Некоммерческое акционерное общество

 

              АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

                       Кафедра электрических станций, сетей и систем

 

 

 

        РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЕЙ И СИСТЕМ

 

     Методические  указания и задание к  курсовой работе 

для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика.

 

 

 

 Алматы 2008г  

 

СОСТАВИТЕЛИ: В.Н.Сажин, Г.Х. Хожин. Расчет и проектирование электрических сетей и систем. Методические указания и задание к курсовой работе для студентов всех форм обучения специальности 050718 – Электроэнергетика. Алматы: АИЭС, 2008. - 28 с.

                               

         Методические указания содержат общие положения к выполнению работы, указания к  оформлению.  Рассматриваются вопросы выбора рациональной  конфигурации  электрической  сети,  выбора  сечений проводов,  трансформаторов   на   подстанциях.   Даны  указания   по расчету и анализу рабочих режимов выбранного варианта. Приведен пример  расчета   электрической  сети,  дано   задание   на   курсовую работу, а также необходимые справочные материалы.

                                             Введение

        Цель методических указаний – помочь студентам  в выполнении курсовой работы по дисциплине «Расчет и проектирование электрических сетей и систем». Выполнение курсовой работы способствует углублению и закреплению знаний, полученных студентами  по основной и смежным дисциплинам, развивает навыки самостоятельной работы.

        Основной целью является изложение в сжатой форме рекомендации по проектированию электрических сетей.

        В указаниях излагаются основные вопросы, которые затрагиваются при выполнении работы, а именно: выбор конфигурации электрической сети, выбор номинального напряжения, выбор сечений проводов и трансформаторов, расчет рабочих режимов электрической сети и регулировани напряжения.

        В работу включен пример расчета электрической сети, справочные материалы, необходимые для выбора основных элементов электрической сети. Кроме того, даны варианты заданий для выполнения курсового проекта.

 

         1 Исходные данные и содержание работы

       Основной задачей курсовой работы является разработка проекта электрической сети с номинальным напряжением 110-220 кВ, включающей 4 узла нагрузки, питающихся от подстанции энергосистемы, расположенной в пункте с координатами Х=0, Y=0.

         В задании, приведенном в приложении А, указываются следующие исходные данные:

        - характеристики нагрузок электрической сети: активная мощность, потребляемая в максимальном и минимальном режимах, коэффициенты мощности нагрузок, состав нагрузок по категориям требуемой надежности электроснабжения;

       -   координаты нагрузочных узлов в масштабе 1мм:1км.

       В работе рассматриваются следующие основные разделы:

       а) составление и выбор целесообразных вариантов схем электрической сети и выбор номинального напряжения;

       б ) предварительный расчет мощностей на участках сети;

       в) выбор типа и мощности трансформаторов и автотрансформаторов на подстанциях;

       г) выбор сечений проводов ВЛ;

       д) расчет основных режимов работы электрической сети и определение их параметров.

 

        2 Требования к оформлению работы

       Курсовая работа должна содержать расчеты, обоснования принимаемых решений, а также необходимые материалы: схемы, таблицы, графики и т.п.

       Объем пояснительной записки должен составлять примерно 30-35 листов машинописного  текста.

В начале каждой главы необходимо сформулировать задачу, указать исходные данные для расчетов, описать последовательность и методику решения, основные используемые формулы. Далее приводятся числовые результаты расчетов, их анализ и краткие выводы по данной главе.

        Приводимые в пояснительной записке расчеты должны иметь расчетные формулы (со ссылкой на литературу), численные значения входящих в них величин, окончательный результат (без промежуточных вычислений) с обязательным указанием размерности. Если в данном расчете есть много аналогичных расчетов, то можно выполнить расчет только для одного случая, а результаты подобных расчетов объединить в наглядную таблицу.

 

        3 Определение расчетных нагрузок для требуемых режимов работы

         В задании на курсовую работу приводятся значения максимальной активной мощности, величина коэффициента мощности нагрузок и отно­шение Рmin\ Pmax. Нормативный коэффициент мощности на шинах высокого напря­жения подстанций принимается равным сон = 0.93, что соответствует tgφн=0.4.                        

       Исходя из этого, необходимо предусмотреть на всех подстанциях установку компенсирующих устройств, мощность которых определяет­ся по формуле

        

                                  Qнуi=Pmax (tgφitgφн)                                                 (3.1) 

         где Рmax- мощность нагрузки в максимальном режиме;

         tgφi- коэффициент мощности, соответствующий заданному cosφ нагрузок.

       Реактивная мощность, потребляемая с шин низкого напряжения, равна

            

                                         Qpi=Qi-Qну .                                                                                            (3.2)  

        Найденные расчетные мощности используются при проведении приближенных электрических расчетов сетей сравниваемых вариантов и уточненного расчета экономически целесообразного варианта. 

