| Содержание
Введение
1. Потребление активной мощности, баланс реактивной мощности, выбор компенсирующих устройств в проектируемой сети
2. Выбор конфигурации электрической сети
3. Выбор схем электрической сети
4. Определение расчётных нагрузок и выбор напряжения сети, выбор трансформаторов и сечений воздушной линии
4.1 Проведём расчёт для разомкнутых электрических сетей
4.2 Проведём расчёт для замкнутых электрических сетей
5. Выбор рациональной схемы электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентно способных вариантов
5.1 Произведём расчёты для разомкнутой электрической сети
5.2 Произведём расчёты для замкнутой электрической сети
6. Основные технико-экономические показатели электроэнергии
7. Определение параметров установившихся режимов электрической сети
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Электрическая часть электростанции включает в себя разнообразное основное и вспомогательное оборудование. К основному оборудованию, предназначенному для производства и распределения электроэнергии, относятся синхронные генераторы, вырабатывающие электроэнергию; сборные шины, предназначены для приёма электроэнергии от генераторов и распределения её к потребителям; коммутационные аппараты – выключатели, предназначенные для включения и отключения цепей в нормальных и аварийных условиях, и разъединители, предназначенные для снятия напряжения с обесточенных частей электроустановок и для создания видимого разрыва. Вспомогательное оборудование предназначено для выполнения функций измерения, сигнализации, защиты и автоматики.
Энергетическая система состоит из электрических станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединённых между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической энергии при общем управлении этим режимом.
Электроэнергетическая система – это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая система – это совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи – электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.
Электрическая подстанция – это установка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропередачи, а также для связи отдельных частей электрической системы.
Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети. По конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомкнутые.
По выполненным функциям различают системообразующие, питающие и распределительные сети. Системообразующие сети осуществляют функции формирования объединённых энергосистем, объединяя мощные электростанции и обеспечивая их функционирование как единого объекта управления, и одновременно обеспечивают передачу электроэнергии от мощных электростанций.
Питающие сети предназначены для передачи электроэнергии от подстанций системообразующей сети и частично от шин электростанций к центрам питания распределительных сетей – районными подстанциями. Питающие сети обычно замкнуты.
Распределительная сеть предназначена для передачи электроэнергии на большие расстояния от шин низшего напряжения районных подстанций к промышленным, городским, сельским потребителям. Такие распределительные сети обычно разомкнутые или работают в разомкнутом режиме.
Таблица 1 – данные
| P1
= 70 кВт
|
X1
= -15
|
Y1
= 25
|
| P2
= 35 кВт
|
X2
= -45
|
Y2
= -55
|
| P3
= 60 кВт
|
X3
= 35
|
Y3
= -20
|
| P4
= 45 кВт
|
X4
= 55
|
Y4
= 15
|
| P5
= 25 кВт
|
X5
= 75
|
Y5
= 20
|
| 
|
Tmax
= 3500 ч
|
К1
Р1
= 4
|
При проектировании районной электрической сети предполагается, что установленная мощность системы достаточна для покрытия потребностей активной мощности районов то есть баланс активной мощности в системе обеспечения. Выводимая в сеть активная мощность генераторов определяется по формуле:
где:
Рni
– наибольшая активная мощность i-го пункта потребления электроэнергии, находится по формуле:
тогда:
Баланс реактивной мощности или необходимость в дополнительных источниках устанавливается при учебном проектировании приближённого до выборов схемы районам сети по результатам технико-экономического расчёта на основе приближённой оценки возможных составляющих баланса реактивной мощности.
Баланс реактивной мощности определяем по формуле:
Для расчёта реактивной мощности необходимо найти полную мощности, которую выражаем из формулы:
из формулы (4) находим полную мощность для каждого потребителя:
Все расчёты проведены согласно требованиям ЕСКД.
