Расчет оптимальной схемы электроснабжения потребителей

Расчет оптимальной схемы электроснабжения потребителей

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Расчет оптимальной схемы электроснабжения потребителей

Исходными данными для курсового проекта являются расстояния от пяти потребителей до трех понизительных подстанций П1 — 35/10 кВ, П2 — 110/35 кВ, П3 — 110 кВ. Длины линий приведены в таблице 1. Так же даны значения стоимости передачи электрической энергии по ЛЭП от П1, П2 и П3 — соответственно с1, с2 и с3. Значения удельной стоимости передачи приведены в таблице 2. Активная мощность каждого из потребителей дана в таблице 3. Максимальная мощность, которая может быть отпущена с шин каждой из подстанций соответственно равна: Р1 м, Р2 м и Р3 м, эти значения приведены в таблице 4.

Таблица 1 — Расстояния от потребителей до понизительных подстанций

Конфигурация системы электроснабжения должна отвечать минимуму стоимости передачи мощности всем потребителям. Так как в курсовом проекте необходимо недостающие расстояния от потребителей определить графически, то таких вариантов будет множество. Следовательно необходимо выбрать такой вариант, значение целевой функции у которого будет меньшим по сравнению с другими разработанными вариантами.

При выборе конфигурации электрической сети необходимо использовать программу Microsoft Excel и ее надстройку «Поиск решения».

Для нахождения наиболее оптимального варианта необходимо составить целевую функцию и ограничения.

с — стоимость передач электроэнергии;

Р — мощности, передаваемые от подстанций к потребителям.

Сначала графическим методом определим недостающие расстояния со второго по пятого потребителя до питающих подстанций П2 и П3. Три варианта конфигурации системы электроснабжения представлены на рисунках 1 — 3.

Рисунок 1 — Первый вариант конфигурации системы электроснабжения

Рисунок 2 — Второй вариант конфигурации системы электроснабжения

Рисунок 3 — Третий вариант конфигурации системы электроснабжения

После получения недостающих расстояний от подстанций до потребителей, можно посчитать значения затрат во всех вариантах систем электроснабжения. Полученные значения представлены в таблицах 5-7.

После полученных с помощью расчетов данных получили сформировавшуюся конфигурацию электроснабжения потребителей. Во всех трех вариантах первая подстанция не питает ни одного из пяти потребителей. Примерные схемы электроснабжения для трех вариантов представлены на рисунках 4-6.

Рисунок 4 — Схема электроснабжения для первого варианта

Рисунок 5 — Схема электроснабжения для второго варианта

Рисунок 6 — Схема электроснабжения для третьего варианта

Теперь из трех полученных нами вариантов необходимо выбрать тот, у которого значение целевой функции минимально по сравнению с другими значениями. В данном случае таким вариантом является третий вариант системы электроснабжения. Все дальнейшие расчеты будем вести исходя из этого варианта.

2.Выбор сечения и марки воздушных линий

После выбора конфигурации электрической сети, необходимо подобрать сечение и марку проводов воздушных линий. При этом будем считать, что все потребители имеют tgц=0,75.

Рассчитаем реактивную мощность у первого потребителя:

Реактивные мощности остальных потребителей приведены в таблице 8.

Таблица 8 — Значения реактивной мощности всех потребителей

3.Выбор трансформаторов

На понизительных подстанциях потребителей нужно установить по одному трансформатору соответствующей мощности и напряжения.

Выбор мощности трансформаторов производится исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. При этом номинальная мощность трансформаторов определяется по формуле:

где Nт — число трансформаторов;

— оптимальный коэффициент загрузки трансформатора.

Так как число трансформаторов равно 1, то коэффициент загрузки будет равен 0,85.

Выбор трансформатора производим по условию:

где SР — расчетная мощность нагрузки.

Выберем трансформатор для второй подстанции.

Так как первый потребитель получает питание сразу от двух подстанций, то необходимо установить два трансформатора напряжением 110/10 и 35/10 кВ. У потребителей 2 и 5 ставим трансформаторы напряжением 35/10 кВ, у потребителей 3, 4 — напряжением 110/10 кВ.

Вычислим расчетную мощность для выбора трансформатора на второй подстанции:

Выбираем трансформатор ТДЦ — 125000/110/35 мощностью 125 МВА.

Остальные марки трансформаторов выбираются аналогичным образом, все остальные расчеты представлены в таблице 10.

Таблица 10 — Выбор трансформаторов

4.Расчет установившихся режимов

Для того, чтобы рассчитать установившиеся режимы зимнего максимума и летнего минимума нагрузки, необходимо составить схему замещения спроектированной системы электроснабжения. Исходная схема представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 — Исходная схема

Далее, составляем схему замещения для исходной схемы, которая представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 — Схема замещения

Теперь необходимо рассчитать параметры схемы замещения.

Сопротивление воздушных линий находится по формуле:

где L — длина линии, м;

nц — число цепей;

Рассчитаем сопротивление линии 1-2. Сечение данной ВЛ составляет 500 мм 2. по справочным данным r0 =0,06?10 -3 Ом/м, x0 =0 Ом/м:

ZЛ12 =36000?0,06?10 -3 =2,16 Ом.

Остальные значения сопротивлений всех линий находятся таким же образом, следовательно удобнее все остальные полученные данные занести в таблицу 11.

Таблица 11 — Значения сопротивлений линий.