4 Выбор целесообразной конфигурации и номинального напряжения сети    

         При проектировании электрической сети источники питания можно различным образом соединять линиями с потребителями, а последние между собой. При этом схемы электрической сети должны с возможно меньшими затратами обеспечить необходимое качество электроэнергии у потребителей, требуемую надежность электроснабжения, приемлемые технико-экономические показатели.

         В проектной практике для получения рациональной и оптимальной конфигурации сети обычно используется вариантный метод, состоящий в том, что для заданного расположения потребителей и источников питания намечается несколько возможных вариантов сети. Из них лучший определяется путем непосредственного сопоставления технико-экономических показателей. Однако, намечаемые варианты не должны быть случайными, так как их сопоставление позволит выбрать лучший из числа построенных вариантов, но не из реально возможных. Поэтому каждый вариант необходимо намечать на основании общих инженерных соображений, например, разомкнутая сеть, кольцевая, резервированная и т.п. Таким образом, творческий элемент в проектировании электрической сети на данном этапе состоит в исключении чрезмерно большого числа вариантов за счет отказа от бессмысленных и нереальных.

       Конфигурация намечаемой электрической сети определяется в значительной степени условиями надежности электроснабжения. В соответствии с ПУЭ (1) нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от  двух независимых источников питания и при их электроснабжении допускается перерыв только на время автоматического включения резервного питания. Для такого потребителя необходимо, в большинстве случаев, предусматривать питание по двум отдельным линиям, т.к. двухцепная ВЛ при повреждении опор из-за ветра, гололеда и т.п.- необеспечивает необходимой степени надежности. Для потребителей II категории допускается питание по двухцепной линии. Для электроприемников III категории достаточно предусмотреть питание по одной линии электропередачи. В связи с необходимостью учета фактора надежности электрические сети могут быть резервированными, содержащими двухцепные ВЛ и кольцевые схемы. Также могут быть и не резервированные, т.е. сети, выполненные без резервных линий.

          Для заданного расположения потребителей и источника питания следует наметить минимум два варианта конфигурации сети. Намеченные варианты конфигурации сети в масштабе вычерчиваются на листе миллиметровой бумаги с указанием номеров узлов и категорий нагрузок, длины линий.

        Пример:

        Известно следующее месторасположение потребителей и источника питания А (рисунок 1),  Во всех узлах имеются потребители I категории.


      

                                              Рисунок 1

                  Возможные варианты схем электрической сети.


                                        Рисунок  2


        

                                          Рисунок  3

 

 Предварительно составим таблицу.

 

     Т а б л и ц а 1

              № Варианта

      Суммарные длины ВЛ, км

                          1

                          2

                         294

                         309

         Исходя из суммарной длины линии электропередачи целесообразно выбрать вариант 1 (рисунок 2).

        Для выбранного варианта сети намечаются возможные величины номинальных напряжений. При этом, следует иметь ввиду, что не обязательно вся сеть рассматриваемого района должна выполняться линиями одного номинального напряжения. Экономическая область применения линий каждой ступени напряжения определяется на основе имеющегося опыта проектирования и эксплуатации электрических сетей. Для ориентировочного выбора номинального напряжения линий сети можно пользоваться данными, приведенными в таблице 2. Данные таблицы относятся к одноцепным линиям. С их помощью устанавливаются границы экономически целесообразного применения того или иного напряжения, оцениваемые по длине линии и передаваемой по ней  мощности.

    

  Т а б л и ц а 2

Номинальное напряжение, кВ

      Передаваемая мощность

           на одну цепь, МВт

     Длина линии, км

                 110

                 220

          20 – 70

          70 – 150

          100 – 30

          150 – 100

          5 Выбор типа мощности трансформаторов и   автотрансформаторов на подстанциях

         Выбор числа трансформаторов (автотрансформаторов) зависит от требования надежности электроснабжения питающихся подстанций потребителей и является технико-экономической задачей. В проекте выбор числа и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях рассматривается с общих позиций и режимы их работы детально не прорабатываются.

        Количество трансформаторов (автотрансформаторов), устанавливаемых на подстанциях всех категорий, принимается, как правило, не более двух.

        На подстанциях с высшим напряжением 220 кВ и выше для связи электрических сетей и их элементов с различным номинальным напряжением, как правило, устанавливаются автотрансформаторы, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с трансформаторами (меньший вес, стоимость и потери при той же мощности).

       При установке двух трансформаторов (автотрансформаторов) и отсутствии резервирования по сетям среднего и низшего напряжений мощность каждого из них выбирается с учетом нагрузки трансформатора не более 70% суммарной максимальной нагрузки подстанций в номинальном режиме, и из условия покрытия нагрузки потребителей при выходе из работы одного трансформатора с учетом допустимой перегрузки до 40 %. Согласно ПУЭ /I/ трансформаторы в аварийных режимах допускают перегрузку до 140% на время максимума нагрузки не более 6 часов в течение 5 суток. Таким образом, желаемая мощность трансформатора выбирается по выражению

                                        

                                              Sт  =                                                       (5.1) 

       При выборе автотрансформаторов следует считаться с тем, что мощность обмотки низшего напряжения определяется типовой мощностью трансформатора

                                                                     

                                              SтSном

 

        где a - коэффициент выгодности автотрансформатора. 

