/км	Х, Ом
Р-1 1-3 3-5 Р-2 2-4	АС-240 АС-95 АС-70 АС-240 АС-70	0,124 0,306 0,428 0,124 0,428	9,3 14,69 32,1 10,23 16,05	0,405 0,434 0,444 0,405 0,444	30,38 20,83 33 33,4 16,65

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 UНОМ=110кВ Находим ток для каждого участка Выбор сечения по значению jэк jэк=1,3А/мм2, Тнб=7300ч Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии ,

Участок	Сечение	r0, Ом/км	R, Ом	х0, Ом/км	Х, Ом
Р-1 1-3 4-5 Р-2 2-4	АС-240 АС-70 АС-70 АС-240 АС-95	0,124 0,428 0,428 0,124 0,306	9,3 20,5 12,84 10,32 11,48	0,405 0,444 0,444 0,405 0,434	30,38 21,31 13,32 33,4 16,28

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 UНОМ=110кВ Находим ток на каждом участке Выбор сечения по значению jэк jэк=1,3А/мм2, Тнб=6400ч, Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии ,

Участок	Сечение	r0, Ом/км	R, Ом	х0, Ом/км	Х, Ом
Р-1 1-3 3-5 4-3 2-4 Р-2	АС-240 АС-120 АС-70 АС-70 АС-120 АС-240	0,124 0,249 0,428 0,428 0,249 0,124	18,6 23,9 32,1 41,09 18,68 20,46	0,405 0,427 0,444 0,444 0,427 0,405	60,75 40,99 33,3 42,62 32,03 66,83

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

Участок	Кол-во цепей	Вид опоры	Марка провода	длина, км	Напряжение, кВ	стоимость 1 км	полная стоимость
Р-1 1-3 3-5 Р-2 2-4	2 2 1 2 2	сталь сталь сталь сталь сталь	АС-240 АС-95 АС-70 АС-240 АС-70	150 96 75 165 75	220 110 110 220 110	34,4 22,1 21,6 34,4 21,6	5160 2121,6 1620 5676 1620

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

№	Тип трансформатора	Uобмотки			ΔРххкВт	ΔРКЗ, кВт			UК, %	Iхх, %	цена
		ВН	НН	СН		вн-сн	вн-нн	сн-нн
1 2 3 4 5	АТДЦТН-63000/220/110 АТДЦТН-63000/220/110 ТДН-16000/110 ТДН-16000/110 ТДН-10000/110	230 230 115 115 115	11 11 11 11 11	121 121	37 37 18 18 14	200 200 85 85 58	200 200 85 85 58	200 200 85 85 58	35 35 10,5 10,5 10,5	0,45 0,45 0,7 0,7 0,9	159 159 48 48 40

Полные капиталовложения К∑=КЛЭП =16197,6 т.р. Ежегодные издержки на эксплуатацию сети И=ИЛЭП +ΔИ αЛ%=2,8% ΔИ=ВΔW=1,5*19481,3=292,2 т.р. в=1,5 коп. стоимость 1кВт ч И=ИЛЭП +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

Участок	Кол-во цепей	Вид опоры	Марка провода	Длина, км	Напряжение, кВ	Стоимость 1 км	Полная стоимость
Р-1 1-3 Р-2 2-4 4-5	2 2 2 2 1	сталь сталь сталь сталь сталь	АС-240 АС-70 АС-240 АС-95 АС-70	150 96 165 75 60	220 110 220 110 110	34,4 21,6 34,4 22,1 21,6	5160 2073,6 5676 1657,5 1296

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∑=КЛЭП =15863,1 т.р. Ежегодные издержки на эксплуатацию сети αЛ%=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=ИЛЭП +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

Ваттметр	Д-335	1ВА
Варметр	Д-335	0,5ВА
Счетчик активной энергии	U-680	2,5ВА

принимаем q = 3 тогда rпр=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

название	марка	мощность 1 катушки	число катушек	Соs	Sin	число пр.	Р, Вт	q
Ваттметр Варметр Счетчик акт мощности Вольтметр	Д-335 Д-335 U-680 Э-335	1,5 1,5 2 2	2 2 2 1	1 1 0,38 1	0 0 0,925 0	1 1 1 2	3 3 4 2	- - 9,7 -

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 Iдоп=265А r0=5,7мм Iмах <Iдоп Iмax=160,5A Iдоп=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