4 1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации электрической...

60
3 СОДЕРЖАНИЕ: Введение 4 1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации электрической сети 5 2 Приближенные расчёт потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети 7 3. Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий 10 4.Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших нагрузок и послеаварийных режимах при выбранном номинальном напряжении 12 5. Выбор площади сечений проводов линий электропередачи 19 6. Выбор конструкции фазы, схемы расположения проводов на опорах и материала опор 24 7. Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции 25 8. Формирование однолинейной схемы электрической сети 27 9. Электрические расчёты характерных режимов сети: нормальных режимов наибольших и наименьших нагрузок, наиболее тяжёлых послеаварийных режимов 28 10. Технико-экономическое сравнение вариантов 41 11. Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из условия встречного регулирования напряжения 48 12. Ручной электрический расчет участка электрической сети 55 13. Технико-экономические показатели электрической сети 57 Заключение 61 Список использованной литературы 62

Transcript of 4 1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации электрической...

3

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Разработка 4-5 вариантов конфигурации электрической сети 5

2 Приближенные расчёт потокораспределения в нормальном режиме

наибольших нагрузок для двух вариантов сети 7

3 Выбор номинального напряжения сети и числа цепей линий 10

4Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок и послеаварийных режимах при выбранном номинальном напряжении

12

5 Выбор площади сечений проводов линий электропередачи 19

6 Выбор конструкции фазы схемы расположения проводов на опорах и

материала опор 24

7 Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции 25

8 Формирование однолинейной схемы электрической сети 27

9 Электрические расчёты характерных режимов сети нормальных

режимов наибольших и наименьших нагрузок наиболее тяжёлых

послеаварийных режимов 28

10 Технико-экономическое сравнение вариантов 41

11 Оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов из

условия встречного регулирования напряжения 48

12 Ручной электрический расчет участка электрической сети 55

13 Технико-экономические показатели электрической сети 57

Заключение 61

Список использованной литературы 62

4

ВВЕДЕНИЕ

Электрические сети предназначены для транспортировки электроэнергии из

районов ее производства в районы потребления энергии

К электрической сети предъявляются определенные технико-экономические

требования с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого

варианта

Одно из экономических требований - достижение по мере возможности

наименьшей стоимости передачи электроэнергии по сети поэтому следует

стремиться к снижению капитальных затрат на сооружение сети что в свою

очередь приведет к снижению стоимости 1 кВт∙ч электроэнергии Необходимо

также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию

электрической сети Одновременный учет капитальных вложений и

эксплуатационных расходов с помощью метода дисконтированных затрат В

связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по

дисконтированным затратам

Выбор наиболее приемлемого варианта удовлетворяющего технико-

экономическим требованиям ndash это один из основных вопросов при

проектировании любого инженерного сооружения в том числе и электрической

сети

При реальном проектировании сетей и ЛЭП рассматривается более

обширный круг вопросов В частности сюда входят

1) изыскание трасс линий электрической сети

2) разработка схемы сети

3) выбор номинальных напряжений

4) расчеты сечений проводов

5) определение числа и мощности трансформаторов

6) электрический расчет сети в нормальных основных и аварийных режимах

7) определение технико-экономических показателей

8) оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов

В процессе реального проектирования решаются также и ряд других нужных

вопросов К ним относятся разработка мероприятий по снижению потерь

мощности и энергии в сети релейная защита расчет заземляющих устройств

средств по грозозащите линий и подстанций

5

1 РАЗРАБОТКА 4-5 ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ

Выбор конфигурации сети будем производить с учетом обеспечения

надежного электроснабжения и обеспечения технически допустимых токов по

ветвям и напряжений в узлах Немаловажным критерием является категория

потребителей Так потребители I-ой категории должны получать питание от двух

независимых источников питания в то время как потребителя III-ей категории

можно питать от одного источника

Составим таблицу в которую занесем данные об активных и реактивных

нагрузках

Таблица 11

Мощности нагрузок сети

Исходная информация по узлам сети

Номер узла

Мощность

генерации

Мощность

нагрузки

Категория

потребителей

Pг Qг Pн Qн

1 балансирующий

2

48 31 12

3

52 338 12

4 7 39 43 28 12

5

56 346 12

6

4 28 3

7

2 14 3

8 150 85 60 42 12

На основании нагрузок с учетом заданных категорий надежности

потребителей в соответствующих узлах сети разработаем 4 варианта

конфигурации сети учитывая следующие требования надежности

1 Потребители I-ой категории должны снабжаться электроэнергией не менее

чем от двух независимых источников питания потребителя III-ей категории

разрешается питать от одного источника

2Принимаемая схема должна быть удобной и гибкой в эксплуатации

желательно однородной

3Суммарная длина линий схемы должна быть минимальной

4 Для надежности в узлах с большой генерирующей мощностью а так же

балансирующем сделаем несколько отходящих линий от данных узлов

Приведем 4 варианта схемы сети на рис 11

6

Рисунок 11 Схемы проектируемой электрической сети

Выберем схемы 1 и 2 исходя из условий перечисленных выше

7

2ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ

ВАРИАНТОВ СЕТИ

Целью расчета потокораспределения является определение номинальных

напряжений линий сети При этом необходимо учитывать потоки мощности

протекающие по ветвям и длину линий Чтобы определить потоки по линиям нам

необходимо знать номинальное напряжение которое нам неизвестно Поэтому

зададимся заведомо завышенным значением номинального напряжения (1150 кВ)

и определим потокораспределение без учета потерь мощности Воспользуемся

следующими допущениями номинальное напряжение одно на всех участках

потери мощности в трансформаторах не учитываем сечения проводов одинаковы

а значит удельные активное и реактивное сопротивления также равны

Воспользуемся средневзвешенным удельным сопротивлением [1 c10]

0 0 0 (02 04) Омкмz r jx j (2 1)

Определим сопротивление линий по формуле [5 c10]

0 0( ) Омz r jx L (2 2)

где L - длина линии км

Рассчитаем реактивные мощности в узлах по формуле [3 c150]

Q = Ptgφ (23)

