Разработка трасс линий электрической сети

Оглавление.

1. Введение стр.3

2. Разработка рационального варианта схемы электроснабжения стр.4

3. Разработка трасс линий электрической сети стр.4

4. Выбор вариантов номинальных напряжений сети стр.5

5. Электрический расчет сети и выбор сечения

проводов на участках сети для нормального режима стр.7

6. Проверка выбранных сечений проводов по условиям аварийного реж. стр.10

7. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции стр.11

8. Проектирование механической части воздушных линий стр.15

 

 

Введение

В данном курсовом проекте необходимо по заданным мощностям и месту расположения трансформаторных подстанций на основании технико-экономического расчета выбрать и обосновать схему электрической сети, произвести технико-экономическое обоснование параметров ЛЭП(напряжение, число цепей), обосновать их конструктивное исполнение, а также тип и количество трансформаторов, разработать трассу прокладки линий.

Произвести электрический расчет, выбрать марки и сечения проводов, проверить выбранные сечения по нагреву, допустимой потере напряжения, по условиям короны (если необходимо) в соответствии с требованиями ПУЭ.

Для участка воздушной ЛЭП между пунктами И1 и П1 произвести полный механический расчет проводов.

 

 

 

Разработка рационального варианта схемы электроснабжения.

Схема электроснабжения должна с наименьшими затратами обеспечить необходимую надежность электроснабжения, требуемое качество энергии у приемников, удобство и безо­пасность эксплуатации, возможность дальнейшего развития сети и подключения новых потребителей.

В соответствии с ПУЭ потребители I категории должны обес­печиваться электроэнергией от двух независимых источников пи­тания и перерыв в их электроснабжении допускается только на время включения автоматического резервного питания. В большинстве случаев двухцепная линия не удовлетворяет требо­ваниям надежности электроснабжения потребителей отдельных линий.

Поэтому при наличии одного источника питания целесообраз­но для питания потребителей I категории применять кольцевую схему, а при наличии двух независимых источников - магистраль­ную с двухсторонним питанием. Применение сложно-замкнутых се­тей желательно избегать.

Для потребителей II категории в большинстве случаев так­же предусматривают питание по двум отдельным линиям, либо по двухцепной линии. Однако, учитывая непродолжительное время ава­рийного ремонта воздушных линий, правила допускают производить электроснабжение нагрузок II категории по одной воздушной ли­нии.

Для электроприемников III категории достаточно питания по одной линии.

 

 

Разработка трасс линий электрической сети

При изыскании трасс воздушных линий следует учитывать, что воздушные линии оказывают определенные влияния на окружа­ющую среду: занимают часть площади земли, при высоких напря­жениях создают заметную напряженность электрического поля, генерируют радиопомехи, акустические шумы.

При выборе вариантов трассы стремятся уменьшать отрицательное воздействие воздушных линий на окружающую среду. При этом для снижения сто­имости сооружения и эксплуатации линии стремятся, чтобы трасса была возможно короче, максимально приближалась к дорогам и существующим линиям.

Необходимо избегать мест с болотами и ши­рокими поймами рек, оползнями и другими неблагоприятными гео­графическими условиями, районов с загрязненной атмосферой.

При прохождении линии по культурным землям трасса должна выбираться так, чтобы сельскому хозяйству наносился минимальный ущерб.
В лесных массивах трассы линии прокладываются вдоль имеющихся
просек.

 

Выбор вариантов номинальных напряжений сети

Одновременно со схемой электроснабжения выбирается и на­пряжение проектируемой сети. При выборе номинальных напряже­ний выше 1000 В принимаются во внимание мощности и номинальные напряжения потребителей, расстояния их до источников пи­тания.

Выбор напряжения сети главным образом определяется эконо­мическими факторами.

При увеличении номинального напряжения сети капитальные затраты на ее сооружение (включая стоимости подстанций) возрастают. При этом за счет снижения потерь энергии уменьшаются годовые эксплуатационные расходы.

 

Исходя из схем электроснабжения и трасс ЛЭП расстояния между источниками и потребителями равны:

 

И1- П1: 12 км

И2- П1: 5,5 км

И2- П2: 7 км

И2- П3: 6 км

 

Рассчитаем мощности потребителей

 

-активная мощность потребителя П1:

;

-полная мощность потребителя П1:

-реактивная мощность потребителя П1:

-активная мощность потребителя П2:

;

-полная мощность потребителя П2:

-реактивная мощность потребителя П2:

-активная мощность потребителя П3:

;

-полная мощность потребителя П3:

-реактивная мощность потребителя П3:

 

Выбор питающего напряжения на линии И1- П1(категория электроснабжения - )

Расчёт производиться по формуле Шнелля:

 

, где

P- мощность потребителя в (МВт)

L- расстояние между источником и потребителем в (км).

Выбираю напряжение линии- 35 КВ.

 

Выбор питающего напряжения на линии И2- П1

Выбираю напряжение линии- 35 КВ.

