Проектування електричної мережі (стр. 1 из 4)
Завдання
Розрахувати та проаналізувати основні техніко-економічні показники ПЕМ, а також визначити основне направлення на зниження витрат та собівартості передачі електроенергії. Географічне розташування пунктів та джерела живлення, а також данні про споживачів електричної енергії вибираємо з таблиці 1.
Таблиця 1. Варіанти вихідних даних для розрахунку
| № | Розташування навантажень і електростанції | Потужність навантажень, МВт | Масштаб1 см\1 км | |||||||
| А | Б | В | Г | ЕС | А | Б | В | Г | ||
| 51 | к-3 | г-8 | д-3 | и-6 | е-0 | 25 | 15 | 11 | 21 | 1–8 |
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| А | ||||||||||
| Б | ||||||||||
| В |  | |||||||||
| Г |  | Б | ||||||||
 Д | В | |||||||||
| ЕС | ||||||||||
| Ж | ||||||||||
| З |  | |||||||||
| И |  | Г | ||||||||
| К | А | |||||||||
| Л |
Рисунок 1 – Розміщення пунктів споживання електроенергії
Вступ
Електроенергетика є базовою галуззю економіки України, від надійного і сталого функціонування якої значною мірою залежать темпи виходу України із скрутного економічного становища та енергетична безпека держави.
Електроенергетична галузь функціонує в особливих умовах. Процес постійного і безперервного в часі збалансування виробництва і споживання електроенергії забезпечується єдиним диспетчерським управлінням об'єднаною енергетичною системою України.
Тому у даній курсовій роботі я буду проектувати електричну мережу із врахуванням цих факторів.
Енергетичне виробництво пов'язане із такими процесами як виробництво енергії, її розподіл і споживання.
Сучасні електропостачальні системи промислових підприємств, міст, сільського господарства і транспорту повинні відповідати рівню розвитку технологій, обсягу споживання електричної енергії, забезпечувати показники якості електроенергії та відповідну до вимог споживача надійність за максимальної економічної ефективності. Практично на стадії проектування об'єкта в електропостачальну систему потрібно закладати такі технічні вирішення, які забезпечили б виконання згаданих умов. Завдання ускладнюється тим, що з часом попередні умови можуть змінюватись як в частині значень електричних навантажень, територіальному їх розташуванні, так і з боку енергосистеми, сторонніх споживачів тощо. До того ж деякі вихідні дані можуть бути задані з певним наближенням або просто відсутні. Тому розроблена електропостачальна система повинна бути досить універсальною і легко адаптуватись до деякої варіації вихідних умов з можливістю її подальшого розвитку.
Звідси випливають основні вимоги до електропостачальних систем, а отже й до їх проектування:
1.Максимальна економічна ефективність, з якою можна було б всі фактори врахувати в економічному еквіваленті, тобто кількісно. Оскільки це неможливо, існують інші вимоги.
2.Забезпечення показників якості електроенергії відповідно до чинних стандартів.
3.Надійність системи відповідно до категорії електроприймачів за надійністю електропостачання.
4.Простота та наочність схем, що забезпечує підвищення надійності експлуатації.
5.Гнучкість електропостачальної системи.
6.Придатність до розширення або реконструкції.
7.Максимальна електро-, пожежо – та вибухобезпека під час експлуатації.
8.Застосовування найсучасніших способів каналізації електроенергії, силових елементів та елементної бази захисту, автоматики, керування тощо.
Електроенергетика – інфраструктурна галузь, і від того, як вона функціонуватиме, залежать не лише економічні показники, від цього залежить життя і здоров’я населення країни, можливості суспільства нормально жити та працювати.
Останнім часом зроблено досить багато для реформування галузі електроенергетики. Деякі заходи вже дали свої результати, а деякі – ще ні. Тому перед державою стоїть ще ціла низка проблем, які вона має вирішувати як самостійно, так і з залученням неурядових організацій.
1. Вибір схеми електричної мережі
При виконанні даного розділу курсової роботи необхідно скласти два найбільш раціональні варіанти схем електропостачання району. З них, на основі попередніх розрахунків і критеріїв порівняльної економічної ефективності, ми виберемо найбільш економічний варіант. На рисунку 1 приведені 2 варіанти схем електричної мережі.
Рисунок 1.1 – Схеми електричної мережі
Проведемо техніко-економічне порівняння.
Для вибраних варіантів визначаються перетоки потужності на участках електричної мережі. Результати розрахунків заносяться у таблицю 1.1.
Визначимо довжини ділянок мережі за формулою:
Lij =1,1·mL··lij (км) (1.1)
де lij– довжина на карті між вузлами (см);
mL – масштаб (км/см);
1,1 – коефіцієнт нелінійності траси.
Результати розрахунків заносимо до таблиці 1.1.