где P ndash активная мощность нагрузочного узла МВт

Исходную информацию по узлам и ветвям сведем в таблицы

Таблица 21

Нагрузки по узлам сети

Номер узла

Мощность генерации Мощность нагрузки

активная

МВтГP

реактивная

МВарГQ

активная

МВтНP

реактивная

МВарНQ

1 Балансирующий узел

2 - - 48 31

3 - - 52 338

4 7 39 43 28

5 - - 56 346

6 - - 4 28

7 - - 2 14

8 150 85 60 42

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

4

ВВЕДЕНИЕ

Электрические сети предназначены для транспортировки электроэнергии из

районов ее производства в районы потребления энергии

К электрической сети предъявляются определенные технико-экономические

требования с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого

варианта

Одно из экономических требований - достижение по мере возможности

наименьшей стоимости передачи электроэнергии по сети поэтому следует

стремиться к снижению капитальных затрат на сооружение сети что в свою

очередь приведет к снижению стоимости 1 кВт∙ч электроэнергии Необходимо

также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию

электрической сети Одновременный учет капитальных вложений и

эксплуатационных расходов с помощью метода дисконтированных затрат В

связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по

дисконтированным затратам

Выбор наиболее приемлемого варианта удовлетворяющего технико-

экономическим требованиям ndash это один из основных вопросов при

проектировании любого инженерного сооружения в том числе и электрической

сети

При реальном проектировании сетей и ЛЭП рассматривается более

обширный круг вопросов В частности сюда входят

1) изыскание трасс линий электрической сети

2) разработка схемы сети

3) выбор номинальных напряжений

4) расчеты сечений проводов

5) определение числа и мощности трансформаторов

6) электрический расчет сети в нормальных основных и аварийных режимах

7) определение технико-экономических показателей

8) оценка достаточности регулировочного диапазона трансформаторов

В процессе реального проектирования решаются также и ряд других нужных

вопросов К ним относятся разработка мероприятий по снижению потерь

мощности и энергии в сети релейная защита расчет заземляющих устройств

средств по грозозащите линий и подстанций

5

1 РАЗРАБОТКА 4-5 ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ

Выбор конфигурации сети будем производить с учетом обеспечения

надежного электроснабжения и обеспечения технически допустимых токов по

ветвям и напряжений в узлах Немаловажным критерием является категория

потребителей Так потребители I-ой категории должны получать питание от двух

независимых источников питания в то время как потребителя III-ей категории

можно питать от одного источника

Составим таблицу в которую занесем данные об активных и реактивных

нагрузках

Таблица 11

Мощности нагрузок сети

Исходная информация по узлам сети

Номер узла

Мощность

генерации

Мощность

нагрузки

Категория

потребителей

Pг Qг Pн Qн

1 балансирующий

2

48 31 12

3

52 338 12

4 7 39 43 28 12

5

56 346 12

6

4 28 3

7

2 14 3

8 150 85 60 42 12

На основании нагрузок с учетом заданных категорий надежности

потребителей в соответствующих узлах сети разработаем 4 варианта

конфигурации сети учитывая следующие требования надежности

1 Потребители I-ой категории должны снабжаться электроэнергией не менее

чем от двух независимых источников питания потребителя III-ей категории

разрешается питать от одного источника

2Принимаемая схема должна быть удобной и гибкой в эксплуатации

желательно однородной

3Суммарная длина линий схемы должна быть минимальной

4 Для надежности в узлах с большой генерирующей мощностью а так же

балансирующем сделаем несколько отходящих линий от данных узлов

Приведем 4 варианта схемы сети на рис 11

6

Рисунок 11 Схемы проектируемой электрической сети

Выберем схемы 1 и 2 исходя из условий перечисленных выше

7

2ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ

ВАРИАНТОВ СЕТИ

Целью расчета потокораспределения является определение номинальных

напряжений линий сети При этом необходимо учитывать потоки мощности

протекающие по ветвям и длину линий Чтобы определить потоки по линиям нам

необходимо знать номинальное напряжение которое нам неизвестно Поэтому

зададимся заведомо завышенным значением номинального напряжения (1150 кВ)

и определим потокораспределение без учета потерь мощности Воспользуемся

следующими допущениями номинальное напряжение одно на всех участках

потери мощности в трансформаторах не учитываем сечения проводов одинаковы

а значит удельные активное и реактивное сопротивления также равны

Воспользуемся средневзвешенным удельным сопротивлением [1 c10]

0 0 0 (02 04) Омкмz r jx j (2 1)

Определим сопротивление линий по формуле [5 c10]

0 0( ) Омz r jx L (2 2)

где L - длина линии км

Рассчитаем реактивные мощности в узлах по формуле [3 c150]

Q = Ptgφ (23)

где P ndash активная мощность нагрузочного узла МВт

Исходную информацию по узлам и ветвям сведем в таблицы

Таблица 21

Нагрузки по узлам сети

Номер узла

Мощность генерации Мощность нагрузки

активная

МВтГP

реактивная

МВарГQ

активная

МВтНP

реактивная

МВарНQ

1 Балансирующий узел

2 - - 48 31

3 - - 52 338

4 7 39 43 28

5 - - 56 346

6 - - 4 28

7 - - 2 14

8 150 85 60 42

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

5

1 РАЗРАБОТКА 4-5 ВАРИАНТОВ КОНФИГУРАЦИИ СЕТИ

Выбор конфигурации сети будем производить с учетом обеспечения

надежного электроснабжения и обеспечения технически допустимых токов по

ветвям и напряжений в узлах Немаловажным критерием является категория

потребителей Так потребители I-ой категории должны получать питание от двух

независимых источников питания в то время как потребителя III-ей категории

можно питать от одного источника

Составим таблицу в которую занесем данные об активных и реактивных

нагрузках

Таблица 11

Мощности нагрузок сети

Исходная информация по узлам сети

Номер узла

Мощность

генерации

Мощность

нагрузки

Категория

потребителей

Pг Qг Pн Qн

1 балансирующий

2

48 31 12

3

52 338 12

4 7 39 43 28 12

5

56 346 12

6

4 28 3

7

2 14 3

8 150 85 60 42 12

На основании нагрузок с учетом заданных категорий надежности

потребителей в соответствующих узлах сети разработаем 4 варианта

конфигурации сети учитывая следующие требования надежности

1 Потребители I-ой категории должны снабжаться электроэнергией не менее

чем от двух независимых источников питания потребителя III-ей категории

разрешается питать от одного источника

2Принимаемая схема должна быть удобной и гибкой в эксплуатации

желательно однородной

3Суммарная длина линий схемы должна быть минимальной

4 Для надежности в узлах с большой генерирующей мощностью а так же

балансирующем сделаем несколько отходящих линий от данных узлов

Приведем 4 варианта схемы сети на рис 11

6

Рисунок 11 Схемы проектируемой электрической сети

Выберем схемы 1 и 2 исходя из условий перечисленных выше

7

2ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ

ВАРИАНТОВ СЕТИ

Целью расчета потокораспределения является определение номинальных

напряжений линий сети При этом необходимо учитывать потоки мощности

протекающие по ветвям и длину линий Чтобы определить потоки по линиям нам

необходимо знать номинальное напряжение которое нам неизвестно Поэтому

зададимся заведомо завышенным значением номинального напряжения (1150 кВ)

и определим потокораспределение без учета потерь мощности Воспользуемся

следующими допущениями номинальное напряжение одно на всех участках

потери мощности в трансформаторах не учитываем сечения проводов одинаковы

а значит удельные активное и реактивное сопротивления также равны

Воспользуемся средневзвешенным удельным сопротивлением [1 c10]

0 0 0 (02 04) Омкмz r jx j (2 1)

Определим сопротивление линий по формуле [5 c10]

0 0( ) Омz r jx L (2 2)

где L - длина линии км

Рассчитаем реактивные мощности в узлах по формуле [3 c150]

Q = Ptgφ (23)

где P ndash активная мощность нагрузочного узла МВт

Исходную информацию по узлам и ветвям сведем в таблицы

Таблица 21

Нагрузки по узлам сети

Номер узла

Мощность генерации Мощность нагрузки

активная

МВтГP

реактивная

МВарГQ

активная

МВтНP

реактивная

МВарНQ

1 Балансирующий узел

2 - - 48 31

3 - - 52 338

4 7 39 43 28

5 - - 56 346

6 - - 4 28

7 - - 2 14

8 150 85 60 42

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

6

Рисунок 11 Схемы проектируемой электрической сети

Выберем схемы 1 и 2 исходя из условий перечисленных выше

7

2ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ

ВАРИАНТОВ СЕТИ

Целью расчета потокораспределения является определение номинальных

напряжений линий сети При этом необходимо учитывать потоки мощности

протекающие по ветвям и длину линий Чтобы определить потоки по линиям нам

необходимо знать номинальное напряжение которое нам неизвестно Поэтому

зададимся заведомо завышенным значением номинального напряжения (1150 кВ)

и определим потокораспределение без учета потерь мощности Воспользуемся

следующими допущениями номинальное напряжение одно на всех участках

потери мощности в трансформаторах не учитываем сечения проводов одинаковы

а значит удельные активное и реактивное сопротивления также равны

Воспользуемся средневзвешенным удельным сопротивлением [1 c10]

0 0 0 (02 04) Омкмz r jx j (2 1)

Определим сопротивление линий по формуле [5 c10]

0 0( ) Омz r jx L (2 2)

где L - длина линии км

Рассчитаем реактивные мощности в узлах по формуле [3 c150]

Q = Ptgφ (23)

где P ndash активная мощность нагрузочного узла МВт

Исходную информацию по узлам и ветвям сведем в таблицы

Таблица 21

Нагрузки по узлам сети

Номер узла

Мощность генерации Мощность нагрузки

активная

МВтГP

реактивная

МВарГQ

активная

МВтНP

реактивная

МВарНQ

1 Балансирующий узел

2 - - 48 31

3 - - 52 338

4 7 39 43 28

5 - - 56 346

6 - - 4 28

7 - - 2 14

8 150 85 60 42

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

7

2ПРИБЛИЖЕННЫЕ РАСЧЕТЫ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

НОРМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК ДЛЯ ДВУХ

ВАРИАНТОВ СЕТИ

Целью расчета потокораспределения является определение номинальных

напряжений линий сети При этом необходимо учитывать потоки мощности

протекающие по ветвям и длину линий Чтобы определить потоки по линиям нам

необходимо знать номинальное напряжение которое нам неизвестно Поэтому

зададимся заведомо завышенным значением номинального напряжения (1150 кВ)

и определим потокораспределение без учета потерь мощности Воспользуемся

следующими допущениями номинальное напряжение одно на всех участках

потери мощности в трансформаторах не учитываем сечения проводов одинаковы

а значит удельные активное и реактивное сопротивления также равны

Воспользуемся средневзвешенным удельным сопротивлением [1 c10]

0 0 0 (02 04) Омкмz r jx j (2 1)

Определим сопротивление линий по формуле [5 c10]

0 0( ) Омz r jx L (2 2)

где L - длина линии км

Рассчитаем реактивные мощности в узлах по формуле [3 c150]

Q = Ptgφ (23)

