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 Un = 10кВ;
2. По надежности электроснабжения потребители отнесены к 1-ой и 2-ой категориям;
3. Напряжение источника питания Uomax = 38 кВ; Uomin = 36,3 кВ;
4. Активная мощность потребителя Pmax = 7 МВт; Pmin = 5 МВт;
5. Коэффициент мощности нагрузки cosφ = 0,86;
6. Число часов использования наибольшей нагрузки Tmax = 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 Imax – ток максимального режима в одной цепи ЛЭП, А;
jэк – экономическая плотность тока, А/мм2.
Ток максимального режима в одной цепи ЛЭП находится:
/>,
где Pmax – активная мощность потребителя в режиме максимальных
нагрузок, МВт;
cosφ – коэффициент мощности потребителей;
n – число цепей ЛЭП, равно 2;
Uном – номинальное напряжение ЛЭП (Uном = 35кВ).
/>,
/>,
Выбираем стандартное сечение провода 70мм2 марка АС – 70.
Номинальное сечение, мм2
Количество проводов в фазе
Rо,
Ом/км
Xо,
Ом/км
70/11
1
0,429
0,312
Сечение провода
Диаметр провода
Al
Сталь
Al
Сталь
68
11,3
11,4
3,8
1.2 Выполнение необходимых проверок выбранного провода
– проверке по «короне» не проводится, т.к. Uном
– по механической прочности проводов и опор ЛЭП:
35мм2 ≤ Fрасч ≥ 150мм2 → проверка по механической прочности пройдена;
– по допустимой токовой нагрузке (по нагреву), для провода АС – 70
Iдоп = 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 Sтр.расч определяется:
/>,
где Smax – модуль полной мощности нагрузки, МВА;
β = 1,4 – коэффициент допустимой перегрузки 40% от номинальной
мощности.
/>,
/>,
Исходя из условия, что Sн.тр. ≥ Sтр.расч. по таблице 6.8 (2) выбираем трансформатор ТМН(ТМ) – 6300/35.
Sном, МВА
Пределы регулиро-вания, %
Uном, кВ–PAGE_BREAK–
Uк,
%
ΔPк, кВт
ΔPx, кВт
Iх.х.,
%
Расч. данные
ВН
НН
Rтр, Ом
Xтр,
Ом
ΔQх.х., кВАр
6,3
±6х1,5
35
6,3;11
7,5
46,5
9,2
0,9
1,4
14,6
56,7
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 Rи X– 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 Pmax– максимальная активная мощность, МВт;
Qmax– 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 продолжение
–PAGE_BREAK–
– 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 Wпотр– годовое количество потребленной электрической энергии, МВт· ч;
где Wвыр– количество электрической энергии, выработанной за год, МВт · ч.
/>
/>
где ΔW – годовые потери электроэнергии, МВт · ч.
/>