Зная полную и активную мощность, выражаем реактивную мощность:
из формулы (5) находим реактивную мощность для каждого потребителя:
Все расчёты проведены согласно требованиям ЕСКД
Суммарная реактивная мощность находим по формуле:
в формулу (3) подставляем значения и определяем баланс реактивной мощности:
При составлении приближённого баланса реактивной мощности до выбора типа и мощности трансформаторов понижающих подстанций проектируемой сети, суммарные потери реактивной мощности в трансформаторе можно определить по выражению:
или
Мощность компенсирующих устройств необходимых к установке в сети для обеспечения баланса реактивной мощности определяем по формуле:
где:
М=1
тогда:
проверка:
из формулы (10) следует, что:
При проектировании заданную нагрузку пункта потребителей электроэнергии допускается считать распределение поровну между секциями шин 6 – 10 кВ в понижающей подстанции питающей данную нагрузку, тогда необходимую мощность компенсирующего устройства следует также распределять поровну между секциями шин 6 – 10 кВ.
Если условие выполняется, то устанавливают батарею конденсаторов, а если не выполняется, то устанавливают синхронные компенсаторы.
из формулы (11) следует:
В данной системе электроснабжения устанавливаем синхронные компенсаторы.
На основании потребления мощности компенсирующих устройств в каждом пункте сети производится выбор числа и мощности комплексных конденсаторных установок или синхронных компенсаторов.
В результате выбора мощности типа и места синхронных компенсаторов определяется расчётная нагрузка по формуле:
из формулы (13) определяем полную мощность для каждого потребителя:
Все расчёты проведены согласно выбору мощности.
Конфигурация районной сети представляет собой определённую схему соединения линий сети зависящую от взаимного расположения источников и потребления мощности, а также от соотношения нагрузок, пунктов потребления. При выборе конфигурации сети можно считать, что заданное расположение пунктов потребления мощности в плане района соответствует условным центрам электрических нагрузок.
Определение центра электрических нагрузок определяется по формулам:
из формулы (14; 15) определяем центр электрических нагрузок:
Расчёт полной мощности в процентном эквиваленте:
Все расчёты полной мощности сведены в таблицу 2.
Таблица 2 – полная мощность
| №
|
S
|
S1(50%)
|
S2(30%)
|
S3(20%)
|
S1,2
|
| 1
|
79,499
|
39,75
|
23,85
|
15,9
|
63,599
|
| 2
|
35,035
|
17,518
|
10,511
|
7,007
|
28,028
|
| 3
|
40,272
|
20,136
|
12,082
|
8,054
|
32,218
|
| 4
|
68,057
|
34,028
|
20,417
|
13,611
|
54,446
|
| 5
|
35,035
|
17,518
|
10,511
|
7,007
|
28,028
|
| Итого
|
257,899
|
128,95
|
77,37
|
51,58
|
206,319
|
3. Выбор схем электрической сети
Выбираем вариантный метод, состоящий в том, что для заданного расположения потребителей и источников питания, намечается несколько возможных вариантов.
Из них выбираются наиболее экономические путём сопоставления технико-экономических показателей.
Находим протяжённость воздушной линии от источника питания до потребителей по формуле:
из формулы (21) находим длину для каждого потребителя:
Все расчёты проведены согласно формуле (21) по нахождению длины.
Данные расчёты по удалённости от источника питания сводим в таблицу (3).
Таблица 3 – расчёт удалённости от источника питания
| №
|
ИП
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
| ИП
|
17,336
|
45,755
|
60,104
|
39,718
|
59,013
|
| 1
|
17,336
|
35,355
|
45
|
57,009
|
76,322
|
| 2
|
45,755
|
35,355
|
61,033
|
80,623
|
96,047
|
| 3
|
60,104
|
45
|
61,033
|
96,566
|
117,047
|
| 4
|
39,718
|
57,009
|
80,623
|
96,566
|
20,616
|
| 5
|
59,013
|
76,322
|
96,047
|
117,047
|
20,616
|
Рисунки разомкнутых и замкнутых электрических линий электропередач от источника питания до потребителей сведены в приложение (1).
Разомкнутый расчёт линий электропередач от источника питания до потребителей с учётом двух линейной трассы.
Расчёт длины трассы проводится с учётом рисунков в приложении (1).
Проведём расчёт для каждого рисунка разомкнутой сети:
Данный расчёт разомкнутой сети сводим в таблицу (4). Проведём расчёты для замкнутой сети по рисункам из приложения (1), учитывая, что воздушная линия проложена как в одном исполнении, так и двойном:
Данный расчёт замкнутой сети сводим в таблицу (4).