где P ndash активная мощность нагрузочного узла МВт

Исходную информацию по узлам и ветвям сведем в таблицы

Таблица 21

Нагрузки по узлам сети

Номер узла

Мощность генерации Мощность нагрузки

активная

МВтГP

реактивная

МВарГQ

активная

МВтНP

реактивная

МВарНQ

1 Балансирующий узел

2 - - 48 31

3 - - 52 338

4 7 39 43 28

5 - - 56 346

6 - - 4 28

7 - - 2 14

8 150 85 60 42

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

8

Таблица 22

Параметры линий сети для приближенного расчета потокораспределения

Схема 1 Схема 2

Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление Номер

ветви

Длина

линии

км

Сопротивление

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

Активное

R Ом

Реактивное

X Ом

1-2 3289 6578 13156 1-2 3289 6578 13156

1-3 4147 8294 16588 1-3 4147 8294 16588

2-3 2717 5434 10868 3-4 4004 8008 16016

2-4 3861 7722 15444 2-4 3861 7722 15444

4-5 3861 7722 15444 4-5 3861 7722 15444

3-8 429 858 1716 3-8 429 858 1716

5-8 3289 6578 13156 5-8 3289 6578 13156

3-6 1287 2574 5148 3-6 1287 2574 5148

6-7 143 286 572 6-7 143 286 572

Результаты представлены в виде схем с нанесенным потокораспределением

Расчеты выполнены в учебной программе RastrWin

Рисунок 21 ndash Приближенное потокораспределение схема 1

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

9

Рисунок 22 ndash Приближенное потокораспределение схема 2

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

10

3ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ И ЧИСЛА

ЦЕПЕЙ ЛИНИЙ

Номинальное напряжение - это основной параметр сети определяющий

габаритные размеры линии трансформаторов подстанций коммутационных

аппаратов и их стоимость

С помощью данных о потокораспределении в сети решим задачу

выбора номинального напряжения каждой ветви Для этого нам понадобятся

потоки мощности по ветвям и длина линий

Предварительный выбор номинального напряжения проделаем с помощью

следующих методов по экономическим зонам и эмпирическим формулам

Предварительный выбор напряжения сети может быть произведен на основе

экономических областей номинальных напряжений

Также для оценки целесообразного напряжения воспользуемся

эмпирическими формулами

Формула Илларионова [2 c400]

1000

500 2500U

L P

(31)

где P - передаваемая мощность на одну цепь МВт

L - длина линии км

Результаты предварительного выбора номинального напряжения сети сведем

в таблицу

Таблица 3 1

Выбор номинального напряжения для схемы 1

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

эконом

зонам

Формула

Илларионова

1-2 3283 643 110 13594 110

1-3 4147 436 110 12004 110

2-4 3861 274 110 9797 110

Продолжение таблицы 31

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

11

4-5 3861 86 35 5739 110

3-8 429 254 110 9531 110

5-8 3289 646 110 13621 110

3-6 1287 59 35 4650 35

6-7 143 2 35 2790 35

2-3 2717 112 35 6433 110

Таблица 3 2

Выбор номинального напряжения для схемы 2

Линия Длина

линии

Передаваемая

активная

мощность

МВт

Расчетное

номинальное

напряжения кВ Принятое

номинальное

напряжение

сети кВ По

экономич

зонам

Формула

Иллари-

онова

1-2 32829 626 110 1346 110

1-3 4147 455 110 1221 110

2-4 3861 146 35 736 110

4-5 3861 31 35 349 110

3-8 429 309 110 1039 110

5-8 3289 591 110 1318 110

3-6 1287 6 35 468 35

6-7 143 2 35 278 35

3-4 4004 184 35 821 110

Так как появление в одном контуре двух номинальных напряжений может

вызвать уравнительные потоки мощности и недопустимые токи в послеаварийных

режимах то во избежание этого на некоторых участках напряжение расчетное

составляет 40-70 от выбранного

Принятые номинальные напряжения сети не являются окончательными

Основной метод для окончательного выбора номинального напряжения сети

основан на технико-экономическом сравнении вариантов а также после расчета

потокораспределения для режима наибольших нагрузок а также послеаварийных

режимов при выбранном номинальном напряжении сети

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

12

4 ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В

РЕЖИМЕ НАИБОЛЬШИХ НАГРУЗОК И ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМАХ ПРИ ВЫБРАННОМ НОМИНАЛЬНОМ НАПРЯЖЕНИИ

Приближенный расчёт потокораспределения в режиме наибольших

нагрузок при выбранном номинальном напряжении 110 кВ и 35 кВ

необходим для выбора в дальнейшем сечения проводов линии

Расчет послеаварийных режимов как наиболее тяжёлых режимов при

эксплуатации линии производится для того чтобы проверить выбранные

сечений проводов по допустимому току нагрева

Так же если в таких режимах произошло снижение напряжения в узлах

нагрузке ниже 09 от номинального то такая схема сети нуждается в

доработке

Регулирование напряжения в узлах производят путём изменения

напряжения балансирующего узла установкой в узлах нагрузки

компенсирующих устройств (КУ) строительство двухцепных линий

В нашем случае установим напряжение в балансирующем узле 120 кВ

При отключении ветви 2-4 в схеме 1 установим cosφ=08 для

повышения напряжения в необходимых нам узлах

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 1 приведены на рис41 рис42 рис43 рис44

Рис41 Режим наибольших нагрузок

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

13

Рис42 Аварийный режим (откл линия 2-4)

Рис 43 Аварийный режим (откллиния 1-2)

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

14

Рис 44 Аварийный режим (откл линия 3-8)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 1

представим в таблице 41 и 42

Таблица 41

Напряжения в аварийных режимах

Узел Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

Узел 1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120

Узел 2 11231 11411 11636 11482 11528 11486 11525 1152 11499 11218 11636

Узел 3 11414 11311 11552 11579 11519 11559 11576 11559 11567 11311 11579

Узел 4 10827 10926 10185 1088 11171 10921 11084 11081 11069 10185 11171

Узел 5 11021 11038 10829 11502 11405 10951 11237 11232 11227 10829 11502

Узел 6 3483 3446 3527 3536 3515 353 - 358 3532 3446 358

Узел 7 3442 3406 3487 3496 3476 349 - - 3492 3406 3496

Узел 8 11494 11474 11502 11872 11886 11764 11682 11677 11677 11472 11886

Узел 9 3589 3555 3633 3641 3622 3635 3681 3649 - 3555 3681

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

15

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 7029 5250 3467 4701 4104 4545 4264 4264 4561 3467 7029

1-3 4177 4810 3413 2828 3421 3041 2973 3114 2970 2828 4810

2-4 2828 3394 - 4522 2452 4036 3111 3111 2970 2452 4522

4-5 1676 1217 4327 - 3102 707 1456 1456 1552 707 4327

3-8 1530 2002 700 3214 - 2402 1712 1803 1703 700 3214

5-8 4168 3895 5686 3329 4793 7207 4031 4031 4118 3329 7207

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

2-3 1972 943 1030 1334 539 949 728 608 - 539 1972

Напряжение во всех узлах в аварийных режимах находится в пределах

( что допустимо

Аналогичные расчёты сделаем и для второго выбранного варианта

схемы сети

Расчёты режима наибольших нагрузок и наиболее тяжёлых режимов для

варианта схемы 2 приведены на рис45 рис46 рис47 рис48

Рис45 Режим наибольших нагрузок

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

16

Рис46 Аварийный режим (откл линия 1-2)

Рис 47 Аварийный режим (откл линия 2-4)

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

17

Рис 48 Аварийный режим (откл линия 3-4)

Результаты расчётов всех аварийных режимов по варианту схемы 2

сведём в таблицу 43 и 44

Таблица 43

Напряжения в аварийных режимах

Напряжение в

узле

Напряжение в узлах при отключенной ветви Umin

кВ

Umax

кВ 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

Узел 1 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200

Узел 2 1121 1149 1169 1155 1158 1154 1157 1156 1150 1121 1169

Узел 3 1140 1116 1133 1151 1145 1151 1154 1151 1156 1116 1156

Узел 4 1105 1103 1087 1123 1134 1119 1129 1127 1106 1087 1134

Узел 5 1115 1105 1101 1143 1157 1112 1135 1133 1122 1101 1157

Узел 6 348 340 346 351 349 351 - 357 353 340 357

Узел 7 344 336 342 347 345 347 - - 349 336 349

Узел 8 1158 1144 1147 1180 1205 1184 1175 1174 1166 1144 1205

Узел 9 358 351 356 362 360 362 367 364 363 351 367

Уровни напряжений во всех узлах сети на протяжении всего срока

строительства лежат в допустимых пределах (

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

18

Таблица 42

Мощности в аварийных режимах

Ветвь Мощность ветвей при отключенной линии МВ∙А Smin

МВ∙А

Smax

МВ∙А 1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 7043 4623 2884 4140 3688 4201 3920 3920 4561 2884 7043