       После определения мощности трансформатора выбирается стандартный трансформатор большей номинальной мощности и проверяется его коэффициент загрузки

                                       

                           

       где n – число трансформаторов.

       Трансформаторы и автотрансформаторы принимаются со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (РПН).

           6  Выбор сечений проводов 

        Критерием выбора сечения проводов является минимум приведенных затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения проводов производится не сопоставительным технико-экономическим расчетом, а по нормируемым обобщенным показателям.

       В настоящее время в качестве такого показателя при проектировании воздушных линий 35-750 кВ используются экономические токовые интервалы каждой марки провода для ВЛ разных напряжений, определенных с учетом унификации конструкций ВЛ.

      Сечения проводов выбираются по таблице в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки (без учета роста нагрузок), района по гололеду, материала и ценности опор.

        Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой нагрузке по нагреву

                                     

                                                     IрIдоп                                                        (6.1)                  

          где I- расчетный ток;

         I- допустимый длительный ток.

         В таблице 3 приведены допустимые длительные токи для сталеалюминиевых проводов вне помещений.

      Т а б л и ц а 3

Номинальное сечение, мм

Длительный допустимый ток, А

Номинальное сечение, мм

Длительный допустимый ток, А

       70/11

       95/16

      120/19

      120/27

      150/19

      150/24

      150/34

      185/24

      185/29

      185/43

         265

         330

         390

         375

         450

         450

         450

         520

         510

         515

       240/32

       240/39

       240/56

       300/39

       300/48

       300/66

       330/27

       400/22

       400/51

       400/64

          605

          610

          610

          710

          690

          680

          730

          830

          825

          860

        Проверке по условиям коронирования подлежат воздушные линии 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, так как экономические интервалы токов подсчитаны для сечений, равных или больших минимально допустимых по условию короны.

       Проверка по допустимым потерям и отклонениям напряжения ВЛ 35 кВ и выше не подлежат, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения провода таких линий, по сравнению с применением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправдывается.

        7 Составление схем первичных соединений подстанций

         В курсовой работе для районной электрической сети схемы подстанций выбираются упрощенно. Составленная ранее конфигурация сети с указа­нием номинальных напряжений отдельных ее линий позволяет устанавли­вать типы отдельных трансформаторных подстанций, их схему соедине­ния и на этой основе разработать полную схему электрических соединений проектируемой сети.

       При выполнении курсового проекта условно принимается, что проектируемая сеть присоединяется к распределительному устройству 110 -220 кВ источника питания, где имеются две системы сборных шин и об­ходная система с шиносоединительным и обходным выключателем.

        По способу присоединения подстанции подразделяются на:

        а) тупиковые, включаемые в конце радиальной линии;

        б) проходные (транзитные), включаемые в рассечку проходящей ли­нии;

        в) ответвительные, присоединенные к одной или двум проходящим линиям.

        При выборе схемы подстанции необходимо учитывать число присоединений "n" линий и трансформаторов, требование надежности и про­стоту эксплуатации.

       Тупиковые одно-двухтрансформаторные подстанции (рисунок 4) выполняются с выключателями со стороны высшего напряже­ния. Перемычки со стороны шины двухтрансформаторной подстанции могут быть выполнены автоматически на отделителях с приводом двухстороннего действия или неавтоматическими, выполненными из двух разъединителей.

       Для проходных подстанций напряжением 110 кВ (рисунок 5) при числе присоединений до 6 применяется схема - одна секционированная выключателем и обходная система шин с выключателями в цепях трансфор­маторов с совмещенным секционным и обходным выключателем.

        Проходные подстанции напряжением 220 кВ (рисунок 6) выполняются по схеме - одна секционированная выключателем и обходная система шин с выключателями в цепях трансформаторов, с совмещенным секционным и обходным выключателем.

        При числе присоединений 7 и более применяют схему - две рабочие и одна обходная системы шин  (рисунок 7). Для транзитных подстанций, входящих в замкнутую (кольцевую) сеть, применяются мостиковые схемы (рисунок 8).

        На основании вышеизложенного необходимо составить схемы элек­трических соединений двух выбранных вариантов для проведения тех­нико-экономических расчетов. Разработанные схемы должны быть пред­ставлены в пояснительной записке.