Таблица 4 – длина линий электропередач
| №
|
Длина линий в км.
|
| Разомкнутые
|
Замкнутые
|
| 1
|
474.38
|
509.81
|
| 2
|
612.56
|
615.23
|
| 3
|
549.08
|
499.73
|
| 4
|
583.58
|
501.99
|
4.1Проведём расчёт для разомкнутых электрических сетей
Из таблицы (4) определяем наименьшую длину и производим расчёт для данного варианта.
Таблица 5 – данные разомкнутой сети
| Наименование участка сети
|
Номинальное напряжение, кВ
|
Мощность, МВт
|
Расстояние, км
|
| А-1
|
110
|
75
|
17,336
|
| 1-2
|
110
|
35
|
35,355
|
| 1-3
|
110
|
40
|
45
|
| А-4
|
110
|
65
|
39,718
|
| 4-5
|
110
|
35
|
20,616
|
Рисуем схематическое распределение электроэнергии от источника питания до потребителей.
Рисунок 2 – Схематическое распределение электроэнергии.
Произведём расчёт мощности согласно рисунку (2) по формулам:
 ,
Все расчёты проведены согласно разомкнутой схеме электрических соединений.
Таблица 6 – Определение расчётных нагрузок
| Участок цепи
|
А-1
|
A-5
|
A-3
|
А-4
|
4-2
|
A-2
|
Итого
|
| Протяжённость ВЛ
|
27.84
|
82.42
|
44.15
|
52.66
|
70.71
|
67.40
|
345.18
|
| Протяжённость трассы
|
55.68
|
164.84
|
88.3
|
52.66
|
70.71
|
67.40
|
499.59
|
| Расчётная нагрузка МВА
|
P
|
70
|
25
|
60
|
45.55
|
34.45
|
34.45
|
| Q
|
20.98
|
6.91
|
14.79
|
2.83
|
2.66
|
1.96
|
| S
|
73.08
|
25.94
|
61.79
|
45.64
|
2.72
|
34.51
|
| Номинальное U
|
110
|
110
|
110
|
110
|
110
|
110
|
| Ступени
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Выбор конструктивного исполнения числа цепей и сечения ВЛ.
Определяем номинальный ток по формуле:
из формулы (22) определяем ток на каждом участке цепи (A):
Все расчёты проведены согласно требованиям ЕСКАД.
Произведём расчёт экономического сечения сталеалюминиевого провода по формуле:
Произведём расчёт экономического сечения провода на каждом участке по формуле (23),  :
Сведения об исходных данных и результата выбора сечёния проводов по условиям экономической плотности, допустимому нагреву и короны, записываем в таблицу (7).
Таблица 7 – выбор сечения провода
| Участок сети
|
Un
кВ
|
Fэ расч.
|
Fэк
|
Iд
|
In
|
In
авар.
|
Fкрон
|
Fвыбран
|
| А-1
|
35
|
549
|
550
|
998
|
603
|
1206
|
50
|
550
|
| A-1-4
|
35
|
886
|
1000
|
1220
|
975
|
1950
|
50
|
1000
|
| А-2
|
35
|
262
|
300
|
690
|
289
|
578
|
50
|
300
|
| A-3
|
35
|
464
|
500
|
945
|
510
|
1020
|
50
|
500
|
| A-3-5
|
35
|
641
|
650
|
995
|
705
|
1410
|
50
|
650
|
Произведём расчёт падения напряжения на каждом участке по формуле
Все расчёты проведены согласно требованиям ЕСКАД и сведены в таблицу (8).
Таблица 8 – расчёт падения напряжения в кабельной линии
| Участок
|
Fэк
|
R0
|
X0
|
b0
|
L
|
ΔU
|
| А-1
|
400/22
|
0,075
|
0,17
|
0,00000296
|
17,336
|
2,732
|
| A-5
|
70/11
|
0,429
|
0,35
|
0,00000255
|
35,355
|
5,294
|
| A-3
|
95/16
|
0,306
|
0,3
|
0,00000261
|
45
|
5,767
|
| А-4
|
240/39
|
0,124
|
0,19
|
0,00000281
|
39,718
|
5,953
|
| 4-2
|
70/11
|
0,429
|
0,35
|
0,00000255
|
20,616
|
3,087
|
| A-2
|
Выбор трансформаторов.