1-3 4031 5800 4667 3324 3829 3394 3183 3324 2970 2970 5800

2-4 943 3183 - 2267 1616 2404 1985 1985 2970 943 3183

4-5 1204 762 1334 - 3102 608 1005 1005 1552 608 3102

3-8 2010 2571 1803 3214 - 3081 2220 2236 1703 1703 3214

5-8 3895 3624 4031 3329 4793 6576 3759 3759 4118 3329 6576

9-6 721 721 721 721 721 721 - 500 721 500 721

6-7 224 224 224 224 224 224 - - 224 224 224

3-4 2421 860 3183 2147 906 2280 1780 1703 - 860 3183

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

19

5 ВЫБОР ПЛОЩАДИ СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Выбор сечения проводов будем осуществлять по критерию

экономической плотности тока Суть метода заключается в выборе площади

сечения проводника таким образом чтобы при этом оптимально сочетались

капитальные затраты на сооружение линии и затраты на потери

электроэнергии в ней

Площадь сечения проводника будем рассчитывать по формуле[4 с556]

(51)

где расчетный ток в режиме наибольших нагрузок проходящий по

линии таблица 51 экономическая плотность тока зависящая от

времени использования наибольших нагрузок

Таблица 51

Наибольшие токи в линиях режимов набольших нагрузок Схема 1 Схема 2

Линия нб кА Линия нб кА

1-2 019 1-2 0195

1-3 013 1-3 0171

2-4 0126 2-4 0105

4-5 0097 4-5 0049

3-8 012 3-8 0113

5-8 0215 5-8 019

9-6 0119 9-6 0123

6-7 004 6-7 004

2-3 0032 3-4 0084

При использовании этого метода необходимо знать средневзвешенное

значение времени использования наибольшей нагрузки равное[1с16]

sum

sum

(51)

где номера узлов нагрузок

- наибольшая активная нагрузка и время использования

наибольшей активной нагрузки в узле в МВт и часах соответственно

Рассчитаем

sum

sum

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

20

По определяем расчетное значение нормативной плотности тока

В узлах 6 7 9 поэтому для ветвей 9-6 и 6-7 J=09

Ниже представлены результаты по выбору сечений методом

экономической плотности тока

Таблица 52

Выбор марки провода методом экономической плотности тока Схема 1 Схема 2

Ветвь Тнбср Iнб J F Марка Ветвь Тнбср Iнб J F Марка

1-2 51272 1900 08 2375 АС 24032 1-2 51272 1950 08 2438 АС 24032

1-3 51272 1300 08 1625 АС 15024 1-3 51272 1710 08 2138 АС 24032

2-4 51272 1260 08 1575 АС 15024 2-4 51272 1050 08 1313 АС 15024

4-5 51272 970 08 1213 АС 12019 4-5 51272 490 08 613 АС 7011

3-8 51272 1200 08 1500 АС 15024 3-8 51272 1130 08 1413 АС 15024

5-8 51272 2150 08 2688 АС 24032 5-8 51272 1900 08 2375 АС 24032

9-6 34000 1190 09 1322 АС 15024 9-6 34000 1230 09 1367 АС 15024

6-7 34000 400 09 444 А 50 6-7 34000 400 09 444 А 50

2-3 51272 320 08 400 А 50 3-4 51272 840 08 1050 АС 9516

Выбранные сечения необходимо будет проверить по допустимому току

нагрева в послеаварийных режимах для обеспечения целостности проводов в

тяжёлых режимах

По условиям нагревания следует выбирать такое наименьшее сечение

провода чтобы предельно допустимый ток был больше рабочего тока

ndash в таблице 53 54 наибольший ток ветви их всех аварийных токов

для данной ветви

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

21

Таблица 53

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 1 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 2-3

1-2 336 253 166 226 198 221 205 207 218 336 АС 12019

1-3 201 230 164 138 167 146 142 147 143 230 АС 7011

2-4 145 173 - 230 123 204 156 156 152 230 АС 7011

4-5 92 66 245 - 161 36 78 77 82 245 АС 7011

3-8 79 100 35 161 - 120 85 88 84 161 А 35

5-8 220 205 301 168 242 380 208 208 211 380 АС 12019

9-6 122 123 120 120 121 120 - 79 120 123 А 25

6-7 41 41 40 40 41 41 - - 40 41 А 25

2-3 102 48 49 70 27 48 35 29 - 102 А 25

Таблица 54

Наибольшие токи по ветвям в аварийных режимах

Схема 2 Наибольшее

значение

тока А

Марка

провода Ветвь Ток кА при отключённой ветви сети

1-2 1-3 2-4 4-5 3-8 5-8 9-6 6-7 3-4

1-2 339 221 141 200 177 202 190 191 218 339 АС 12019

1-3 194 280 223 161 186 161 153 161 142 280 АС 9516

2-4 51 160 - 114 81 121 96 100 151 160 А 35

4-5 63 42 74 - 159 31 51 50 82 159 А 35

3-8 102 132 94 162

153 111 113 84 162 А 35

5-8 202 188 211 169 239 339 191 191 211 339 АС 12019

9-6 121 124 123 121 122 120 - 79 120 124 А 25

6-7 41 42 41 41 41 41 - - 40 42 А 25

3-4 124 45 162 110 43 115 89 85 - 162 А 35

Для исключения потерь электроэнергии на корону необходимо чтобы

при выбранных сечения проводов не создавались условия возникновения

короны где ndash рабочее напряжение ndash критическое

напряжение короны

Напряжение крU вычисляем по формуле [118]

(52)

где - коэффициент гладкости провода принимаем

- коэффициент погоды принимаем

- коэффициент зависящий от температуры и давления воздуха

принимаем

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

22

r - радиус провода см

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=450 cм

Найдём для рекомендуемой марки провода АС 7011

Найдём для следующего стандартного сечения провода марки АС

9516

Делаем вывод что с увеличением сечения провода (или r)

увеличивается тогда при выборе сечения провода по условию возникновения

короны будем руководствоваться рекомендуемым сечение провода марки АС

7011 как минимально допустимым

Зная что сети 35 кВ на условия возникновения короны не проверяются

проведем аналогичные расчеты

D среднегеометрическое расстояние между фазами см D=250 cм

Найдём для марки провода А 25

Таким образом все провода марки А удовлетворяют условиям

возникновения короны

Окончательные результаты приведены в таблицах 55 и 56

Таблица 55

Результаты выбора марки провода Схема 1

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 19000 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 13000 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

2-4 12600 АС 15024 АС 7011 АС 7011 АС 15024

4-5 9700 АС 12019 АС 7011 АС 7011 АС 12019

3-8 12000 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 21500 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 11900 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 4000 А 50 А 25 А 25 А 50

2-3 32 А 50 АС 7011 А 25 АС 7011

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

23

Таблица 56

Результаты выбора марки провода Схема 2

Линия Расчётный

ток А

Выбранная марка провода Принятое

сечение и

марка

провода

по эконом

плотности

тока

по условию

короны

по

допустимому

току нагрева

1-2 195 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

1-3 171 АС 24032 АС 7011 АС 9516 АС 24032

2-4 105 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

4-5 49 АС 7011 АС 7011 А 35 АС 7011

3-8 113 АС 15024 АС 7011 А 35 АС 15024

5-8 190 АС 24032 АС 7011 АС 12019 АС 24032

9-6 123 АС 15024 А 25 А 25 АС 15024

6-7 40 А 50 А 25 А 25 А 50

3-4 84 АС 9516 АС 7011 А 35 АС 9516

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

24

6 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИФАЗЫ СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ

ПРОВОДОВ НА ОПОРАХ И МАТЕРИАЛА ОПОР

Так как выбранные номинальные напряжения электрической сети 110 и 35

кВ то выбираем конструкцию фазы с одним проводом в фазе

На напряжение 110 кВ применяются как железобетонные так и

металлические опоры Металлические требуют сооружения специальных

железобетонных фундаментов периодической окраски и они сложнее в установке

по сравнению с железобетонными опорами Не разрешается применять

железобетонные опоры на линиях проходящих в горной и сильно пересеченной

местности а также на линиях место строительства которых удалено от базы

железобетонных изделий на расстояние более 1500 км Они могут быть как

свободностоящие так и на оттяжках В них оптимально совмещены свойства

бетона и стали При растяжении стальная арматура воспринимает основные

усилия приложенные к опоре так как бетон на растяжение работает плохо Бетон

надежно защищает стальную арматуру от коррозии

Примем что в данном курсовом проекте сеть находится в равнинной

местности и место строительства линий удалено от базы железобетонных изделий

на расстояние менее 1500 км поэтому материал опор для линий 110 и 35 кВ

выбираем железобетон

Расположение проводов ndash по вершинам треугольника тк при таком

расположении проводов индуктивное сопротивление в каждой фазе одинаково

Если применять горизонтальное расположение проводов то придется

использовать транспозиционные опоры что приведет к удорожанию сети

При выборе конструкции фазы материала опор пользовались информацией

из литературы [2 с 32-42]