                              Схема тупиковой подстанции

                                                         

  

                                           Рисунок 4

                           Схема проходной подстанции 110 кВ

 

                       

  

                                             Рисунок 5

  

                   Схема  проходной подстанции 220 кВ при n= 6

 

 

                  

                  

 

                                    Рисунок 6

 

  

                    Схема подстанции 110-220 кВ при n ›7

 

 

        

 

 

                                        Рисунок 7

  

                                          Схема мостика

      

                                                       

 

                                            Рисунок 8        

 

         8 Уточненный расчет установившихся режимов работы сети

          При выполнении курсовой работы необходимо оценивать условия, в которых будут работать потребители и оборудование сети. Такие оценки дают возможность предусмотреть меры обеспечения предполагаемого режима сети для ее оборудования. Определение пара­метров режима составляет задачу расчета режима электрической сети.

          Для проведения уточненного расчета составляется полная схема за­мещения электрической сети, которая получается в результате объединения схем замещения отдельных элементов сети в соответствии с последовательностью соединения этих элементов в рассматриваемой сети. Эту схему сети называют расчетной.

          В расчетную схему электрической сети входят линии электропере­дачи с П - образными схемами замещения, в параллельных ветвях которых учитывается только емкостная проводимость. Трансформаторы и авто­трансформаторы замещаются Г-образными схемами и трехлучевыми,  причём их проводимости учитываются в виде дополнительной нагрузки – ΔPхх+jΔQхх.

          В работе необходимо произвести электрический расчет для нор­мального (максимальный и минимальный) и одного наиболее тяжелого послеаварийного режима.

          Для расчета сети необходимо использовать мощности нагрузок, определённые в разделе 3, а напряжение на шинах источника питания для режима максимальных нагрузок принять равным 1,05 номинального напряжения сети.

           Расчет режимов проектируемой сети осуществляется с помощью программы RASTR.

          Комплекс программ RASTR предназначен для расчета и анализа уста­новившихся режимов электрических систем на ПЭВМ IBМ PC и совмес­тимых с нею. RASTR позволяет производить расчет, эквивалентирование и утяжеление режима, обеспечивает возможности экранного ввода и кор­рекции исходных данных, быстрого отключения узлов и ветвей схемы, имеет возможности районирования сети,  так же предусмотрено графическое представление схемы или отдельных ее фрагментов вместе с практи­чески любыми расчетными и исходными параметрами.

         9  Пример расчета электрической сети

         Задание. Произвести приближенный электрический расчет сети с Uн=110 кВ изображенной на рисунке  9:

        1. Найти распределения мощности по участкам.

        2. Выбрать сечения проводов.

        3. Выбрать тип и мощность трансформатора.


                                               Рисунок 9

        Для расчета сети принимаем условие равенства сечений проводов на всех участках сети. Разрезаем сеть в точке “А” и представляем как линию с двусторонним питанием.

 

 

                                         Рисунок 10

 

     Определяем нагрузки в узлах 3 и 1.

 Ś΄3= Ś3+ Ś4= 23 + j15 + 20 + j12 = 43 + j27 МВА

Ś΄1= Ś1+ Ś2= 18 + j14 + 20 + j15 = 38 + j29 МВА

      Определяем мощность на участке А-3.

 

                         SА-3=

               == 45 + j30 МВА

      Мощности на остальных участках.

 Ś3-1= ŚА-3- Ś΄3= (45 + j30) – (43 + j27) = 2 + j3 МВА

ŚА'-1= Ś΄1 – Ś3-1 = (38 + j29) – (2 + j3) = 36 + j26 МВА

      Результаты расчетов наносим на схему рисунка.

 

                                         Рисунок 11

         Выбираем сечение провода.

        Определяем токи на участках сети.

  

                            ,

 

                             ,

 

                              ,

 

                              ,

 

                    .

 

 По таблице выбираем сечение проводов.

 Участок  1-2  АС70/11  Iдоп= 265 А

 Участок  3-4  АС70/11  Iдоп= 265 А

 Участок  А-3  АС240/39  Iдоп= 610 А

 Участок  3-1  АС70/11  Iдоп= 265 А

 Участок  А΄-1  АС185/29  Iдоп= 510 А

         Расчетные данные проводов приводим в таблице 4.

 Т а б л и ц а 4                                                                                            

Учас-ток

Марка провода

Длина, км

r, Ом/км

х, Ом/км

в·10, См/км

R+jХ , Ом

Iдоп, А

1-2

3-4

А-3

3-1

А΄-1

АС70/11

АС70/11

АС240/39

АС70/11

АС185/29

    30

    25

    30

    45

    40

  0,42

  0,42

  0,12

  0,42

  0,16

  0,444

  0,444

  0,405

  0,444

  0,413

    2,55

    2,55

    2,75

    2,55

    2,81

12+j13,3

10,5+j11,1

3,6+j12,5

18,9+j19,9

6,4+j16,5

  265

  265

  610

  265

  510

 Выбираем типы и мощности трансформаторов на подстанциях.

Подстанция 1.

      Мощность потребляемая с шин подстанций

Ś1= 18 + j14 =22,8 МВА.

Определяем мощность трансформаторов

S= = 16,2 МВА.

