Контрольная работа: Основы проектирования и эксплуатации систем электроснабжения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра СЭСП

Контрольная работа по дисциплине: «Проектирование и эксплуатация систем электроснабжения»

Факультет: ФЭН

Группа: ЭЭМз-91

Студент: Белосветов А.В.

Преподаватель: Родыгина Светлана Викторовна

Вариант: 2

Дата выполнения: 29.05.2020

Новосибирск 2020

Оглавление

Введение

Исходная информация

1. Выбор основных элементов схемы

1.1Выбор проводов ВЛЭП

1.2Выбор оборудования ОРУ

1.3 Выбор трансформаторов ГПП

2. Расчет капиталовложений в схему электроснабжения

2.1 Стоимость линий электропередачи

2.2 Стоимость подстанции

3. Расчет текущих издержек

3.1 Эксплуатационные издержки на амортизация и обслуживание

3.2 Издержки на покрытие потерь электроэнергии

4. Сравнение вариантов электропитания объекта

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

1. Эксплуатация кабельных линий электропередачи

1.1 Осмотр кабельных линий

1.2 Профилактические измерения и испытания

1.3 Маркировка кабельных линий

1.4 Определение мест повреждения

1.5 Допустимые нагрузки при эксплуатации

1.6 Ремонт кабельных линий

1.7 Учет неисправностей и паспортизация КЛ

Заключение

Список использованных источников

Введение

Современные промышленные объекты потребляют большое количество электрической энергии. Кроме того, системы электроснабжения промышленных предприятий часто обеспечивают отпуск электроэнергии сторонним потребителям в районе своего размещения. Таким образом, на базе промышленных предприятий формируются крупные нагрузочные узлы. Одной из наиболее важных задач при проектировании системы электроснабжения таких объектов является принятие обоснованных решений по формированию системы внешнего электроснабжения. При этом решаются различные вопросы: выбор источника питания и напряжения питающих электрических сетей, обоснование схемы и конструктивного исполнения подстанции предприятия и т.д.

Целью данной работы является приобретение навыков решения практических задач по выбору и технико-экономическому обоснованию (ТЭО) схемы внешнего электроснабжения нагрузочного узла, сформированного на базе крупного промышленного объекта.

В ходе работы будут получены специальные знания по решению базовых задач проектирования систем внешнего электроснабжения предприятий, а также рассмотрены характеристики, назначение и условия выбора основного высоковольтного электрооборудования.

Исходная инфомарция

Общие исходные данные:

· Категории потребителей по надёжности электроснабжения - I и II;

· Нормативный коэффициент р_норм = 0,12;

· Стоимость потерь электроэнергии в = 1,1 руб/кВт•ч;

· Коэффициент инфляции (к ценам до 1991 г.) - 50.

Исходные данные для 2-го варианта:

Таблица №1 Исходные данные

Рис. 1. Схема 2. Блок трансформатор-линия с разъединителем и отделителем.

1. Выбор основных элементов схемы

1.1 Выбор проводов ВЛЭП

В качестве проводов воздушных линий электропередачи 35 кВ и выше используются сталеалюминевые провода. В соответствии с ГОСТ выпускаются сталеалюминевые провода марок АС, АСКС, АСКП, АСК. Провод марки АС состоит из стального сердечника и алюминиевых проволок. Провод предназначается для ВЛЭП при прокладке их на суше, кроме районов с загрязненным вредными химическими соединениями воздухом. Коррозионно-стойкие провода АСКС, АСКП, АСК предназначены для линий, проходящих по побережьям морей, соленых озер и в промышленных районах с загрязненным воздухом.

Сечение провода выбирается по условию нагрева в нормальном режиме и по экономической плотности тока.

Одним из основных условий выбора проводов воздушных линий электропередачи является условие нагрева в нормальном режиме:

(1.1)

где - расчетный ток линии, А; - длительно допустимый ток линии, А.

Для определения расчетного тока необходимо воспользоваться следующей формулой:

(1.2)

где - ток в линии в нормальном режиме на пятый год ее эксплуатации, А;

- коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии;

- коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы.

Таблица №2 Значения коэффициента

Для ВЛЭП напряжением до 220 кВ принимается равным 1,05 [1].

Ток в линии определяется по следующей формуле:

(1.3)

где число цепей ВЛЭП, суммарная мощность потребителей, МВА; номинальные напряжения источников питания, кВ.

Выбранное сечение провода линии необходимо также проверить по нагреву в послеаварийном режиме (обрыв одной цепи линии):

(1.4)

где: ток в линии в послеаварийном режиме, А.

Другое важное условие выбора проводов заключается в определении экономического сечения проводника:

(1.5)

где: экономическая плотность тока, А/мм² (согласно табл. №3)

Таблица №3 Экономическая плотность тока

Кроме того, при выборе проводов они проверяются на допустимость по некоторым техническим условиям и ограничениям.

· Минимальное допустимое сечение проводов ВЛЭП по условиям механической прочности, определяемое в зависимости от района по гололеду (табл. №4).