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

25

7 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

ПОДСТАНЦИИ

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надёжности

электроснабжения питающихся от подстанций потребителей

На подстанциях которые питают потребителей первой и второй категории

должно быть установлено не менее двух трансформаторов Таким образом если

произойдёт авария на одном из двух трансформаторов то оставшийся в работе

должен обеспечить полной мощностью подключённых к нему потребителей

Такого эффекта можно добиться путём установки на подстанции двух

трансформаторов номинальная мощность которых равна 6070 от

максимальной нагрузки подстанции

На подстанциях которые питают потребителей третьей категории можно

установить один трансформатор мощность которого рассчитывается из условия

максимума всей мощности подключенных к подстанции потребителей

Так как в курсовом проекте мы приняли что электроприёмники 2 3 4 5 8

являются потребителями 1 и 2 категории а 6 7 -третьей то в дальнейшем выбор

числа трансформатором будем производить из этого условия

Для трансформаторов которые питают потребителей первой и второй

категории с учетом допустимых перегрузок мощность каждого трансформатора

из двух рассматриваемых будет равна [1 19]

frasl (71)

где ndash наибольшая мощность нагрузки подстанции

Для электроснабжения потребителей третьей категории мощность

трансформатора выбирается из условия

(72)

Данные о количестве мощностях и основных параметрах

трансформаторов для каждой схемы представим ниже в виде таблиц

Таблица 61

Результаты выбора трансформаторов

Схема 1

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

26

Таблица 62

Результаты выбора трансформаторов Схема 2

Номер

узла

нагрузки

Наибольшая

нагрузка

подстанции

МВmiddotА

Категория

потребителей

электроэнергии

Кол-во

тр-в Выбранные трансформаторы

2 19511394 I II 2 ТДН-16000110

3 36582613 I II 2 ТДТН-40000110

4 34152439 I II 2 ТДТН-25000110

5 42683049 I II 2 ТДТН-40000110

6 55 III 1 ТМН-630035

7 2525 III 1 ТМН-250035

8 187513393 I II 2 ТДЦ-200000110

Таблица 63

Параметры двухобмоточных трансформаторов

Таблица 64

Параметры трёхобмоточных трансформаторов

Тип Sном

МВА

Каталожные данные

Uном обмоток кВ Uк

ВН СН НН В-С В-Н С-Н

ТДТН-25000110 25 115 385 66

11 105 175 65

ТДТН-40000110 40 115 385 66

11 105 17 6

Тип Sном

МВmiddotА

Пределы

регулирова

ния

Каталожные данные Расчетные

данные

Uном обмоток

кВт Uк

Рк

кВт

Рх

кВт

R

Ом

Х

Ом

квар ВН НН

ТДН-

16000110 16 9178 115 6611 105 85 19 07 44 867 112

ТМН-

630035 63 615 35 6311 75 465 92 09 14 146 567

ТМН-

250035 25 615 35 6311 65

235

26 51 11

46

51 319 275

ТДЦ-

200000110 200 9178 121

1575

18 105 550 170 05 02 77 1000

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

27

8ФОРМИРОВАНИЕ ОДНОЛИНЕЙНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами

обеспечить необходимую надежность электроснабжения требуемое качество

энергии у приемников удобство и безопасность эксплуатации сети

При выборе схемы подстанции следует учитывать число присоединений

(линий и трансформаторов) требования пропуска через подстанцию

перетоков мощности по межсистемным и магистральным линиям

возможности перспективного развития Число и вид коммутационных

аппаратов выбираются так чтобы обеспечивалась возможность проведения

поочередного ремонта отдельных элементов подстанции без отключения

соседних присоединений Одновременно следует стремиться к

максимальному упрощению схемы подстанции значительную долю в

стоимости подстанции составляет стоимость выключателей поэтому прежде

всего надо рассмотреть возможность отказа от применения большего числа

выключателей

Таким образом выбираем блочные схемы для подстанций на линии 35

кВ Для подстанций количество присоединений на которых меньше 7

выбираем схему с одной секционированной и обходной системами шин на

которых 7 и выше ndash с двумя рабочими и обходной системами шин

В соответствии с таблицей 71 рассчитаем число радиальных линий

отходящих от шин интересующего нас напряжения

Таблица 71

Ориентировочные значения мощностей на одну цепь ЛЭП

Напряжение кВ 6 10 35 110 220 330

Мощность МВт 05-2 1-3 5-10 15-30 90-150 270-450

Таблица 72

Количество присоединений отходящих от шин подстанций

проектируемой сети

Номер узла В С Н

2 8 6

3 7 4 4

4 5 2 6

5 6 2 6

6 3 2

7 2 2

8 7 2

Схема электрической сети представлена в графическом материале

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

28

9 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ ХАРАКТЕРНЫХ РЕЖИМОВ СЕТИ

НОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАИБОЛЬШИХ И НАИМЕНЬШИХ

НАГРУЗОК НАИБОЛЕЕ ТЯЖЁЛЫХ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ

РЕЖИМОВ На этом этапе проектирования полагаем что желаемая электрическая

сеть уже создана Разработаны основные технические решения по её

конфигурации и конструктивному устройству Необходимо лишь проверить

её работоспособность и уточнить значения режимных параметров по

фактическим значениям её элементов

С учётом всех принятых ранее параметров сети с учётом выбранных

номинальных напряжений трансформаторов сечений проводов проведём c

помощью программы RastrWin электрические расчёты характерных

режимов наибольших и наименьших нагрузок (все промежуточные

нормальные режимы работы сети будут находиться между этими двумя

крайними) Также рассмотрим наиболее тяжёлые послеаварийные режимы

Таблица 61

Паспортные данные трансформаторов

Результаты расчетов 1 схемы представим в виде таблиц 62 63 (режим

наибольших нагрузок) 64 65 (режим наименьших нагрузок) 66 67 68

69 (послеаварийные режимы)

Таблица 62

Режим наибольших нагрузок (узлы)

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

29

Таблица 62 (продолжение)

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 63

Режим наибольших нагрузок (ветви)

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

30

Таблица 63 (продолжение)

Режим наименьших нагрузок (ветви)

Таблица 64

Режим наименьших нагрузок (узлы)

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

31

Таблица 65

Режим наименьших нагрузок (ветви)

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

32

Таблица 66

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 67

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

33

Таблица 67 (продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 68

Аварийная ветвь 3-8 (узлы)

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

34

Таблица 69

Аварийная ветвь 3-8 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Для того что бы параметры находились в пределах

нормы в аварийных режимах уменьшим значение cosφ до 08 Таким образом

увеличится ток возбуждения на генераторе и соответственно напряжения на

шинах

Результаты расчетов 2 схемы представим в виде таблиц 610 611

(режим наибольших нагрузок) 612 613 (режим наименьших нагрузок) 614

615 616 617 (послеаварийные режимы)

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

35

Таблица 610

Режим наибольших нагрузок (узлы)

Таблица 611

Режим наибольших нагрузок (ветви)

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

36

Таблица 611(продолжение)

Режим наибольших нагрузок (ветви)

Таблица 612

Режим наименьших нагрузок (узлы)

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

37

Таблица 613

Режим наименьших нагрузок (ветви)

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

38

Таблица 614

Аварийная ветвь 1-2 (узлы)

Таблица 615

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

39

Таблица 615(продолжение)

Аварийная ветвь 1-2 (ветви)

Таблица 616

Аварийная ветвь 2-4 (узлы)

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

40

Таблица 617

Аварийная ветвь 2-4 (ветви)

Напряжения во всех узлах и значения токов проходящих по линиям

удовлетворяют допустимым значениям в режимах наибольших и

наименьших нагрузок Однако как и в предыдущей схеме для того что бы

параметры находились в пределах нормы в аварийных режимах уменьшим

значение cosφ до 08 Таким образом увеличится ток возбуждения на

генераторе и соответственно напряжения на шинах

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

41

10 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ

Выберем из двух рассчитанных нами вариантов наиболее выгодный с

экономической точки зрения Для этого проводится сравнение технико-

экономических показателей выбранных вариантов схем Сопоставим

варианты по приведенным затратам Предпочтение отдаётся варианту с

наименьшими приведенными затратами

Произведём расчёт стоимости линий по формуле 123 ([4] cтр492)

