Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ

Министерство науки и высшего Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине Электроэнергетические системы и сети Тема: ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РАЙОНА Вариант 4

Выполнил студент гр. ЭС-14-1бз Ульянов Д.С. (Фамилия И.О.) 25 (номер зачетной книжки) _________________________________ (дата, подпись) Проверил Старший преподаватель (должность) Калинин И.С. (Фамилия И.О) _________________________________ (оценка) _________________________________ (дата, подпись преподавателя)

Пермь 2019 г.

АННОТАЦИЯ

Тема курсового проекта: «Проектирование электроэнергетической системы района». Объектом проектирования является электроэнергетическая система района представленной районной подстанцией (узел 1) и тремя развивающимися узлами нагрузки (узлы 2, 3 и 4).

Во введении формулируется цель и задачи проектирования, указывается объект проектирования.

Первый раздел посвящен расчёту баланса активной мощности и выбору генераторов ТЭЦ.

Во втором разделе проведено обоснование схемы и напряжения электрической сети.

В третьем разделе проводится составление баланса реактивной мощности, выбор и размещение компенсирующих устройств.

В четвёртом разделе проведён выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи.

В пятом разделе выбирается схема выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ.

В шестом разделе выбирается трансформаторы и схема подстанций в узлах нагрузки.

В седьмом разделе производится приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне ВН.

В восьмом разделе производится расчёт установившегося режима электрической сети. В девятом разделе рассчитывается регулирование напряжения в узлах нагрузки. В десятом разделе производится расчёт конструктивной части ВЛ. Заключение содержит основные выводы и результаты выполненной работы.

Содержание

Введение. 4

Исходные данные. 5

1. Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ.. 7

2. Обоснование схемы и напряжения электрической сети. 9

3. Баланс реактивной мощности, выбор мощности и размещение компенсирующих устройств. 12

4. Выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи. 14

5. Выбор схемы выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ.. 20

6. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне ВН.. 22

7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне ВН.. 24

8. Расчет установившегося режима электрической сети. 27

9. Регулирование напряжения. 31

10. Расчет конструктивной части ВЛ.. 33

Заключение. 39

Литература. 40

Введение

Цель данного курсового проекта - проектирование ЭЭС.

Данный курсовой проект решает следующие задачи:

1. Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ.

2. Обоснование схемы и напряжения электрической сети

3. Баланс реактивной мощности, выбор мощности и размещение компенсирующих устройств

4. Выбор и проверка сечений проводов линий электропередачи

5. Выбор схемы выдачи мощности и трансформаторов ТЭЦ

6. Выбор трансформаторов и схем подстанций в узлах нагрузки.

7. Приведение нагрузок узлов и мощности ТЭЦ к стороне высокого напряжения

8. Расчет установившегося режима электрической сети

9. Регулирование напряжения

10. Расчет конструктивной части высоковольтной линии электропередач

Поставленные задачи были выполнены, произведены все необходимые расчеты. По данным расчета было выбраны схемы, а также электрооборудование ЭЭС, которые удовлетворяют требованиям надежности потребителей каждого узла нагрузки и условию длительного режима работы.

Исходные данные

Проектируемая электроэнергетическая система представлена существующей районной подстанцией (узел 1) и тремя развивающимися узлами нагрузки (узлы 2, 3 и 4) с расчётными мощностями P2, P3 и Р4 . Из балансов активной и реактивной мощности электроэнергетической системы более высокого уровня известно, что в период максимальной нагрузки мощность, передаваемая через районную подстанцию к узлам нагрузки 2, 3 и 4, ограничена величиной P₁+jQ1. Система является дефицитной по активной мощности (P₁<P₂+P₃+P₄), поэтому в узле 2, где имеются мощные потребители тепловой энергии, планируется строительство ТЭЦ, от шин генераторного напряжения которой будет получать питание нагрузка узла 2, а избыточная мощность ТЭЦ через шины высшего напряжения может передаваться в систему.

Таблица 1.1 Климатические условия района проектирования

Вариант	0
Рисунок	а
Климатические условия района проектирования
Нормативное ветровое давление, Па (даН/м²)	500 (50)
Толщина стенки гололеда, мм	25
Температура низшая, ºС	-20
Температура высшая, ºС	40
Температура средняя, ºС	5
Сведения о мощности узлов
P₁, МВт	40
Q₁, Мвар	10
P₂, МВт	60
P₃, МВт	55
P₄, МВт	50

Таблица 2. Координаты местоположения узлов на схеме по оси абсцисс/ординат, см

Узел 1	1,0/2,1
Узел 2	1,0/0,9
Узел 3	0,3/0,5
Узел 4	1,8/1,5
Масштаб 1 см: … км	20

Рис. 1. Схемы расположения узлов источников питания и нагрузок

1. Во всех узлах нагрузки имеются электроприемники 1, 2 и 3-й категорий по надежности электроснабжения.

2. Номинальные напряжения на шинах районной подстанции (узел 1)

U1ном=110 и 220 кВ; уровень напряжения в период наибольшей нагрузки U1=1,05 U1ном.

3. Мощность собственных нужд ТЭЦ Pсн составляет 10% от мощности станции; коэффициент реактивной мощности нагрузки tgφсн=1,0.

4. Продолжительность использования наибольшей нагрузки в узлах 2, 3 и 4 Tmax=5500 ч.

5. Коэффициенты реактивной мощности нагрузок в узлах 2, 3 и 4 соответственно составляют tgφ2=0,7; tgφ3=0,8; tgφ4=0,9.

Составление баланса активной мощности и выбор генераторов ТЭЦ

Баланс активной мощности, составляемый в энергосистеме для режима максимальной нагрузки, представляет собой равенство генерируемой и потребляемой мощностей в электрической системе

где – коэффициент разновременности максимумов активной нагрузки;

– активные мощности нагрузок в узлах,

– суммарные потери мощности в линиях и трансформаторах;

– мощность собственных нужд ТЭЦ;

– мощность генераторов ТЭЦ;

– активная мощность, передаваемая через районную подстанцию.

Величина потерь ориентировочно составляет 5-10% от суммарной потребляемой активной мощности в системе.

Таблица 1.3 Выбранный тип генераторов

Тип генератора	Частота вращения, об/мин	, МВ·А	, МВт	, кВ	,
Т-20	3000	24	20	10,5	0,8
Т-63	3000	78,75	63	10,5	0,8
Т-63	3000	75,75	63	10,5	0,8