Курсовая работа: Развитие электрической сети межрегиональной распределительной сетевой компании на перспективу 5 лет

Курсовой проект

Дисциплина: Проектирование электрических сетей

Тема:

Развитие электрической сети межрегиональной распределительной сетевой компании на перспективу 5 лет

Содержание

Введение

1. Исходные данные для проектирования

2. Решение основных задач синтеза вариантов развития сети

2.1 Формирование вариантов схем электрической сети

2.2 Выбор номинальных напряжений сооружаемых ЛЭП

2.3 Определение сечений проводов новых ЛЭП

2.4 Выбор трансформаторов новых подстанций

2.5 Схемы распределительных устройств подстанций

3. Технический анализ вариантов развития сети

3.1 Режимы электрической сети

3.2 Схемы замещения и параметры элементов сети

3.3 Расчёт установившихся режимов электрической сети

3.4 Анализ результатов расчёта режимов сети

3.5 Балансы мощности и электроэнергии

4. Оценка экономической эффективности инвестиций

4.1 Определение объёма капитальных вложений в развитие сети

4.2 Эксплуатационные затраты на передачу электроэнергии

4.3 Сравнение вариантов развития по экономическим показателям

Перечень использованных информационных ресурсов

Приложение А

Введение

В курсовом проекте рассматривают развитие электрической сети уровня межрегиональной распределительной сетевой компании на перспективу 5 лет. Задачей проектирования является обоснование решений, определяющих состав, основные параметры и последовательность строительства электрических сетей из условий оптимального развития в целом. Технология проектирования электрических сетей может быть представлена последовательностью следующих этапов.

1. Формирование (синтез) возможных вариантов развития сети, обеспечивающих потребителей необходимым количеством энергии при нормативном качестве. Основные рекомендации по построению схем электрических сетей содержатся в указаниях и нормативах по проектированию развития энергосистем [1].

2. Технический анализ вариантов развития электрических сетей. На этом этапе проверяют соответствие технических характеристик возможным условиям работы в будущем. Для этого выполняют расчеты режимов на рассматриваемую перспективу, анализируют пропускную способность.

3. Экономическую оценку и сопоставление вариантов развития ЭЭС выполняют путем расчета капиталовложений, издержек производства, дохода. При этом должны быть учтены условия энергетической и экономической сопоставимости.

4. На последнем этапе подготавливают сводные показатели, необходимые для планирования развития электроэнергетики и организации проектирования отдельных объектов.

В данном курсовом проекте выполнено технико-экономическое обоснование развития электрической сети энергосистемы на перспективу пять лет.

1. Исходные данные для проектирования

Содержание задания определяется данными таблиц 1, 2 и существующей на начало проектного периода схемой сети, приведённой на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема существующей электрической сети 220/110 кВ

Центром питания является узел «о» номинальным напряжением 220 кВ, соответствующий сборным шинам электростанции. Длины линий на рисунке 1 даны в километрах, число цепей (параллельных линий) и число трансформаторов (автотрансформаторов) определяется по рисунку 1.

Максимальные нагрузки на шинах 10, 35 и 110 кВ существующих подстанций на пятый год расчётного периода и координаты их размещения приведены на рисунке 1.

Данные о расположении новых подстанций ПС-1, ПС-2 и ПС-3 в принятых координатах приведены в таблице 1, некоторые характеристики их нагрузок - в таблице 2.

Таблица 1

Исходные данные для новых подстанций

Таблица 2

Состав нагрузки сооружаемых подстанций,%

2. Решение основных задач синтеза вариантов развития сети

2.1 Формирование вариантов схем электрической сети

Варианты схем с новыми линиями (с учетом количества цепей новых ЛЭП) приведены в графической части проекта на чертеже 1.

В составе нагрузок новых подстанций есть потребители I и II категории. Питание каждой новой подстанции должно осуществляться от двух источников или по двухцепным линиям.