По таблице Б.1 выбираем 2 трансформатора типа ТДН-16000/110 и проверяем по коэффициенту загрузки

 

                           Кз=  = 22,8/2*16 = 0,71.

        Паспортные данные трансформатора:

Sн = 16000кВА, Uк%= 10,5%, DРк= 85 кВт,  DPхх=19 кВт, Iхх%= 0,7%,   Rт= 4,38 Ом, Xт= 86,7 Ом,  DQхх= 112.

      Аналогично выбираем трансформаторы на остальных подстанциях, и результаты сводим в таблицу 5.

 Т а б л и ц а 5

№ п

Sнагр

Тип трансформатора

Uк%

к, кВт

DPхх кВт

DQхх квар

Rт Ом

Xт Ом

Кз

1

22,8

2*ТДН-16000/110

10,5

85

19

112

4,38

86,7

0,71

2

25

2*ТДН-16000/110

10,5

85

19

112

4,38

86,7

0,71

3

27,4

2*ТДН-16000/110

10,5

85

19

112

4,38

86,7

0,71

4

23,3

2*ТДН-16000/110

10,5

85

19

112

4,38

86,7

0,71

       10  Задание к курсовой работе

       Исходные данные для выполнения курсовой работы строго индивидуализированы и представлены в приложении А. Каждый студент определяет свой вариант задания в зависимости от учебного года изучения данной дисциплины по трем признакам – последней и предпоследней цифрам шифра и первой букве своей фамилии.

      Задание на курсовую работу состоит из трех групп данных:

      I группа – значения максимальных нагрузок, отношение максимальных нагрузок к минимальным;                  

     II группа – координаты 1,2 нагрузочных узлов;

     III группа данных – координаты 3, 4 нагрузочных узлов и климатический район по гололеду.

     Общими данными для всех студентов являются:

а) коэффициент мощности нагрузок cosφ = 0,85;

б) нормативные коэффициенты мощности нагрузок и центра питания cosφ= 0,93;

 в) во всех нагрузочных узлах принимается следующий процентный состав (от максимальной мощности потребителей) по категориям:

       I категория – 20 %,

       II категория – 60 %,

      III категория – 20 %.

     Согласно таблице А.1 по последней цифре шифра (номера зачетной книжки) с учетом года изучения дисциплины устанавливается номер варианта исходных данных первой группы.

      Аналогично, согласно таблице А.2, устанавливаются по последней цифре шифра номер варианта исходных данных второй группы и согласно первой букве фамилии, по таблице А.3 – номер варианта исходных данных третьей группы.

 

                                          Приложение А

 Т а б л и ц а А. 1

Учебный

      год

                       Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2007/2008

2008/2009

2009/2010

2010/2011

2011/2012

2012/2013

X

VIII

III

X

VIII

III

 

I

VII

VI

I

VII

VI

II

VI

V

II

VI

V

III

V

VII

III

V

VII

IV

IV

IV

IV

IV

IV

V

III

II

IV

IV

IV

VI

II

X

VI

II

X

VII

I

IX

VI

II

X

VIII

X

I

VI

II

X

IX

IV

VII

IX

IV

VII

 

Т а б л и ц а А.2

Учебный

     год

                    Предпоследняя цифра шифра

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2007/2008

2008/2009

2009/2010

2010/2011

2011/2012

2012/2013

X

IX

V

X

IX

V

I

VIII

IV

X

IX

V

 

II

VI

VII

II

VI

VII

 

III

VI

VIII

III

VI

VIII

 

IV

V

IX

IV

V

IX

V

IV

X

V

IV

X

 

VI

III

I

VI

III

I

 

VII

II

II

VII

II

II

VIII

I

III

VIII

I

III

 

IX

X

IV

IX

X

IV

 

Т а б л и ц а А.3

Учебный

    год

                       Первая буква фамилии

 

А,Д

В,Г,

Я

Б,Е

Ж,З,

И,Л

К,Ы

М,О

П,Н

Р,Т,

У,Ф

С,Ч

Х,Ц

Ш,Щ,

Э,Ю

2007/2008

2008/2009

2009/2010

2010/2011

2011/2012

2012/2013

 

X

II

V

X

II

V

 

I

III

IV

X

II

V

 

II

IV

VII

II

IV

VII

III

V

VIII

III

V

VIII

 

IV

VI

IX

IV

VI

IX

 

V

VII

X

V

VII

X

 

VI

XIII

I

VI

XIII

I

 

VII

IX

II

VII

IX

II

 

VIII

X

III

VIII

X

III

IX

I

IV

VIII

X

III

 

     Таблица А.4 - Варианты заданий на курсовое проектирование

 

№ Вар.

I группа данных (выбирается по последней цифре шифра)

II группа данных (выбирается по предпоследней цифре)

III группа данных (выбирается по

 первой букве фамилии студента)

 

Р1

Мвт

Р2

Мвт

Р3

Мвт

Р4

Мвт

Отн.