2

1

I

л бел лi лi номi лi i i

i

K k A B U C F L

(91)

где Uномi ndash номинальное напряжение i-ой линии кВ Fi ndash площадь сечения

провода которым выполнена линия мм2 Li ndash длина i-ой линии км I ndash

количество линий в схеме сети Aлi (тыс рубкм) Bлi (тыс руб(кмmiddotкВ2)) Cлi

(тыс руб(кмmiddotмм2)) ndash коэффициенты аппроксимации выбираемые по табл

121 ([2] стр 531) kбел=k2005middotКрр=82middot235=19270 - коэффициент учитывающий

величину капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года

климатический район по гололёду ndash II Пример для линии 1-2 и результаты

расчетов приведены в таблицах 91 и 92 2 6 3

6 6

( ) 19270 (87 214 10 110 36 10 244)

3289 3868 10 3289 127223 10

л бел лi лi номi лi i iK k A B U C F L

руб

Таблица 91

Стоимость линий (схема 1)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии км

Марка и

сечение

провода

Удельная стоимость

млн рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 15024 3209 133082

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 12019 1771 68380

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

2-3 2717 АС 7011 1617 43931

Итого 694259

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

42

Таблица 92

Стоимость линий (схема 2)

Номер

ветвей

схемы

Длина

линии

км

Марка и сечение

провода

Удельная стоимость млн

рубкм

Полная стоимость

линий млн руб

1-2 3289 АС 24032 3868 127223

1-3 4147 АС 24032 3868 160412

2-4 3861 АС 15024 1867 72071

4-5 3861 АС 7011 1617 62428

3-8 429 АС 15024 1867 80079

5-8 3289 АС 24032 3868 127223

8-6 1287 АС 15024 1717 22101

6-7 143 А 50 1410 20169

3-4 4004 АС 9516 1701 27084

Итого 698789

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость линий для

первого варианта меньше чем для второго варианта приблизительно на 450

млн руб

Капитальные затраты на сооружение подстанций определим по выражению

124 ([4] стр492)

1 1 1

J I U

пс Тj Тj ячi ячi КУu КУu П

j i u

K K n K n K n K

(92)

где KТj Kячi KКУundash стоимость соответственно однотипных трансформаторов

ячеек распределительных устройств компенсирующих устройств тыс руб

nТj nячl nкуundashсоответственно количество однотипных элементов из общего

числа J I U KП ndash постоянная составляющая затрат тыс руб

KТ Kяч KКУ KП определим соответственно по формулам 125 126

127 128 ([4] стр 493) 2( )Т бел Т Т ном Т ТномK k A B U C S (93)

2( )яч бел яч яч номK k A B U (94)

КУ бел КУ КУK k A Q (95)

2( )П бел П П номK k A B U (96)

где SТном ndash номинальная мощность трансформатора МВА Qку ndash мощность

компенсирующих устройств AТ (тыс руб) BТ (тыс рубкВ2) CТ (тыс

рубМВА) Aяч (тыс руб) Bяч (тыс рубкВ2) AКУ (тыс рубМвар) AП (тыс

руб) BП (тыс рубкВ2) ndash коэффициенты аппроксимации принимаемые по

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

43

табл 122 ([4] стр 493) kбел=19270 - коэффициент учитывающий величину

капитальных затрат в белорусских рублях на уровне 2014-го года Приведем

примеры расчета а так же результаты таблицах 93 и 94 2 3 2

2

6

( ) 2 19270 (20 143 10 110 0866 16)

1984 10

Т бел Т Т ном Т ТномK n k A B U C S

руб

2 2

2

3 2 3 2 6

( ) ( ) 10 19270

(15 21 10 110 ) 9 19270 (15 21 10 35 ) 104249 10

яч ячв бел яч яч номв ячн бел яч яч номнK n k A B U n k A B U

руб

2 3 2 6

2 ( ) 19270 (50 13 10 110 ) 12666 10 П бел П П номK k A B U руб

Таблица 93

Стоимость подстанций (схема 1)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 104249 12666 136755

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 95894 12666 131473

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Таблица 94

Стоимость подстанций (схема 2)

Номер

узла

Стоимость

трансформаторов

млн руб

Стоимость

ячеек РУ

млн руб

Постоянная часть

затрат млн руб

Полная стоимость

подстанции млн

руб

2 19840 96462 12666 128968

3 28035 110917 12666 151618

4 22913 10368 12666 139260

5 28035 97819 12666 138520

6 5267 18952 9942 34161

7 4618 9248 9942 23809

8 82669 75945 12666 171280

Итого 787616

Как видно из результатов расчета итоговая стоимость всех

подстанций равна но ПС-2 первой схемы дороже ПС-2 второй и наоборот

ПС-4 второй дороже ПС-4 на стоимость 1-ой ячейки 110 кВ

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

44

Рассчитаем потери электроэнергии холостого хода

0 0 0( )8760л пW P P (97)

где 0лP - потери активной мощности на корону (в линиях 110 кВ не

учитываются) 0пP - потери активной мощности в стали трансформатора

0 0

1

n

п пi

i

P P

(98)

где 0пiP - потери активной мощности в стали трансформаторов на i-ой

подстанции МВт по табл П25 П26 ([4] стр623-627) Параметры

трансформаторов представлены в таблице 95

Таблица 95

Параметры трансформаторов (схема 12)

Номер узла Тип и мощность тр-ра RT Ом Хт Ом

0пP МВт

0пQ Мвар

2 ТДН-16000110 44 867 0019 0112

3 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

4 ТДТН-25000110 151515 5690357 0031 0175

5 ТДТН-40000110 080808 3550223 0043 024

6 ТМН-630035 14 146 00092 00567

7 ТМН-250035 51 319 00051 00275

8 ТДЦ-200000110 02 77 017 1

Потери активной мощности в стали трансформаторов для первой и

второй схем

0 1 0 2 0

1

2 0019 2 0043 2 0031+2 0043 2 017 00092 00051

06263

n

п п пi

i

P P P

МВт

Так как потери холостого хода в линиях рассматриваемых схем

отсутствуют (потери на корону) то потери электроэнергии холостого хода

для первой и второй схем

01 02 0 0( ) 8760 (0 06263) 8760 54864л пW W P P МВт ч

Нагрузочные потери электроэнергии вычислим используя метод

времени наибольших потерь по формуле

н нбW P (99)

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

45

где ∆Pнб ndash нагрузочные потери активной мощности в сети в режиме

наибольших нагрузок МВт (принимаем по данным электрического расчета

режима максимальных нагрузок для каждого из сопоставляемых вариантов)

τ ndash время наибольших потерь ч рассчитанное по среднему значению

времени использования наибольшей активной нагрузки Тнбср

Найдём по формуле 52

sum

sum

где n ndash количество подстанций в схеме i-номер подстанции Тнбi ndash время

использования наибольшей активной нагрузки в узле

Рассчитаем время наибольших потерь

( )

(

Стоимость 1 МВтч потерь электроэнергии (нагрузочных и холостого

хода) βн=210 рубкВтч и βх=160 рубкВтч Нагрузочные потери в линиях и

трансформаторах представлены в таблицах 96 и 97

Таблица 96

Нагрузочные потери активной мощности в линиях схема 1 схема 2

Номер линии Потери МВт Номер линии Потери МВт

1-2 241 1-2 192

1-3 157 1-3 202

2-4 08889 2-4 048

4-5 01576 4-5 01

3-8 02966 3-8 036

5-8 184 5-8 152

9-6 01181 9-6 012

6-7 00444 6-7 005

2-3 0012 3-4 029

Сумма 73376 Сумма 686

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

46

Таблица 97

Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторах схема 1 схема 2

Номер узла Потери МВт Номер узла Потери МВт

2 00652 2 006

3 01066 3 01

4 00728 4 008

5 00974 5 0082

6 00286 6 0027

7 00269 7 0029

8 0108 8 0107

Сумма 05055 Сумма 0485

Нагрузочные потери электроэнергии

1 1 ( 051)7 3551 27875 534 3н нб срW P МВт ч

2 2 (686 0485) 3551 260821н нб срW P МВт ч

Сравним варианты используя формулу годовых приведенных затрат по

выражению 1225 ([4] cтр501)

И ЕКЗ (910)

где И ndash ежегодные издержки находятся по формуле 1213 ([4] стр498)

E=012 ndash норма дисконта

0 0л л n n н нИ p К p К W W (911)

где лp =0028 ndash отчисления на амортизацию и текущий ремонт для линий(как

сумма коэффициентов на амортизацию текущий ремонт и обслуживание) по

табл123 ([4] стр496) np =0094 - отчисления на амортизацию и текущий

ремонт для подстанций по табл123 ([4] стр496)