Выбор числа и мощности цеховых ТП. Производится обоснование напряжения и способа канализации электроэнергии по территории предприятия при наличии сосредоточенной высоковольтной нагрузки на предприятии решается вопрос о сооружении распределительных подстанций (РП). Следует учесть, что при сравнительно небольших расстояниях (100-200м) от распредустройства ГПП до места сосредоточения высоковольтной нагрузки, сооружение РП нецелесообразно.
Для потребителей 1 и 2 категории по надёжности электроснабжения применяются двухтрансформаторные подстанции. Расчётная мощность определяется по условию допустимой перегрузки, в аварийном положении не более 40%:
 (25)
Выбор трансформатора определяется по коэффициенту загрузки
- в нормальном режиме:
 (26)
- в послеаварийном режиме:
 (27)
- если это условие выполняться не будет, то проверяется коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме при отключении потребителей 3 категории, которая составляет 20%:
 (28)
Тип трансформатора для каждого потребителя сведём в таблицу (9).
Таблица 9 – Выбор трансформаторов.
| Тип тр-ра.
|
Sn
МВА
|
Pхх
кВт
|
Pкз
кВт
|
Uкз
%
|
Iхх
%
|
Цена, тыс.
руб.
|
Цена тыс. руб.
|
| ТДЦ – 125/110
|
80
|
60,0
|
280
|
9,5
|
0,4
|
73,66
|
49109,1
|
| ТД – 32/110
|
3280
|
60,0
|
280
|
9,5
|
0,4
|
73,66
|
49109,1
|
| ТД – 32/110
|
3240
|
36,0
|
165
|
8,5
|
0,6
|
13,6
|
9067,1
|
| ТДЦ – 80/110
|
8080
|
60,0
|
280
|
9,5
|
0,4
|
73,66
|
49109,1
|
| ТД – 32/110
|
3280
|
60,0
|
280
|
9,5
|
0,4
|
73,66
|
49109,1
|
Выбор трансформаторов проведён согласно требованиям ЕСКД.
Согласно расчетам, проведённым по выбору более экономической протяжённости воздушных линий и по расположению потребителей от источника питания сведём рисунки схем в приложение (2), состоящей из двух схем: "Электрическая схема районной сети", "Схема замещения районной сети".
Из таблицы (4) определяем наименьшую длину и производим расчёт для данного варианта.
Таблица 10 – данные замкнутой сети
| Наименование участка сети
|
Номинальное напряжение, кВ
|
Мощность, МВт
|
Расстояние, км
|
| А-1
|
110
|
97,82
|
17,336
|
| 1-3
|
110
|
115
|
45
|
| 1-2
|
110
|
22,82
|
35,355
|
| А-2
|
110
|
12,18
|
45,755
|
| А-4
|
110
|
100
|
39,718
|
| 4-5
|
110
|
35
|
20,616
|
Рисуем схематическое распределение электроэнергии от источника питания до потребителей.
Рисунок 3 – Схематическое распределение электроэнергии.
Произведём расчёт мощности согласно рисунку (3) по формулам:
Все расчёты проведены согласно замкнутой схеме электрических соединений.
Таблица 11 – определение расчётных нагрузок
| Участок цепи
|
А-1
|
1-3
|
1-2
|
А-2
|
А-4
|
4-5
|
Итого
|
| Протяжённость ВЛ
|
17,336
|
45
|
35,355
|
45,755
|
39,718
|
20,616
|
203,78
|
| Протяжённость трассы
|
17,336
|
90
|
35,355
|
45,755
|
79,436
|
41,231
|
309,114
|
| Расчётная нагрузка МВА
|
P
|
97,82
|
115
|
22,82
|
12,18
|
100
|
35
|
382,82
|
| Q
|
23,892
|
31,039
|
2,474
|
4,049
|
21,743
|
1,575
|
79,825
|
| S
|
100,695
|
119,115
|
22,953
|
12,836
|
102,337
|
35,035
|
392,971
|
| Номинальное U
|
110
|
110
|
110
|
110
|
110
|
110
|
| Ступени
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
Выбор конструктивного исполнения числа цепей и сечения ВЛ. из формулы (22) определяем ток на каждом участке цепи для замкнутой схемы:
Все расчёты проведены согласно требованиям ЕСКАД.