 Рmin/Pmax

       1

     2

Tmax

       3

       4

Климатич.

район

X

 Υ

X

Υ

 

X

Υ

X

Υ

  0

  1

  2

  3

  4

  5

  6

  7

  8

  9

 35

 40

 35

 40

 50

 60

 75

 65

 70

 75

 60

 50

 45

 35

 25

 40

 35

 40

 35

 30

 80

 75

 60

 70

 70

 45

 40

 40

 60

 35

 25

 40

 65

 40

 35

 50

 65

 35

 45

 50

   0,7

   0,85

   0,7

   0,65

   0,8

   0,85

   0,6

   0,75

   0,8

   0,75

 45

-45

-45

 45

 15

-15

-15

 15

 10

-45

 15

 15

-15

-15

 45

 45

-45

-45

 45

 10

 25

-25

-25

 25

 55

-55

-55

 55

 50

-30

 55

 55

-55

-55

 25

 25

-25

-25

 30

 50

 5100

 5600

 6000

 6500

 4000

 4500

 5500

 3500

 4800

 6200

 20

-20

 20

-20

-35

 35

-35

 35

 40

 30

-35

-35

 35

 35

 20

 20

-20

-20

  0

 30

-15

 15

-15

 15

-55

 55

-55

 55

 40

  0

-55

-55

 55

 55

-15

-15

 15

 15

 40

  0

     1

     2

     3

     4

     4

     3

     2

     1

     1

     3

 

                                                                                     Приложение Б

 Т а б л и ц а Б.1 -  Трехфазные двухобмоточные трансформаторы  110 кВ

Тип трансформатора

S, МВА

Пределы регулиро-вания, %

Каталожные данные

Расчетные данные

U,обмоток, кВ

U,%

ΔРк,

кВт

ΔРх

кВт

I,%

R, Ом

Х, Ом

ΔQкВар

В,%

Н

ТДН-10000/110

ТДН-16000/110

ТРДН-25000/110

 

ТРДН-40000/110

ТРДНС-40000/110

ТД-40000/110

ТРДЦН-63000/110

ТРДЦН-80000/110

ТДЦ-80000/110

ТДЦ-125000/110

ТДЦ-200000/110

ТРДЦН-125000

ТДЦ-250000

ТДЦ-400000

10

16

25

 

40

40

40

63

80

80

125

200

125

250

400

±9х1,78

±9х1,78

-

 

-

-

±2х2,50

±9х1,78

-

±2х2,50

-

-

±9х1,78

±2х2,50

-

115

115

-

 

-

-

121

115

121

121

-

-

115

121

121

6,6:11

-

6,3\6,3:6,3\10,5: 10,5\10,5

-

-

3,15:6,3:10,5

6,3\6,3:6,3\10,5

10,5\10,5:6,3:6,3

6,3:10,5:13,8:3,15

10,5:13,8

13,8:15,75:18

10,5\10,5

15,75

20

10,5

-

-

 

10,5

16,0

10,5

-

-

-

-

-

-

-

-

60

85

120

 

172

175

160

260

310

310

400

550

400

640

900

14

19

27

 

36

42

50

59

70

70

120

170

100

200

320

0,7

0,7

0,7

 

0,65

0,70

0,65

0,60

0,60

0,60

0.55

0,50

0,55

0,5

0,45

7,95

4,38

2,54

 

1,40

1,44

1,46

0,87

0,60

0,77

0,37

0,20

0,4

0,15

0,08

139

86,7

55,9

 

34,7

52,8

38.4

22,0

17,4

19,2

12,3

7,7

11,1

6,1

3,8

70

112

175

 

260

280

260

410

480

480

687,5

1000

687,5

1250

1800

 

  Т а б л и ц а Б.2 -  Трехфазные трехобмоточные трансформаторы  110 кВ

Тип трансформатора

Sном

МВА

                   Каталожные данные

ΔРх

кВт

Iхх

%

         Расчетные данные

ΔQх

кВар

U,обмоток, кВ

U,% обмоток

ΔРк

кВт

R Ом, обмоток

Х Ом, обмоток

В

С

Н

В-С

В-Н

С-Н

В

С

Н

В

С

Н

 

ТМТН-6300/110

ТДТН-10000/110

ТДТН-16000/110

ТДТН-25000/110

ТДТНЭ-25000/110

ТДТН-40000/100*

ТДТН-63000/110

ТДЦТН-80000/110*

63

 

10

 

16

 

25

 

25

 

40

 

63

 

80

115

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

38,5

 

38,5

 

-

 

11 38,5

38,5 27,5

38,5

38,5

38,5

 

   -

6,6 11

-

 

-

 

-

 

6,6 11

6,6 11

-

 

-

10,5

 

-

 

17 (10,5)

10,5

 

17

 

10,5

(17)