В приведённых схемах питание подстанции ПС-3 осуществляют от подстанции Б. Это сделано потому, что линия Б - 3 короче, чем линия, идущая от подстанции В. Кроме того, нагрузка новой подстанции ПС-3 невелика (16+j11 МВ·А), что позволяет незначительно увеличить нагрузку существующей ВЛ 110 кВ А - Б. Однако если предполагается в дальнейшем расширять ПС-3, то ее питание лучше осуществить от пункта Г, так как в этом случае дополнительные потери энергии в существующей сети для питания ПС-3 будут в сети 220 кВ, а линия А - Б 110 кВ не будет иметь дополнительной нагрузки.

Расстояния между подстанциями вычисляется по формуле (2.1). Результаты расчетов приведены в таблице 3.

(2.1)

Таблица 3

Расстояние между подстанциями

Сопоставим намеченные варианты по критерию суммарной длины новых ЛЭП для питания нагрузок 1, 2 и 3.

Суммарная длина радиальной сети:

УL = L_i-j + L_i-j+ L_i-j, (2.2)

УL_Р-1 = 6,71 + 16,34 + 26,42 = 49,46 км;

УL_Р-2 = 23,34 + 16,34 + 28,79 = 68,47 км;

УL_Р-3 = 6,71 + 16,34 + 28,79 = 51,84 км.

Суммарная длина замкнутой сети:

УL_З-1 = 6,71 + 16,34+ 28,79 + 43,27 = 95,11 км;

УL_З-2 = 6,71 + 16,34 + 43,27 + 26,42 = 92,74 км;

УL_З-3 = 6,71 + 23,34 + 16,34 + 28,79 = 75,18 км

Из приведенных вариантов для дальнейшего рассмотрения выбираем радиально-магистральный вариант «Р-1» и вариант замкнутой сети «З-3» как варианты, имеющие минимальную суммарную длину новых ВЛ.

2.2 Выбор номинальных напряжений сооружаемых ЛЭП

Номинальное напряжение линий (U_ном) ЛЭП зависит от величины активной мощности, передаваемой по одной цепи, и её длины.

На практике выбор напряжения может быть произведен по данным, полученным на основе опыта проектирования электрических сетей и по эмпирической формуле:

(2.3)

где P - нагрузка на одну цепь, МВт;

l - длина цепи ЛЭП, км.

По всем линиям радиально-магистрального варианта «Р-1» передается мощность одной из соответствующих подстанций. Расчеты по варианту «Р-1» сведены в таблицу 4, где фактическая длина больше длины по прямой на 20%.

Таблица 4

Выбор номинальных напряжений ВЛ варианта «Р-1»

Для выбора номинальных напряжений замкнутой сети (вариант «З-3») найдем приближённое потокораспределение в линии с двухсторонним питанием (Г - 1), (1 - 2), (2 - А) по формуле (2.4) с расстояниями соответственно 28,01; 8,05; 34,55 км.

(2.4)

Расчеты по варианту «З-3» сведены в таблицу 5.

Таблица 5

Выбор номинальных напряжений ВЛ варианта «З-1»

2.3 Определение сечений проводов новых ЛЭП

При проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным значениям экономической плотности тока. Суммарное расчётное сечение F, мм², проводов фазы проектируемой ВЛ равно:

(2.5)

где - расчетный ток, А;

- нормированная плотность тока, А/мм².

Значение I_р определяется по выражению:

(2.6)

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

- коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии. Для линий от 35 до 330 кВ значение может быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки.

- коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки ВЛ T_max.

Коэффициент K_м отражает участие нагрузки ВЛ в максимуме энергосистемы. Расчёт коэффициентов K_м для нагрузок новых подстанций приведён в таблице 6.

Расчёт K_м в таблице 6 выполнен по формуле:

(2.7)

Таблица 6

Расчет коэффициентов попадания в максимум энергосистемы