Для первого варианта

1 1 1 01 0 1 0028 694259

0094 787616 54864 016 2787535 021 160792

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

1 1 1 160792 012 (694259 787616) 338617 И ЕК млн рубЗ

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

47

Для второго варианта

2 2 2 02 0 2 0028 698789

0094 787616 54864 016 260821 021 157153

л n нл n н

млн руб

И p К p К W W

2 2 157153 012 (698789 787616) 3355216 И ЕК млн рубЗ Приведенные затраты для 2-го варианта сети меньше чем для 1-го

Дальнейшие расчёты будем проводить только для варианта 2

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

48

11 ОЦЕНКА ДОСТАТОЧНОСТИ РЕГУЛИРОВОЧНОГО ДИАПАЗОНА

ТРАНСФОРМАТОРОВ ИЗ УСЛОВИЯ ВСТРЕЧНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Нам необходимо оценить диапазон регулирования напряжения с

помощью трансформаторов Для этого убедимся в достаточности

регулировочной способности РПН на понижающих подстанциях

Особенность РПН в том что нет необходимости в отключении нагрузки для

переключения ответвления Ответвления представляют собой выводы из

обмоток переключая которые мы меняем задействованное число витков в

обмотке Следовательно изменяя ответвления мы изменяем коэффициент

трансформации

На выбранных ранее трансформаторах понижающих подстанций

установлено РПН с диапазоном регулирования 9 178 на обмотке ВН

Трёхобмоточные трансформаторы имеют РПН 9 178 на обмотке ВН и

ПБВ на СН 2 25 Трансформаторы малой мощности оснащены с РПН с

диапазоном регулирования 6 15 На стороне СН встречное

регулирование не обеспечивается так как для переключения ответвлений

необходимо отключение трансформатора от сети Поэтому на стороне СН

используется одно ответвление для всех режимов

Для выбора ответвлений на шинах трехобмоточного трансформатора

сначала его необходимо рассматривать как двухобмоточный в направлении

ВН-НН и найти действительные напряжения ответвлений по принципу

который был изложен выше для двухобмоточных трансформаторов

На шинах СН может быть задано лишь одно желаемое напряжение т к

в обмотке СН трансформатора устройство РПН отсутствует а есть только

устройство с ПБВ т е может быть выбрано только одно ответвление

Учитывая что длительность послеаварийных режимов несоизмеримо меньше

длительности нормальных режимов ориентироваться будем только на

нормальные режимы наибольших и наименьших нагрузок

Приведем примеры расчета

Подстанция 2

На подстанции 2 установлено 2-а трансформатора ТДН-16000110

(115(plusmn9х178)11) Регулирование напряжения с помощью устройств

РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 1064НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне[4 с421-430]

НН

Т В Н

UU

k

(111)

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

49

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения вывода низшего и высшего напряжения кВ

106411083

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления по [4 с421-430] 11083

11 11612105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U (112)

По таблице табл61 ([] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 11083 11

1042117

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1042 105100 100 076

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получено

следующее напряжение на низшей стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации) 103НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10310729

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10729

11 11802100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+356 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10729 11

9911191

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

991 100100 100 09

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

50

Послеаварийный режим нагрузок

Изменим генерацию реактивной мощности а соответственно и

напряжения на генераторе 8 подстанции на 85 Мвар По результатам

расчетов с помощью программы RASTR получено следующее напряжение

на низшей стороне трансформатора (при номинальном коэффициенте

трансформации) 1032НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на низшей обмотке UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

10321075

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 1075

11 11262105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-178 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 1075 11

1046113

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1046 105100 100 034

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройств РПН на обмотке

110кВ позволяет во всех режимах создать заданные(желаемые) напряжения

Подстанция 4

На подстанции 4 установлено 2-а трансформатора ТДТН-25000110

(115(plusmn9х178)38511) Регулирование напряжения с помощью

устройств РПН производится на стороне высшего напряжения

Режим наибольших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1009НU кВ

Для режима наибольших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

НН

Т В Н

UU

k

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

51

где kТ В-Н=11

0096115

НН

ВН

U

U ndash номинальный коэффициент трансформации

(при нулевом ответвлении) UНН и UВН ndash соответственно номинальные

напряжения низшего и высшего напряжения кВ

100910510

0096НU кВ

Найдём желаемое напряжение ответвления 10510

11 11011105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115)выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-356 Определим действительное напряжение на

шинах обмотки НН с этой добавкой м 10510 11

10431109

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1043 105100 100 071

105

Н д Н ж

нб

Н ж

U UU

U

Режим наименьших нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1044НU кВ

Для режима наименьших нагрузок зададимся желаемыми напряжениями

на средней и на низшей обмотке UС ж=350 кВ UН ж=100 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

104410875

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10875

11 11962100

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=+534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10875 11

9881211

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

988 100100 100 12

100

Н д Н ж

нм

Н ж

U UU

U

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

52

Послеаварийный режим нагрузок

По результатам расчетов с помощью программы RASTR получены

следующие напряжения на средней и низшей сторонах трансформатора (при

номинальных коэффициентах трансформации)

1004НU кВ

Для послеаварийного режима зададимся желаемыми напряжениями на

средней и на низшей обмотке UС ж=3675 кВ UН ж=105 кВ

Приведём напряжение UН к высшей стороне

100410458

0096

НН

Т В Н

UU кВ

k

Найдём желаемое напряжение ответвления 10458

11 10956105

НВН ж НН

Н ж

UU U кВ

U

По таблице табл61 ([3] стр115) выбираем ближайшую стандартную

добавку напряжения δUд=-534 Действительное напряжение на шинах

обмотки НН 10458

11 10561089

Н ННН д

В доб

U UU кВ

U

Отклонение напряжения от желаемого

1056 105100 100 061

105

Н д Н ж

па

Н ж

U UU

U

Определим расчетное ответвление обмотки среднего напряжения

По результатам расчетов с помощью программы RastrWin получены

следующие напряжения на средней стороне трансформатора (при

номинальном коэффициенте трансформации)

3576СнбU кВ

3678СнмU кВ

3578СпаU кВ

Приведём напряжение UС к высшей стороне

357610675

0335

СнбСнб

Т В С

UU кВ

k

367810979

0335

СнмСнм

Т В С

UU кВ

k

3578

106810335

СпаСпа

Т В С

UU кВ

k

По формуле 1042 ([4] стр 427) найдём желаемое напряжение

ответвления

( ) (1109 1211) 36753937

10675 10979

ВНд нб ВНд нм CCНж

Cнб Cнм

U U UU кВ

U U

(113)

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

53

По таблице табл46 выбираем ближайшую стандартную добавку

напряжения δUд=+25 Действительное напряжение на шинах обмотки СН

Таблица 46

Коэффициенты ПБВ на СН Ответвле

ние

U

отв кВ kт

5 4

043

0

35157 250 3

946

0

34313 0 3

85

0

33478 -250 3

754

0

32643 -5 3

658

0

31809

10675 39463786

11090

Cнб CНC д нб

В доб

U UU кВ

U

10979 39463577

12110

Cнм CНC д нм

В доб

U UU кВ

U

10681 394638

1109

Cпа CНC д па

В доб

U UU кВ

U

3786 3675100 100 3

3675

С Д нб СЖ

С Д нб

СЖ

U UU

U

3577 3675100 100 26

3675

СДнм СЖ

Снм

СЖ

U UU

U

38 3675100 100 34

3675

СДпа СЖ

Спа

СЖ

U UU

U

Таким образом диапазон регулирования устройства РПН на обмотке 110

кВ позволяет во всех режимах создать желаемые напряжения на низшей

стороне

Регулировочные ответвления трансформаторов на других подстанциях

рассчитаем аналогично Результаты сведем в таблицу 111

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

54

Таблица 111

Выбор ответвлений трансформаторов

Режим наибольших нагрузок

узл

а

Расчетно

е напр

кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед к

высшей

стороне кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1064 105 1108 1161 178 117 1042 -076

3 1048 105 1092 1144 0 115 1044 -055

4 1009 105 1051 1101 -356 1109 1043 -071

5 101 105 1052 1102 -534 1089 1063 121

6 1077 105 343 359 3 3605 1047 -033

7 1046 105 333 349 0 35 1047 -029

Режим наименьших нагрузок

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 103 10 10729 11802 356 11700 1009 087