 

Выбор питающего напряжения на линии И2- П2(ІІ категория)

Выбираем напряжение- 10 КВ.

 

Выбор питающего напряжения на линии И2- П3(ІІІ категория)

Выбираем напряжение- 10 КВ.

 

 

Электрический расчет сети и выбор сечения

проводов на участках сети для нормального режима.

Электрический расчет, целью которого является выбор сече­ний проводов на участках сети, производится для режима максимальных нагрузок, при этом потерями мощности в сети пренебре­гают.

Выбор сечения на линии И1- П1:

Рабочий ток в линии.

Так как данный потребитель питается с двух сторон и от независимых источников питания, то мощность делится пополам: и рабочий ток соответственно равен:

По экономической плотности тока находим сечение

 

, где

- рабочий ток в часы максимума энергосистемы, А

- нормированное значение экономической плотности тока, , для заданных условий работы, выбираемое по табл.1.3.36. в ПУЭ.

Экономическая плотность тока при числе часов использования максимума нагрузки в год- 4000ч равно 1,1

Принимаю провод ,

Проверяю его по условиям нагрева

 

, где

нормированная температура провода, равная

расчётная температура среды

условная температура среды,

Проверка по допустимому падению напряжения

Рассчитаем активное сопротивление линии:

Значение активного сопротивления на единицу длины определяется для воздушных, кабельных и других линий при рабочей температуре

 

,

где - удельная проводимость, .

F – сечение проводника (одной жилы кабеля), мм².

Значение индуктивного сопротивления на единицу длины с достаточной точностью принимается примерно равным

Находим допустимое падение напряжения

,

что составляет- 2,57% и является допустимым.

Так как напряжение = 35КВ, то проверка по короне не обязательна.

 

Выбор сечения на линии И2- П1:

Так как сечение зависит от - расчётного тока в часы максимума энергосистемы, который свою очередь зависит от мощности и номинального напряжения, то выбираем провод той же марки и сечения что и на линии И1- П1- ; .Данный провод, как и в предыдущем случае, удовлетворяет всем условиям.

 

Выбор сечения на линии И2- П2:

Так как потребитель П3 в целях экономии проводникового материала запитан от шин потребителя П2, то при выборе сечения на линии И2 – П2 необходимо учесть мощность потребителя П3:

Так как линия двухцепная, то мощность, передаваемая приёмнику по одной линии в два раза меньше.

Рабочий ток в линии равен:,

По экономической плотности тока находим сечение

Выбираю провод

Проверяю его по условиям нагрева

- условие выполняется.

Проверка по допустимому падению напряжения

Рассчитаем активное сопротивление линии:

Находим допустимое падение напряжения

,

что составляет- 4,9% и удовлетворяет условию.

 

Выбор сечения на линии П2- П3:

Рабочий ток в линии.

По экономической плотности тока находим сечение

Выбираю провод

Проверяю его по условиям нагрева

Проверка по допустимому падению напряжения

Рассчитаем активное сопротивление линии:

Находим допустимое падение напряжения

,

что составляет- 4,6% и удовлетворяет условию.

 

 

Проверка выбранных сечений проводов по условиям аварийного режима

Наиболее тяжелым случаем аварийного режима является от­ключение одного из источников питания. В этом случае питание всех нагрузок будет происходить с одной стороны. После опреде­ления распределения нагрузок по участкам находят потерю напря­жения до наиболее удаленной точки и проверяют выбранное сече­ние проводов по нагреву.

Если проверка показывает превышение допустимых потерь на­пряжения или допустимого нагрева проводов в аварийном режиме, то сечение проводов увеличивают.

В соответствии с ПУЭ все провода и кабели электрических сетей должны проверяться по нагреву. Проверка проводов по на­греву производится для самого тяжелого послеаварийного режима. Таким режимом является отключение того головного участка, по которому в нормальном режиме передается наибольшая полная мощ­ность. Для этого режима определяются условия значения токов на участках и сравниваются со значениями длительно допусти­мых токов для выбранного сечения проводов. В противном случае сечение проводов должно быть увеличено.

Линия И1- П1- И2 (при обрыве И2- П1):

При обрыве вся мощность потребителя приходится на неповреждённую линию. Находим ток в линии:

Был выбран провод ,

-Проверка по нагреву

-Проверка по допустимому падению напряжения

,

что составляет- 5,1%, что больше нормально допустимого в нормальном режиме, но так как в аварийном режиме допускается падение напряжения до 10%, то считаю, что провод выбран правильно.

 

Линия И1- П1- И2 (при обрыве И1- П1):

Расчетный ток и проверка по нагреву аналогична предыдущему случаю, а значение падения напряжения будет меньше, так как меньше длина участка и превышения допустимых потерь на­пряжения или допустимого нагрева проводов в аварийном режиме не происходит, значит, выбранный провод соответствует всем условиям и обеспечивает необходимое качество электроэнергии.