Технология

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

                                    [pic]



                         Баланс реактивной мощности

             Суммарная реактивная требуемая мощность генераторов

                                    [pic]
                                 [pic] [pic]

               Потери активной мощности от генераторов до шин

                                    [pic]

              Суммарная активная требуемая мощность генераторов

                                    [pic]

                Суммарная вырабатываемая реактивная мощность

                           Для Uном=110кВ QcS=?QлS
                                    [pic]

                     Сумма реактивной мощности нагрузки

                                    [pic]
                                 [pic] [pic]

                 Суммарная потребляемая реактивная мощность

                                    [pic]

       Потери реактивной мощности в трансформаторах = 10% от мощности

                                    [pic]

           Суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                 Компенсируемая реактивная мощность в узлах

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

                        Находим нагрузки каждого узла

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]


              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

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                 Выбираем номинальное напряжение на участках

                                    [pic]

                          [pic] принимаем UНОМ=220
                          [pic] принимаем UНОМ=110
                          [pic] принимаем UНОМ=110
                          [pic] принимаем UНОМ=220
                          [pic] принимаем UНОМ=110


                       Находим ток для каждого участка


                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                        Выбор сечения по значению jэк

                           jэк=1,3А/мм2, Тнб=6400ч

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

     Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии

                             [pic] ,      [pic]

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

                              Потери напряжения

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                             [pic],      [pic],
                              при [pic],  [pic]
                                    [pic]



              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

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                 Выбираем Номинальное напряжение на участках

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                            принимаем UНОМ=110кВ

                       Находим ток для каждого участка
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                        Выбор сечения по значению jэк

                           jэк=1,3А/мм2, Тнб=7300ч

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

     Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии

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

                              Потери напряжения

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                             [pic],      [pic],
                              при [pic],  [pic]
                                    [pic]



             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

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                 Выбираем номинальное напряжение на участках

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                            принимаем UНОМ=110кВ

                        Находим ток на каждом участке

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                        Выбор сечения по значению jэк

                          jэк=1,3А/мм2, Тнб=6400ч,
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
     Выбор сечения и расчет активного и индуктивного сопротивления линии



                             [pic] ,      [pic]



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

                              Потери напряжения

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]


    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
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

               Определим величину времени максимальных потерь
                                    [pic]
                    Потери электроэнергии в течении года
                                    [pic]

                           Стоимость сооружений ВЛ

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

                    Капитальные затраты на сооружение ЛЭП
                                    [pic]

                   Капитальные затраты на оборудование ЛЭП

                                    [pic]

   Число  и  стоимость  выключателей  и  трансформаторов  в  обеих   схемах
одинаковы.
                           Выбираем трансформаторы

                        Находим необходимую мощность
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

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

                           Полные капиталовложения
                            КS=КЛЭП =16197,6 т.р.

                   Ежегодные издержки на эксплуатацию сети

                                 И=ИЛЭП +?И
                                  ?Л%=2,8%
                                    [pic]
                        ?И=В?W=1,5*19481,3=292,2 т.р.
                         в=1,5 коп. стоимость 1кВт ч
                      И=ИЛЭП +?И=453,5+292,2=745,7 т.р.

                              Расчетные затраты

                   З=?КS+И=0,12*16197,6+745,7=2689,4 т.р.
              ?=0,12 нормативный коэффициент срока окупаемости


                               Вариант второй

                        Определим потери на участках

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

               Определим величину времени максимальных потерь

                                    [pic]

                    Потери электроэнергии в течении года

                                    [pic]



                           Стоимость сооружений ВЛ

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


                    Капитальные затраты на сооружение ЛЭП

                                    [pic]

                   Капитальные затраты на оборудование ЛЭП
                                    [pic]
    Кап. затраты на выключатели и трансформаторы не учитываем т.к. в  обоих
вариантах их количество и стоимость равные.