Произведём расчёт экономического сечения сталеалюминиевого провода на каждом участке по формуле (23):
Сведения об исходных данных и результата выбора сечёния проводов по условиям экономической плотности, допустимому нагреву и короны, записываем в таблицу (12).
Таблица 12 – выбор сечения провода
| Участок сети
|
Un
кВ
|
Fэ расч.
|
Fэк
|
Iд
|
In
|
In
авар.
|
Fкрон
|
Fвыбран
|
| А-1
|
110
|
241
|
240/39
|
610
|
265
|
530
|
70
|
240
|
| 1-3
|
110
|
285
|
300/39
|
710
|
313
|
626
|
70
|
300
|
| 1-2
|
110
|
54,8
|
70/11
|
265
|
60,3
|
120,6
|
70
|
70
|
| А-2
|
110
|
30,7
|
70/11
|
265
|
33,7
|
67,4
|
70
|
70
|
| А-4
|
110
|
244
|
240/39
|
610
|
269
|
538
|
70
|
240
|
| 4-5
|
110
|
83,7
|
70/11
|
265
|
92,1
|
184,2
|
70
|
70
|
Произведём расчёт падения напряжения на каждом участке по формуле (24) для замкнутой сети, все расчёты сведём в таблицу (13).
Таблица 13 – расчёт падения напряжения в кабельной линии
| Участок
|
Fэк
|
R0
|
X0
|
Ip
|
L
|
ΔU
|
| А-1
|
240/39
|
0,124
|
0,19
|
265
|
17,336
|
2,56
|
| 1-3
|
300/39
|
0,098
|
0,18
|
313
|
45
|
6,615
|
| 1-2
|
70/11
|
0,429
|
0,35
|
60,3
|
35,355
|
2,319
|
| А-2
|
70/11
|
0,429
|
0,35
|
33,7
|
45,755
|
1,677
|
| А-4
|
240/39
|
0,124
|
0,19
|
269
|
39,718
|
5,953
|
| 4-5
|
70/11
|
0,429
|
0,35
|
92,1
|
20,616
|
3,087
|
Выбор трансформаторов.
Выбор трансформаторов для замкнутой сети производим аналогично выбору для разомкнутой сети и сводим в таблицу (14).
Таблица 14 – выбор трансформаторов
| Тип тр-ра.
|
Sn
МВА
|
Pхх
кВт
|
Pкз
кВт
|
Uкз
%
|
Iхх
%
|
U обмотки
|
Габариты
|
Цена тыс. руб.
|
| ВН
|
НН
|
a
|
b
|
h
|
| ТДЦ – 80/110
|
80
|
85
|
310
|
11
|
0,6
|
121
|
10,5
|
6,3
|
4,55
|
6,85
|
113,7
|
| ТДЦ – 125/110
|
125
|
120
|
400
|
10,5
|
0,55
|
121
|
10,5
|
7,5
|
4,7
|
7
|
140
|
| ТД – 25/110
|
25
|
65
|
200
|
11
|
0,6
|
121
|
10,5
|
5,8
|
4,2
|
5,8
|
90
|
| ТД – 10/110
|
11
|
60
|
150
|
11
|
0,6
|
121
|
10,5
|
5,5
|
4
|
5,5
|
80
|
| ТДЦ – 80/110
|
80
|
85
|
310
|
11
|
0,6
|
121
|
10,5
|
6,3
|
4,55
|
6,85
|
113,7
|
| ТД – 32/110
|
32
|
70
|
250
|
11
|
0,6
|
121
|
10,5
|
6
|
4,4
|
6
|
100
|
Выбор трансформаторов проведён согласно требованиям ЕСКД.