Таблица №4 Минимальное допустимое сечение проводов по механической прочности

· Минимальный диаметр проводов ВЛЭП по условиям короны (табл. №5).

Таблица №5 Минимальный диаметр проводов по условиям короны

Воздушные линии электропередачи напряжением до 35 кВ включительно по условию короны не проверяются.

Проверке по допустимой потере напряжения ВЛЭП 35 кВ и выше не подлежат, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов линий по сравнению с применением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправданно.

Расчет для U_1ном=110 кВ

Определим ток в линии по формуле (1.3):

,

Количеству смен, равному 2, соответствует Т_мах=3000…4500 ч [1, с. 22]. Согласно таблице №2 при соответствующем коэффициенте участия в максимуме энергосистемы К_мах=0,8, примем, что . Определим расчетный ток по (1.2):

,

Согласно условиям (1.1), короны (табл. №5) и механической прочности (табл. №4) выберем провод АС 70/11 с длительно допустимым током, равным Расшифровка: АС - алюминиевая токопроводящая жила, стальной сердечник.

- условие выполняется.

Рассчитаем ток в линии в послеаварийном режиме. Применим формулы (1.3) и (1.2), но количество цепей будет равно единице

,

Согласно условию (1.4) по нагреву в послеаварийном режиме (обрыв одной цепи линии):

условие выполняется.

Определим экономическое сечение проводника по формуле (1.5). Учитывая материал провода и число использования максимума нагрузки, примем, что (табл. № 3).

,

Провод АС 70/11 удовлетворяет данным условиям.

Расчет для U_2ном=35 кВ

Определим ток в линии по формуле (1.3):

,

Определим расчетный ток по (1.2):

,

Согласно условию (1.1) и условию механической прочности (табл. №4) выберем провод АС 50/8 с длительно допустимым током, равным [2].

- условие выполняется.

Рассчитаем ток в линии в послеаварийном режиме. Применим формулы (1.3) и (1.2), но количество цепей будет равно единице

,

Согласно условию (1.4) по нагреву в послеаварийном режиме (обрыв одной цепи линии):

условие выполняется.

Определим экономическое сечение проводника по формуле (1.5). Учитывая материал провода и число использования максимума нагрузки, примем, что (табл. № 3).

,

Из вышеприведенных условий выбираем провод АС 120/19.

1.2 Выбор оборудования ОРУ

В качестве основного коммутационного электрооборудования ОРУ в схемах ГПП применяются следующие электрические аппараты: выключатели, разъединители, отделители и короткозамыкатели.

Разъединитель - это коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток. При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Для ОРУ необходимо применять разъединители наружной установки.

Отделитель внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод, который позволяет отключать отделитель автоматически. Включение отделителей производится вручную. Отделители, также как и разъединители, могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон.

Выбор основного коммутационного оборудования ОРУ подстанции осуществляется в работе упрощенно: по назначению, по конструктивному исполнению и по номинальным напряжению и току:

(1.6)

где номинальное напряжение электрической сети, кВ; - номинальное напряжение установки, кВ.

(1.7)

где номинальный ток установки, А.

Расчет для U_1ном=110 кВ

· Выбор разъединителя

Выбираем разъединитель марки РНД(З)-110/630 [3, с.187] с параметрами и А. Расшифровка: разъединитель наружной установки, двухколонковый, наличие заземлителей. Проверим выбранный аппарат согласно условиям (1.6) и (1.7):

условие выполняется;

условие выполняется.

· Выбор отделителя

Выбираем отделитель марки ОД-110/1000У1 [3, с.192] с номинальным напряжением . Расшифровка: отделитель, двухколонковый для работы в районах с умеренным климатом, для работы на открытом воздухе. Проверим выбранный аппарат согласно условиям (1.6) и (1.7):

условие выполняется;

условие выполняется.

· Выбор трансформатора тока

Выбираем трансформатор тока марки ТФЗМ 110Б-400/5-У1 [3, с. 205] с параметрами и А. Расшифровка: трансформатор тока с фарфоровой покрышкой, вторичная обмотка звеньевого типа, маслонаполненный, для работы в районах с умеренным климатом. Проверим выбранный аппарат согласно условиям (1.6) и (1.7):

условие выполняется;

условие выполняется.

· Выбор разрядника

Выбираем разрядник марки РВС-110 [3, с.224] с номинальным напряжением . Расшифровка: разрядник вентильный, станционный. Проверим выбранный аппарат согласно условию (1.6):

условие выполняется.

· Выбор заземлителя

Выбираем заземлитель марки ЗОН-110М(У)(Т)-1(11)У1 [3, с. 192] с параметрами и А. Расшифровка: заземлитель однополюсный, наружной установки, модернизированный, для работы в районах с умеренным климатом. Проверим выбранный аппарат согласно условиям (1.6) и (1.7):

условие выполняется;

условие выполняется.

Расчет для U_2ном=35 кВ

· Выбор разъединителя

Выбираем разъединитель марки РНД(З)-35/1000У1 [3, с.187] с параметрами и А. Проверим выбранный аппарат согласно условиям (1.6) и (1.7):