10,5

 

11

(17)

17

 

17

 

10,5

(17)

17

 

10,5

 

17

(10,5)

17

 

18,5

(10,5)

6

 

6

 

6

 

6,5

 

6

 

6

 

6,5

 

7

58

 

76

 

100

 

140

 

140

 

200

 

290

 

390

 

14

 

17

 

23

 

31

 

42

 

43

 

56

 

82

1,2

 

1,1

 

1,0

 

0,7

 

0,9

 

0,6

 

0,7

 

0,6

9,7

 

5,0

 

2,6

 

1,5

 

1,5

 

0,8

 

0,5

 

0,4

9,7

 

5,0

 

2,6

 

1,5

 

1,5

 

0,8

 

0,5

 

0,4

9,7

 

5,0

 

2,6

 

1,5

 

1,5

 

0,8

 

0,5

 

0,4

225,7

 

142,2

 

88,9

 

56,9

 

57

 

35,5

 

22,0

 

18,6

0

 

0

 

0

 

0

 

33

 

0

(22,3)

0

 

0

(10,7)

131,2

 

82,7

 

52,0

 

35,7

 

0

 

22,3

(0)

13,6

 

11,9

(0)

75,6

 

110

 

160

 

175

 

225

 

240

 

441

 

480

Примечание: Все трансформаторы имеют РПН ±9х1,78% на стороне ВН, за исключением трансформатора ТДТНЭ с РПН ±4х2,5% на ВН.

 

     Т аб л и ц а Б.3 – Трехфазные двухобмоточные трансформаторы  220 кВ

Тип трансформатора

Sном,

МВА

Пределы регулирования, %

                   Каталожные данные

Расчетные данные

U,обмоток, кВ

Uк,

 %

ΔРк,

 кВт

ΔРх,

кВт

Iхх, %

R, Ом

Х, Ом

ΔQх,

квар

  В

         Н

ТРДН-40000/220

ТРДЦН-63000/220

ТДЦ-80000/220

ТДЦ-125000/220

ТРДЦН-100000/220

ТРДЦН-160000/220

ТДЦ-200000/220

ТДЦ-250000/220

ТДЦ-400000/220

ТЦ-630000/220

ТЦ-1000000/220

40

63

80

125

100

160

200

250

400

630

1000

    ±8х1,5

 

   ±2х2,5

 

   ±8х1,5

 

  ±2х2,5

       -

       -

       -

       -

230

230

242

242

230

230

242

242

242

242

242

11/11:6,6/6,6

6,6/11:11/11

6,3:10,5:13,8

10,5:13,8

11/11:38,5

11\11:38,5

13,8:15,75:18

13,8:15,75

13,8:15,75:20

15,75:20

24

12

12

11

11

12

12

11

11

11

12,5

11,5

170

300

320

380

360

525

530

650

880

1300

2200

50

82

105

135

115

167

200

240

330

380

480

0,9

0,8

0,6

0,5

0,7

0,6

0,45

0,45

0,4

0,35

0,35

5,6

3,9

2,9

1,4

1,9

1,08

0,77

0,6

0,29

0,2

0,2

158,7

100,7

80,5

51,5

63,5

39,7

32,2

25,7

16,1

11,6

6,7

360

504

480

625

700

960

900

1125

1600

2205

3500

 Примечание: 1. Регулирование напряжения производится в нейтрали ВН.

  2. Трансформаторы с расщепленной обмоткой могут изготавливаться также с нерасщепленной  обмоткой НН на 38,5 кВ.

      Т а б л и ц а Б.4 – Трехфазные трехобмоточные трансформаторы и автотрансформаторы  220 кВ 

Тип трансформатора и автотрансформатора

Sном, МВА

Пределы регулиро-вания, %

                                      Каталожные данные

U,обмоток, кВ

U,обмоток, %

ВН

СН

НН

В-С

В-Н

С-Н

ТДТН-25000/220

ТДТН-40000/220

АТДЦТН-6300/220/110

АТДЦТН-125000/220/110

АТДЦТН-200000/220/110

АТДЦТН-250000/220/110

 

25

40

63

125

200

250

 

±12х1

-

±6х2,0

-

-

-

-

230

230

230

230

230

230

 

38,5

38,5

121

121

121

121

 

6,6:11

6,6:11

6,6:11:27,5

6,6:13,8:38,5

6,6:11:38,5

10,5:38,5

 

12,5

12,5

11

11\11

11

11,5

 

20

22

35,7

31\45

32

33,4

 

6,5

9,5

21,9

19\28

20

20,8

 

 

     продолжение т а б л и ц ы Б.4

Тип трансформатора и автотрансформатора

      Каталожные данные

             Расчетные данные

ΔQх,

квар

ΔРк,,обмоток, кВт

ΔРк, кВт

Iхх, %

R,обмоток, Ом

Х,обмоток Ом

В-Н

В-С

С-Н

ВН

СН

НН

ВН

СН

НН

ТДТН-25000/220

ТДТН-40000/220

АТДТН-6300/220/110

АТДЦТН-12500/220/110

АТДЦТН-200000/220/110

АТДЦТН-250000/220/110

 