                           Выбираем трансформаторы
                        Находим необходимую мощность


                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                           Полные капиталовложения
                            КS=КЛЭП =15863,1 т.р.

                   Ежегодные издержки на эксплуатацию сети

                                  ?Л%=2,8%
                                    [pic]
                        ?И=в?W=1,5*18100,7=271,5 т.р.
                         в=1,5 коп. стоимость 1кВт ч

                   Ежегодные издержки на эксплуатацию сети
                     И=ИЛЭП +?И=444,17+271,5=715,7 т.р.

                              Расчетные затраты
                   З=?КS+И=0,12*15863,1+715,7=2619,3 т.р.
              ?=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

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                           Зарядная мощность линии

                              [pic],      [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]


                Расчет потерь в стали и меди трансформаторов

[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]


[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]



[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]


[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]

[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]


                        Сопротивления трансформаторов


                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]
                                [pic](-4,21)
                                    [pic]
                                    [pic]
                                [pic](-4,21)
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]



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


                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                 [pic][pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                 [pic][pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                 [pic][pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]



                          Регулирование напряжения


                            На третьей подстанции

                                    [pic]
                                    [pic]

                       Желаемое напряжение ответвления

                                    [pic]

                              Число ответвлений

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]



                           На четвертой подстанции

                                    [pic]

                                    [pic]

                       Желаемое напряжение ответвления

                                    [pic]

                              Число ответвлений

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]


                             На пятой подстанции

                                    [pic]

                                    [pic]

                       Желаемое напряжение ответвления

                                    [pic]

                              Число ответвлений

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]



                      Расчет токов короткого замыкания


                              Смотри приложение

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

                          Примем значение ЭДС [pic]

                                    [pic]

                             Ударный коэффициент

                                    [pic]
                                 Ударный ток

                                    [pic]

                           Ток короткого замыкания

                                    [pic]
                                  где [pic]

               Термическое действие токов короткого замыкания

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

          Выбор оборудования в РУ низкого напряжения подстанции № 1



                            Выбор разъединителей


1. По напряжению установки
                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

2. По току
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                  Выбираем разъединитель типа РВ-10/1000 У3

3. На электродинамическую стойкость

                        [pic],      [pic],     [pic]
4. По термической стойкости
                                    [pic]

                                    [pic]

                              [pic],      [pic]
                                    [pic]


                             Выбор выключателей


1. По напряжению установки

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

2. По длительному току
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]

3. Ном. симметричный ток отключения

                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]

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

4.  Возможность  отключения  апериодической  составляющей   тока   короткого
   замыкания
                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

         т.к. [pic] допускается проверка по отключающей способности

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]

5. На электродинамическую стойкость

                        [pic],      [pic],     [pic]

6. По термической стойкости
                                    [pic]

                                    [pic]

                              [pic],      [pic]
                                    [pic]


                         Выбор трансформаторов тока


1. По напряжению установки

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

2. По длительному току

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]
         Выбираем измерительный трансформатор ток типа ТПОЛ-10 У3Т3
3. Класс точности = 0,5

4. По электродинамической стойкости
                        [pic],      [pic],     [pic]

                                    [pic]
                                    [pic]

5. По термической стойкости
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
                              [pic],      [pic]

6. По вторичной нагрузке
                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

                                    [pic]

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

                                    [pic]

                                    [pic]

                        принимаем q = 3 тогда rпр=0,1

                              0,1+0,16+0,1‹0,4



                      Выбор трансформаторов напряжения


1. По напряжению установки

                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]
2. Класс точности 0,5
Выбираем измерительный трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.09-10Т2

3. По вторичной нагрузке
                                    [pic]
                                    [pic]
                                    [pic]


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

    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


                                    [pic]

                              Выбираем АС-70/11

               q=70мм2    d= 11,4      Iдоп=265А      r0=5,7мм

                                 Iмах 

смотреть на рефераты похожие на "Электроснабжение промышленных предприятий"