Согласно расчетам, проведённым по выбору более экономической протяжённости воздушных линий и по расположению потребителей от источника питания сведём рисунки схем в приложение (3), состоящей из двух схем: "Электрическая схема районной сети", "Схема замещения районной сети".
Выбор рациональной схемы электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентно-способных вариантов.
Приведённые затраты на сооружение разомкнутой электрической сети проведём по формуле:
где En
– нормативный коэффициент
En
= 0,12
K – суммарные капиталовложения на сооружение подстанции и опоры воздушных линий электропередач. Определяется по формуле:
где Кп
– суммарное капиталовложение на сооружение подстанции, находится по формуле:
Находим суммарную расчётную стоимость трансформаторов по формуле:
Находим стоимость трансформатора Кт1
по формуле, тг:
где 2 – количество трансформаторов.
Находим стоимость трансформаторов для каждого потребителя:
из формулы (32) находим суммарную стоимость трансформаторов, тг:
 .
Для u-110кB выбираем мости с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов с ремонтной перемычкой. Тип выключателя, тыс.руб.:
Находим суммарный укрупненный показатель стоимости открытого распределительного устройства по формуле:
Принимаем схему открытого распределительного устройства, мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов с ремонтной перемычкой.
из формулы (33) находим суммарную стоимость укрупнённого показателя открытого распределительного устройства, тг:
 ,
6 – количество ответвлений.
Определяем суммарный укрупнённый показатель стоимости закрытого распределительного устройства по формуле:
Находим стоимость ЗРУ по формуле, тг:
2 – две системы шин с обходной.
из формулы (34) находим суммарный укрупнённый показатель ЗРУ:
Находим суммарную часть затрат подстанции и общего количества выключателей по формуле:
Находим часть затрат подстанции, для первого потребителя по формуле, тг:
Находим суммарную стоимость главных выключателей по формуле:
Выбираем тип выключателя для данной схемы:
МКП – 110 – 1000/630 – 20
Находим стоимость одного выключателя по формуле:
из формулы (36) находим суммарную стоимость главных выключателей, тг:
из формулы (31) находим суммарные капиталовложения, тг:
Кп
– суммарное капиталовложение на сооружение линии, находится по формуле:
Для расчёта капиталовложений на сооружение линии выбираем железобетонные двухцепные опоры в соответствии с климатическим районом и сечения сталеалюминиевых проводов.
Произведём технико-экономический расчёт для каждого потребителя по формуле:
 (38)
где: С – стоимость сооружения железобетонной двухцепной опоры на один километр.
L – протяжённость трассы от источника питания до потребителя.
по формуле (38) произведём расчёт для каждого потребителя, тг:
 ,
из формулы (37) определяем суммарные капиталовложения на сооружение линии, тг:
по формуле (30) находим капиталовложения в электрической сети:
И – эксплуатационные расходы, находятся по формуле:
 (39)
РΣл
– суммарные нормативные отчисления от капиталовложений на воздушную линию, содержание отчисления на амортизацию и обслуживание сети;
РΣп
– суммарные нормативные отчисления от капиталовложений на подстанцию, содержание отчисления на амортизацию и обслуживание сети;
где: Зпот
– затраты на возмещение потерь электроэнергии. Находится по формуле:
где: З – стоимость потерянной электроэнергии за 1кВт/час,тг.