Наприклад, для лінії ЕС-В (першого варіанту схеми):
LЕС-В = 1,1·mL ·lij =1,1·8·3,2 = 28,16 (км)
Розрахунок потужності на головних ділянках проводимо за формулою:
SЕС1 =
, (1.2)де S i– повна потужність i-тогонавантаження на шляху від ЕС1 до ЕС2,
L i2– довжини ланок від i-того вузла до ЕС2;
LS– сума довжин ланок замкненої мережі.
Розрахунок першого варіанту схеми:
SспА = 25 + j15,49 (МВА);
SспБ = 15 + j9,3 (МВА);
SспВ = 11 + j5,33 (МВА);
SспГ = 21 + j10,17 (МВА).
Потокорозподіл на ділянках лінії (2-га схема):
Іншу схему розрахуємо аналогічно, а результати зведемо до таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 – Перетоки потужності по ділянках мережі
| №сх. | Ділянка мер. | Довж. | Pділ, МВт | Qділ, МВАр | Sділ, МВА |
| ЕС-В | 28,16 | 26,000 | 14,624 | 29,869 | |
| ЕС-А | 44 | 46,000 | 25,664 | 52,745 | |
| І | Б-В | 44,88 | 15,000 | 9,296 | 17,647 |
| А-Г | 28,16 | 21,000 | 10,171 | 23,333 | |
| ЕС-В | 28,16 | 72,000 | 40,288 | 82,614 | |
| Б-В | 44,88 | 61,000 | 34,961 | 70,392 | |
| ІІ | Б-Г | 47,52 | 46,000 | 25,664 | 52,745 |
| А-Г | 28,16 | 25,000 | 15,494 | 29,412 |
По величині повної потужності у відповідності з економічними інтервалами потужності (таблиця 7.10 [3]) вибираємо марки проводів та клас номінальної напруги для ділянок мережі. За результатами вибору заповнюємо таблицю 1.2.
Економічно доцільна напруга залежить від багатьох чинників: потужності, навантажень, їхньої відстані від джерела живлення, розташування щодо один одного, обраної конфігурації електричної мережі, засобів регулювання напруги і т.д.
Напругу вибираємо виходячи з попереднього розподілу потужності в елементах мережі, протяжності ділянок мережі і відповідно до формули Іларіонова, що дає задовільні результати для ліній будь-якої довжини і переданої потужності.
, (1.3)де lij – довжина ділянки мережі, км;
Pij – активна потужність ділянки ланцюга.
Розрахуємо напругу ділянки ЕС-В першого варіанту:
Отже приймаємо за номінальну напругу цієї лінії 110 кВ. Інші результати розрахунку заносимо до таблиці 1.2.
Переріз проводу вибираємо за методом економічних інтервалів за перетоками потужностей в лініях.
Отже, відповідно таблиці 2.1 [9], обираємо лінії електропередач з наступними параметрами:
- номінальна напруга – 110 кВ;
- тип опор – одно ланцюгові та дволанцюгові;
- матеріал опор – залізобетон;
- район ожеледі – IV;
- марка та переріз проводу;
Для всіх інших ліній електропередач розрахунок виконуємо аналогічно.
Ірозр = a1×aТ×IS / nл, (1.4)
де a1 – коефіцієнт, який враховує зміну навантаження лінії за роками її експлуатації;
aТ – коефіцієнт, що враховує число годин використання максимального навантаження лінії Тнб;
IS(5) – сумарний струм, відповідний до максимального навантаження лінії;
nл – кількість ланцюгів лінії.
Результати розрахунку представлені в таблиці 1.2.
Таблиця 1.2 – Вибір проводів для ділянок електричної мережі та номінальної напруги
| № схеми | Кількість ланцюгів | Ділянка мережі по схемі | Sділ, МВА | Марка проводу | Напруга за формулою Іларіонова, кВ | Струм,А | Розрахунковий струм, А | Uном,кВ |
| 1 | 2 | ЕС-В | 29,869 | АС120/19 | 93,696 | 156,773 | 106,998 | 110 |
| 2 | ЕС-А | 52,745 | АС185/29 | 123,361 | 276,840 | 188,943 | 110 | |
| 2 | Б-В | 17,647 | АС95/16 | 74,994 | 92,623 | 63,215 | 110 | |
| 2 | А-Г | 23,333 | АС120/19 | 85,497 | 122,468 | 83,585 | 110 | |
| 2 | 2 | ЕС-В | 82,614 | АС240/32 | 138,042 | 433,613 | 295,941 | 110 |
| 2 | Б-В | 70,392 | АС240/32 | 138,509 | 369,463 | 252,159 | 110 | |
| 2 | Б-Г | 52,745 | АС185/29 | 124,159 | 276,840 | 188,943 | 110 | |
| 2 | А-Г | 29,412 | АС120/19 | 92,153 | 154,372 | 105,359 | 110 |
Розрахуємо втрати потужності в електричних лініях для кожного варіанта за формулою: