Введение. Проектирование вновь сооружаемой электрической сети – задача комплексная, предполагающая решения технических и экономических вопросов применительно к исходным

Проектирование вновь сооружаемой электрической сети – задача комплексная, предполагающая решения технических и экономических вопросов применительно к исходным данным, определяемым техническим заданием на разработку проекта.

В настоящее время в практике проектирования электрических сетей применяется метод вариантного сопоставления на основе применения приведенных затрат. Предполагаемые варианты сооружения сети могут отличаться номинальными напряжениями, конфигурацией схемы, могут иметь разную надежность электроснабжения потребителей в тех случаях, когда это возможно, но должно быть технически осуществлено, и удовлетворять необходимым требованиям. Критерием для оценки наиболее целесообразного варианта является минимум приведенных затрат.

На основе исходных данных по эмпирическим формулам определяют средневзвешенное напряжение сети, и по нему выбираем два номинальных напряжения сети. Затем выбираем три варианта конфигурации сети и рассчитываем каждый вариант по двум напряжениям. Предварительно определяем число и мощность трансформаторов на подстанциях. В процессе расчета выбираем количество и сечения проводов линий и находим потокораспределение в линиях, наибольшие потери напряжения, мощность, отходящую от шин станции. На основе полученных мощностей, на станции выбираем блок “генератор-трансформатор”. После сравнения всех вариантов производим уточненный расчет выбранного варианта сети. Для этого определяем размещение компенсирующих устройств и с их учетом производим новый технико-экономический расчет. Расчеты производим для второго климатического района.

Целью курсового проекта является составление технического проекта электрической сети промышленного района.

Выбор вариантов конфигурации сети и выбор ориентировочных значений номинальных напряжений сети

Выбор схемы электрической сети производится одновременно с выбором номинального напряжения. Основным критерием для выбора номинального напряжения сети того или иного назначения является рассмотрение вариантов построения схемы для различных напряжений, определением минимальных расчетных приведенных затрат. Если экономические показатели сравниваемых вариантов близки друг к другу и обеспечивают соблюдение необходимых условий надежности электроснабжения, то выбирают вариант с более высоким напряжением. Это создает условия, благоприятствующие дальнейшему развитию сети. При составлении возможных вариантов схем электрической сети рекомендуется использовать их типичные конфигурации. Намеченные в курсовом проекте варианты схем сети для их дальнейшего сопоставления обосновываются с учётом следующих основных требований:

1) схема сети должна обеспечивать необходимую надежность электроснабжения и требуемое качество электроэнергии у потребителей;

2) схема сети должна быть достаточно гибкой, приспособленной к различным режимам распределения мощности, возникающим в результате изменения нагрузок потребителей или отклонений балансов мощности в питающей электросистеме от планируемых, а также при плановых или аварийных отключениях элементов сети;

3) нагрузки сети должны получать питание по кратчайшему расстоянию от источников электроснабжения;

4) схема сети должна строиться с максимальным охватом территории для комплексного электроснабжения всех расположенных на этой территории потребителей независимо от их ведомственной принадлежности;

5) следует избегать сооружения протяжённых незагруженных участков, используемых только в послеаварийных режимах;

6) схема сети должна обеспечивать оптимальный уровень токов короткого замыкания;

7) одним из важнейших требований к схеме и конфигурации сети является возможность её построения из унифицированных элементов линий, подстанций.

В радиальной сети каждый потребитель питается по своему радиальному участку сети. Такая сеть является наиболее дешевой, однако, обеспечивает наименьшую надежность. Радиальная сеть получила широкое распространение, как первый этап развития сети.

Радиально-магистральная линия предназначена для питания нескольких потребителей, расположенных в одном направлении. Недостаток такой сети в низкой надежности. При аварии на головном участке отключаются все потребители, питающиеся от одной магистрали.

Кольцевые сети наиболее надежны, чем разомкнутые. Также в этих сетях меньше потерь мощности. Недостаток этих сетей состоит в том, что усложняется эксплуатация.

Эти характерные особенности учитываются при выборе вариантов конфигурации схемы.

Удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений переменного тока в диапазоне от 35 до 1150 кВ при предварительном определении наивыгоднейшего напряжения могут быть получены по эмпириче­ской формуле Г.А. Илларионова:

, кВ; (1)

, км; (2)

, МВт, (3)

где P_i – нагрузки или потоки мощности в линии, имеющей длину L_i.

После определения ориентировочного значения номинального напряжения U_hom нужно для каждой сети конкретной конфигурации наметить ограниченное число вариантов различных номинальных напряжений для их последующего сопоставления. В результате сопоставления технико-экономических характеристик вариантов сети при различных номинальных напряжениях можно обоснованно выбрать рациональное номинальное напряжение всей сети или отдельных её участков. Если разница в приведённых народнохозяйственных затратах сопоставляемых вариантов менее 5%, то предпочтение должно отдаваться варианту использования более высокого напряжения.

Рассмотрим следующие варианты схем электрической сети.

1.Радиальная сеть напряжением 110 и 220 кВ.

Радиальная резервированная сеть выполняется проложенными к каждой подстанции двумя линиями, как правило, размещенными на общих опорах. Она не вызывает увеличения токов короткого замыкания в смежных участках сети, обеспечивает возможность присоединения подстанций по простейшим схемам (блок линия-трансформатор), может иметь равномерную загрузку обеих ЛЭП и минимум потерь электроэнергии.

Радиальная нерезервированная сеть является наиболее простой, но в тоже время характеризуется недостаточной надежностью электроснабжения. Она используется в начальный период электрификации района и в последующем района и в последующем трансформируется в резервированную разомкнутую или замкнутую сеть.

Конфигурация сети представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1.-Радиальная сеть.

км МВт

км МВт

км МВт

км МВт

км МВт

Рассчитаем номинальное напряжение для сети (см. рис. 1.1.) по формулам (1-3):

МВт

км

кВ

Таблица 1.1.-Номинальные напряжения сети.

ЛЭП	А1	А2	А3	А4	А5
, кВ

2. Радиально-магистральная сеть напряжением 110 и 220 кВ.

Магистральные нерезервированные и резервированные сети обладают такими же достоинствами и недостатками, как и радиальные.

Конфигурация сети представлена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2.-Радиально-магистральная сеть.

км МВт

км МВт

км МВт

км МВт

км МВт

Рассчитаем номинальное напряжение для сети (см. рис. 1.2.) по формулам (1-3):

км

МВт

кВ

Таблица 1.2.-Номинальные напряжения сети.

ЛЭП	А1			А4	А5
, кВ	161.3	120.92	106.38		156.25

3. Кольцевая сеть напряжением 110 и 220 кВ.

Простейшие замкнутые сети (линия с двухсторонним питанием, кольцевые сети) характеризуются высокой степенью надежности электроснабжения, максимальным охватом территории, уменьшением суммарной мощности и электроэнергии. Недостатками этих схем являются: увеличение токов короткого замыкания, усложнение эксплуатации сети, трудности обеспечения автоматизации и селективной работы релейной защиты.

Конфигурация сети представлена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3.- кольцевая сеть.

В объединенной системе сложилась система стандартных номинальных напряжений 110 – 220 – 550 – 1150 кВ, поэтому будем рассматривать варианты выполнения электрических сетей на напряжения 110 и 220 кВ.