135

220

215

290

430

520

 

50

55

45

85

125

145

1,2

1,1

0,5

0,5

0,5

0,5

5,70

3,6

1,40

0,50

0,30

0,2

5,70

3,6

1,40

0,50

0,30

0,2

5,70

3,6

1,40

0,50

0,30

0,2

275

165

104

48,6

30,4

25,5

0

125

0

0

0

0

148

125

195,6

82,5

54,2

45,1

300

440

313

625

1000

1250

Примечание: 1. Для авторансформаторов мощность обмотки НН равна 50% от номинальной. 2. Регулирование напряжения осуществляется с помощью РПН на стороне ВН (±12х1: ±8х1,5%) или на стороне СН (±6х2%)

     Т а б  л и ц а Б.5  - Экономические интервалы токовых нагрузок для сталеалюминиевых проводов ВЛ 110-220 кВ

   

Напря-жение,

 кВ

Тип опор

Материал опор

Район по гололеду

Предельная экономическая нагрузка на одну цепь, А, при сечении мм

70

95

120

150

185

240

300

400

500

                                                                     ОЭС Казахстана и Средней Азии

110

одноцепная

 

 

 

двухцепная

ж/б

 

сталь

 

ж/б

 

сталь

       I-II

       III-IV

       I-II

      III-IV

      I-II

      III-IV

      I-II

      III-IV

55

 

55

 

65

55

65

45

 

 

120

95

110

85

125

100

150

140

 

115

165

160

 

120

200

160

200

175

205

190

225

195

235

250

230

216

230

225

240

230

400

400

400

400

380

380

380

380

 

 

 

220

одноцепная

 

 

двухцепная 

ж/б

сталь

 

ж/б

сталь

      I-IV

 

 

      I-IV

 

 

 

 

 

305

 

 

330

420

 

 

405

520

 

 

495

720

 

 

700

  Т а б л и ц а Б.6-Расчетные данные ВЛ 35-220 кВ со сталеалюминиевыми проводами (на 100 км)    

Номиналь-ное сечение провода мм

r,Ом при +20°

110 кВ

220 кВ

Х, Ом

b, ·10 См

g, Мвар

Х, Ом

b, ·10 См

g, Мвар

70/11

95/16

120/19

150/24

185/29

240/32

240/32

300/39

400/51

500/64

42,8

30,6

24,9

19,8

16,2

12,1

12,0

9,8

7,5

6,0

44,4

43,4

42,7

42,0

41,3

-

40,5

-

-

-

2,55

2,61

2,66

2,7

2,75

-

2,81

-

-

-

3,4

3,5

3,55

3,6

3,7

-

3,75

-

-

-

-

-

-

-

-

43,5

-

42,9

42,0

41,3

-

-

-

-

-

2,6

-

2,64

2,7

2,74

-

-

-

-

-

13,9

-

14,1

14,4

14,6

  

                                  Список литературы 

     1. Правила устройства и безопасной эксплуатации электроустановок Республики Казахстан: По сост. на 15 июля 2006 г. – Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2006.

    2. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. –М.: Энергоатомиздат, 1985.

    3. Блок В.М. Электрические сети и системы. -М.: Высшая школа 1986.

    4. Пособие по дипломному и курсовому проектированию для электроэнергетических специальностей /Под ред. В.М. Блока. –М.: Высшая школа, 1981.

    5. Лычев П.В., Федин В.Г. Электрические сети энергетических систем: Учеб. пособие. – Мн: Унiверсiтэцкае, 1999.

   6. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях:Учеб. пособие для электроэнег.спец. /Под ред. В.А. Строева. – М.: Высшая школа, 1999.

   7. Герасименко А.А. Передача и распределение электроэнергии: Учеб. пособие. – Ростов-на Дону: Феникс, 2006.

 Содержание 

                                                                                                              

 Введение                                                                                                          3  

1   Исходные данные и содержание работы …………………………………...  3

2   Требования к оформлению работы …………………………………………. 4

3   Определение расчетных нагрузок для требуемых режимов работы ……    4

4   Выбор целесообразной конфигурации   и номинального напряжения сети 5

5        Выбор типа мощности трансформаторов и автотрансформаторов на  подстанциях………..  7

6        Выбор сечений проводов ……………………………………………………. 8

7        Составление схем первичных соединений подстанций…………………   10   

8   Уточненный расчет установившихся   режимов работы сети…………     13

9   Пример расчета электрической сети ……………………………                 14

10 Задание к курсовой работе …………………………………………….   17   

Приложение А ………………………………………………………………….. 19

Приложение Б ………………………………………………………………….  21

Список литературы ……………………………………………………………...26