3 1059 10 11031 12134 534 12100 1003 028

4 1044 10 10875 11963 534 12110 988 -122

5 1077 10 11219 12341 712 12320 1002 017

6 109 10 3471 3818 6 3815 1001 009

7 1085 10 3455 3801 6 3815 996 -037

Послеаварийный режим

узл

а

Расчетное

напр кВ

Желаемое

напряжени

е на

низшей

стороне кВ

Напр

привед

к

высшей

стороне

кВ

Желаемо

е напр

отв кВ

добавка

напр

Напр

отв

кВ

Действ

напр

кВ

Отклон от

желаемого

2 1032 105 10750 11262 -178 11300 1046 -034

3 1054 105 10979 11502 000 11500 105 002

4 1004 105 10458 10956 -534 10890 1056 061

5 1026 105 10688 11196 -356 11090 1060 096

6 1054 105 3357 3517 0 3500 1055 047

7 1048 105 3338 3497 0 3500 1049 -010

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

55

12 РУЧНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ручной электрический расчёт участка электрической сети произведем

для линии 2-4 В таблице 121 представим исходные данные по расчету

Таблица 121

Исходные данные

Параметр Значение

U1кВ 11501

S1 МВmiddotА 232+j323

r Oмкм 0198

x Oмкм 042

b 10-6

Cмкм 27

L км 386

Параметры для контроля достоверности расчета

U2кВ 10902

S2 МВmiddotА 2231+j2913

Изобразим схему замещения сети рис121

Рисунок 121 ndash Схема замещения электрической сети

Рассчитаем напряжение и мощность в конце участка линии используя

формулы [2 с197-199]

Зарядная мощность

(121)

Мощность в начале ветви

Потери мощности в сопротивлении линии

(

( (122)

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

56

Мощность в конце ветви

ndash (

(

Падение напряжения в ветви

(123)

Напряжение в конце линии

ndash ndash (

| |

Зарядная мощность составит

Мощность в конце линии

Полученные результаты получились схожими но не точными с

рассчитанными программой Rastr показателями погрешность вызвана

большим коэффициентом точности стоявшим по умолчанию в программе

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

57

13 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Приведем расчет основных технико-экономических показателей

электрической сети спроектированной по схеме 3 по которым можно судить о

правильности принятия инженерных решений при проектировании Расчеты

проведем для 5-го года с помощью литературы [1 c48-51]

1Номинальное напряжение сети

1 110 НОМU кВ 2 35 НОМU кВ 2Установленная мощность трансформаторов

1

n

T Ti

i

S S (131)

где TiS - номинальная мощность трансформаторов i-той подстанции

(

3Протяжённость линий электропередачи

1

n

ij

ii j

L l (132)

где ijl - длина линии соединяющей узлы i и j

4Передаваемая активная мощность

1

n

i

i

P P (133)

где iP - активная мощность потребителей в i-том узле

5Передаваемая электроэнергия

1

n

i нбi

i

W P T (134)

где нбiT - время использования максимальной нагрузки потребителей в i-том

узле

61Потери мощности по линиям

0 Л HЛ ЛP P P (135)

где HЛP - нагрузочная составляющая потерь мощности в линиях

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

58

0 ЛP - потери холостого хода в линиях на корону для линий напряжением

110кВ и 35кВ потери мощности на корону не учитываются

686ЛP МВт

62Потери мощности по трансформаторам

0 Т HТ ТP P P (136)

где HТP - нагрузочная составляющая потерь мощности в трансформаторах

принимается по данным электрического расчёта режима наибольших нагрузок

0 ТP - потери в стали трансформаторов

049 063 112ТP МВт

71Потери электроэнергии по линиям

0 0Л HЛ Л HЛ ЛW W W P P Т (137)

где =3551 ч - время наибольших потерь

Т =8760 ч

686 3551 2435986ЛW МВт ч

72Потери электроэнергии по трансформаторам

0 0T HT T HT ТW W W P P Т (138)

049 3551 063 8760 72588TW МВт ч

8Удельная установленная мощность трансформаторов по отношению к

передаваемой мощности

TТУ

SS

P (139)

6508246

265ТУS

9Потери мощности в процентах по отношению к передаваемой мощности

- по линиям

100НЛНЛ

PP

P

(1310)

686100 259

265НЛP

- по трансформаторам

100НTНT

PP

P

(1312)

049100 018

265НTP

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

59

00 100TT

PP

P

(1313)

0

063100 024

265TP

- в целом по сети

0 259 018 024 301 НЛ НT TP P P P

10Потери электроэнергии в процентах к передаваемой электроэнергии

- по линиям

100НЛНЛ

WW

W

(1314)

2435986100 179

1358700НЛW

- по трансформаторам

100НTНT

WW

W

(1316)

1740100 013

1358700НTW

00 100TT

WW

W

(1317)

0

55188100 041

1358700TW

- в целом по сети

0 179 013 041 233НЛ НT TW W W W

11Полные затраты

0 0( ) ( ) 8760Л Л П П НЛ НT Л TЗ p K p K P P P P

A B C D (1318)

где pл = 0028

pп = 0094

н = 021

х =016

0028 698789 0094 787616 (686 0485) 3551 021

06263 8760 016 19566 740359 547724 87782

157153

З

млн руб

12Составляющие приведенных затрат в процентах к полным затратам

19566 100 100 1245

157153

AA

З

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

60

740359 100 100 471

157153

BB

З

547724 100 100 349

157153

CC

З

0045 100 100 555

32025

DD

З

13Стоимость передачи электроэнергии

З

CW

(1319)

157153 руб1157

1358700 кВт чC

14Капитальные затраты

Л ПK K K (1320)

где 698789ЛK млн руб - капитальные затраты в линии

787616ПK млн руб - капитальные затраты в подстанции

78761669878 1489 6405 K млн руб

15Составляющие капитальных затрат в процентах к полным капитальным

затратам

69878 100 100 47

1486405

9ЛЛ

KK

K

787616 100 100 53

1486405

ПП

KK

K

16Удельные капитальные вложения по отношению к передаваемой

мощности

y

Kk

P (1321)

1486405 5609

265y

млн рубk

МВт

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

61

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте выполнено проектирование

электрической сети электроэнергетического района с учетом

требований надежности и гибкости сети На первом этапе выполнения

проекта мы разработали четыре конфигураций сети и выбрали из них

две по условию надежности и минимума суммарной длины линий

электропередачи На втором этапе выбрали номинальные напряжения

независимо для двух вариантов и провели расчеты при выбранных

номинальных напряжениях уточнили число цепей На третьем этапе

выбрали сечения проводов и трансформатора отдельно для каждого

варианта сети Далее провели экономическое сравнение вариантов по

условию минимума приведенных затрат для этого нами была

составлена однолинейная схема сети Для выбранного варианта сети

провели электрические расчеты и убедились в правильности выбора

сечений проводов а также в достаточности диапазона регулировочной

способности трансформаторов

Приведенные затраты на строительство сети равны

Удельные капитальные вложения по отношению к

передаваемой мощности

5609y

млн рубk

МВт Расчетная стоимость

передачи электроэнергии равна 1157 рубкВтmiddotч

Данный курсовой проект способствовал закреплению углублению

и обобщению знаний по дисциплине электроэнергетические системы

воспитанию навыков самостоятельной творческой работы А так же

показал основу работы в проектной организации

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с

62

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Основы проектирования электрических сетей электроэнергетических

систем Учебное пособие к курсовому проекту по дисциплине laquo

Электрические системы и сетиraquo Сыч НМ Федин ВТ ndash Мн УП

laquoТехнопринтraquo 2000 ndash 54 с

2 Электрические системы и сети Учебник Поспелов ГЕ Федин ВТ

Лычёв ПВ ndash Мн УП laquoТехнопринтraquo 2004 ndash 720 с

3 Поспелов ГЕ Федин ФТ Электрические системы и сети

Проектирование Учебное пособие для вузов ndash 2-е изд исп и доп ndash Мн

Выш школа 1986

4 Передача и распределение электрической энергии Учебное

пособиеАА Герасименко ВТ Федин ndash Ростов-нДФеникс Красноярск

Издательские проекты 2012 ndash 648(Серия laquoВысшее образованиеraquo)

5 Справочник по проектированию электрических сетей Под редакцией

ДЛ Файбисовича ndash 2-е изд переработанное и доп ndash М laquoИздательство НЦ

ЭНАСraquo 2006

6 Справочник по проектированию подстанций 35-500 кВ Под

редакцией СС Рокотяна и ЯС Самойлова ndash М Энергоиздат 1982 ndash 352 с

7 Справочник по проектированию электроэнергетических системВВ

Ершевич АН Зейлегер ГА Илларионов и др Под ред СС Рокотяна и

ИМ Шапиро 3-е изд перераб и доп ndash М Энергоатомиздат 1985 г ndash 352с