ΔW’ – переменные потери электроэнергии в активном сопротивлении проводов воздушной линии и обмоток силовых трансформаторов зависящих от нагрузки, вычисляется по формуле:
ΔPт
i
– переменные потери мощности в трансформаторах, находятся по формуле:
из формулы (42) находим переменные потери для каждого трансформатора, пользуясь данными из таблицы (6 и 9),Вт:
Находим суммарные переменные потери по формуле, Вт:
τ – годовое время потерь электроэнергии, находим по формуле:
ΔРл
j
– переменные потери мощности в проводах, находятся по формуле:
Находим переменные потери мощности в проводах, по формуле (44), Вт:
Находим суммарные переменные потери по формуле, Вт:
По формуле (41) находим переменные потери электроэнергии:
ΔW" – постоянные потери электроэнергии в сети (потери холостого хода трансформатора), не зависящие от нагрузки, находятся по формуле:
T – число часов присоединения трансформатора к сети,
ΔРхх
j
– постоянные потери мощности холостого хода, находятся по формуле, пользуясь данными из таблицы (9), кВт:
Постоянные потери электроэнергии находим по формуле (45), :
Находим затраты на возмещение потерь электроэнергии по формуле (40),  :
Находим эксплуатационные расходы по формуле (39), :
У – ущерб от недоотпуска электроэнергии, находится по формуле:
Wнд
– количество недоотпущеной электроэнергии в результате перерыва в электроснабжении потребителей, находится по формуле:
РАВ
– вероятность аварийного простоя элемента сети, находится по формуле:
РАВтр
– вероятность аварийного простоя трансформатора, находится по формуле:
из формулы (49) находим вероятность аварийного простоя трансформатора для каждого участка:
Находим суммарную вероятность аварийного простоя трансформаторов, по формуле:
РАВЛЭП
– вероятность аварийного простоя линий электропередач, находятся по формуле:
Находим вероятность аварийного простоя линии, по формуле (50):
Суммарная вероятность простоя линии электропередач, находим по формуле:
из формулы (48), находим вероятность аварийного простоя:
Р2
– наибольшая нагрузка потребителей второй категории, находится по формуле:
Р1
– Р5
– мощность из таблицы (1)
из формулы (47), находим количество недоотпущеной электроэнергии в результате перерыва в электроснабжении потребителей,
из формулы (46), находим ущерб от недоотпуска электроэнергии,
из формулы (29), найдём приведённые затраты на сооружение разомкнутой электрической сети, тг
5.2 Произведём расчёты для разомкнутой электрической сети
Выбор рациональной схемы электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентно-способных вариантов.
Все расчёты для замкнутой электрической сети производим аналогично разомкнутым сетям.
Находим стоимость трансформаторов для каждого потребителя, по формуле, :
 ,
 ,
Находим суммарную расчётную стоимость трансформаторов по формуле (32), :
Для U=35 кВт выбирам мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях в ОРУ.
С-35М-630 10БУ1, стоимость 180500руб.
Находим укрупненный показатель стоимости открытого распределительного устройства. Принимаем схему открытого распределительного устройства, мостик с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформаторов с ремонтной перемычкой.
из формулы (33) находим суммарную стоимость укрупнённого показателя открытого распределительного устройства,  :
6 – количество ответвлений.
Определяем укрупнённый показатель стоимости закрытого распределительного устройства по формуле, :
2 – две системы шин с обходной.
из формулы (34) находим суммарный укрупнённый показатель закрытого распределительного устройства, :
Находим часть затрат подстанции и общего количества выключателей, по формуле, :
из формулы (35) находим суммарную часть затрат подстанции, :
Находим стоимость главных выключателей.
Выбираем тип выключателя для данной схемы:
ВТМТ – 110Б – 25/1250 – УХЛ1
из формулы (36) находим суммарную стоимость главных выключателей:
из формулы (31) находим суммарные капиталовложения:
Для расчёта капиталовложений на сооружение линии выбираем железобетонные двухцепные и одноцепные опоры в соответствии с климатическим районом и сечения сталеалюминиевых проводов.
Произведём технико-экономический расчёт для каждого потребителя по формуле, :
из формулы (37) определяем суммарные капиталовложения на сооружение линии, :
 .
по формуле (30) находим капиталовложения в электрической сети,  :
РΣл
– суммарные нормативные отчисления от капиталовложений на воздушную линию, содержание отчисления на амортизацию и обслуживание сети,  ;
РΣп
– суммарные нормативные отчисления от капиталовложений на подстанцию, содержание отчисления на амортизацию и обслуживание сети;
З – стоимость потерянной электроэнергии за 1кВт/час.
из формулы (42) находим переменные потери для каждого трансформатора, пользуясь данными из таблицы (11 и 14),  :
Находим суммарные переменные потери по формуле:
τ – годовое время потерь электроэнергии, находим по формуле:
Находим переменные потери мощности в проводах, по формуле (44),  :
Находим суммарные переменные потери по формуле, :
по формуле (41) находим переменные потери электроэнергии, :
ΔРхх
j
– постоянные потери мощности холостого хода, находятся по формуле, пользуясь данными из таблицы (14),  :
Постоянные потери электроэнергии находим по формуле (45),  :
Находим затраты на возмещение потерь электроэнергии по формуле (40), :
Находим эксплуатационные расходы по формуле (39), :
из формулы (49) находим вероятность аварийного простоя трансформатора для каждого участка:
Находим суммарную вероятность аварийного простоя трансформаторов, по формуле:
Находим вероятность аварийного простоя линии, по формуле (50):
Суммарная вероятность простоя линии электропередач, находим по формуле:
из формулы (48), находим вероятность аварийного простоя:
Р2
– наибольшая нагрузка потребителей второй категории, находится по формуле:
Р1
– Р6
– мощность из таблицы (11)
из формулы (47), находим количество недоотпущеной электроэнергии в результате перерыва в электроснабжении потребителей,
из формулы (46), находим ущерб от недоотпуска электроэнергии,
из формулы (29), найдём приведённые затраты на сооружение замкнутой электрической сети,  :
В результате анализа представленных вариантов (разомкнутой и замкнутой сети), выбираем вариант, имеющий минимум приведённых затрат, то есть разомкнутую цепь.
Произведём расчёт себестоимости передачи по линиям, по формуле:
где: С – себестоимость сети, находим по формуле:
Произведём расчёты удельных капиталовложений на 1 кВт нагрузки линии, по формуле:
Определим удельные капиталовложения на 1 кВт нагрузки на 1 км. длины L линии, по формуле:
Произведём расчёты по формулам:
 (51)
 (52)
Произведём расчёт полного сопротивления для каждого потребителя по формуле (51), пользуясь данными из таблицы (8):
Произведём расчёт проводимости линии по формуле (52) на каждом участке, пользуясь данными из таблицы (8)
Произведём расчёт потерь для трансформаторов по формуле:
по формуле (53) произведём расчёт для каждого трансформатора, пользуясь данными из таблицы (9):
Произведём расчёт полного удельного сопротивления для трансформаторов по формуле:
по формуле (54) произведём расчёт полного удельного сопротивления трансформатора для каждого потребителя, пользуясь данными из таблицы (9):
Произведём расчёт проводимости по формуле:
по формуле (55) произведём расчёт проводимости для каждого участка, пользуясь данными из таблицы (9):
Заключение
В представленной курсовой работе мной были проведены следующие расчёты:
- расчёт выдаваемой активной мощности генераторов в сеть;
- расчёт баланса реактивной мощности;
- расчёт суммарных потерь реактивной мощности трансформаторов;
- определение центра электрических нагрузок;
- выбор схем электрической сети;
- расчёт расстояния от центра электрических нагрузок до приёмных пунктов;
- определение расчётных нагрузок;
- расчёт номинальных токов;
- расчёт сечения проводов;
- выбор сталеалюминевых проводов;
- выбор мощности трансформаторов;
- выбор электрической схемы районной сети;
- выбор схемы замещения районной сети;
- расчёт приведённых затрат по технико-экономическим сравнениям конкурентно-способных вариантов по замкнутым и разомкнутым электрическим сетям;
- проведение краткой характеристики и основные технико-экономические показатели электроэнергии.
Список используемой литературы
1. "Электрификация карьеров в задачах и примерах". Чулков Н.Н.
2. "Справочник по проектированию электроснабжения". Барыбина Ю.Г.
3. "Курсовое и дипломное проектирование". Фёдоров, Старков.
4. "Справочник по электроснабжению и оборудованию" II – том. А.А.Фёдорова.
5. "Электроснабжение промышленных предприятий и установок" Липкин. Б.Ю.
6. "Электрическая часть электростанций и подстанций" Неклепаев. Б.Н.
7. "Электрическая часть электростанций и подстанций". Крючков И.П., Неклепаев Б.Н., Кувшинский Н.Н.
8. "Справочник по электроснабжению промышленных предприятий" I– том. Фёдорова, Сербиновского.
9. "Справочник по электроснабжению промышленных предприятий" II–том Фёдорова, Сербиновского.
10. "Электричесие системы и сети" Идельчик В. И.
|