Выбор параметров и анализ режимов электропередачи (стр. 1 из 4)

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

УЧЕРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА(ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА)

Факультет “Энергетики и электротехники”

Кафедра “Электрические системы”

Курсовой проект

По курсу: “Дальние линии электропередачи СВН”

Тема: “Выбор параметров и анализ режимов электропередачи”

Смоленск, 2003

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассматривается электропередача переменного тока сверхвысокого напряжения с одной промежуточной подстанцией, предназначенной для транспорта электрической энергии от удаленной гидроэлектростанции в приёмную систему.

Решаются вопросы, связанные с выбором схемы электропередачи и номинального напряжения её участков, оценивается пропускная способность электропередачи, проводятся расчёты и анализ основных рабочих, послеаварийного и особых режимов работы.

В заключительной части проекта определяются основные технико-экономические показатели.

1. Выбор схемы, номинального напряжения и сечения проводов участков электропередачи

Выбор числа цепей на участках электропередачи производится по условию обоснованно надёжного снабжения энергией потребителей промежуточной подстанции, а также потребителей приёмной системы, обеспечиваемых энергией от ГЭС.

Сопоставляя три заданные величины:

наибольшая мощность, передаваемая от ГЭС Р₀ = 1340 МВт;

наибольшая мощность потребителей промежуточной подстанции Р_п/ст = 600 МВт;

оперативный резерв мощности, имеющийся в приёмной системе Р_резерв = 470 МВт.

Наметим следующие варианты схемы участков электропередачи:

Рис 1.1. Вариант 1 схемы участков электропередачи.

Рис 1.2. Вариант 2 схемы участков электропередачи.

При длине линий более 400 км, предельный экономический ток для двух смежных марок проводов равен:

где К02 и К01 – удельные капитальные вложения на сооружение ВЛ соответственно с проводами большего и меньшего сечения [1] при учете зональных и поправочных коэффициентов [1];

Е_н = 0,12 – коэффициент эффективности капиталовложений;

а – коэффициент ежегодных издержек на амортизацию и обслуживание ВЛ [1];

dРк1 и dРк2 – среднегодовые потери мощности при коронировании проводов большего и меньшего сечения [1];

r02 и r01 – погонные активные сопротивления одного провода соответственно большего и меньшего сечения, вычисляемые по данным табл. 7.6 [1] с введением поправки на среднегодовую температуру воздуха [1];

n - стандартное число проводов в фазе;

Зi и Зii – удельные затраты на возмещение потерь электроэнергии, зависящие от времени потерь и района сооружения ВЛ;

t_потерь – время потерь.

t_потерь = ∑(Р_i/Р_нб)²∙t_i

t_потерь = 1²2000+0,7²2500+0,5²2500+0,3²1760 = 4008,4 час.

Вариант 1

Линия 750 кВ длиной 630 км (одна цепь).

I_расч = P_{max. л.}/(N∙√3∙U_ном∙cosφ)

I_расч = 1340_./(1∙√3∙750∙0,99) = 1041,952 А

F_расч = I_расч/(n∙j_расч)

F_расч = 1041,952/(4∙1) = 260.488 мм²

Количество проводов расщеплённой фазы n = 4.

Т. о. выбираем провод 4АС 400/93.

I_доп = 4∙860 = 3440 А, где

860 А – длительно допустимый ток на один провод фазы из табл. 7.12 [1] (значение взято для ближайшего сечения, т.к. отсутствуют данные)

3440 > 1042, значит, провод по нагреву проходит.

Линия 500 кВ длиной 420 км (одна цепь).

I_расч = P_{max. л.}/(N∙√3∙U_ном∙cosφ) = (P₀ – Р_пс)_./(N∙√3∙U_ном∙cosφ)

I_расч = 740_./(1∙√3∙500∙0,98) = 871,917 А

F_расч = I_расч/(n∙j_расч)

F_расч = 871,917 /(3∙1) = 290,639 мм²

Т.к. минимальное сечение провода по условиям короны для напряжения 500 кВ составляет 330/43 мм² , то учитывая количество проводов расщеплённой фазы n = 3, выбираем провод: 3АС 330/43.

I_доп = 3∙730 = 2190 А

730 А – длительно допустимый ток на один провод фазы из табл. 7.12 [1] (значение взято для ближайшего сечения, т.к. отсутствуют данные).

2190 > 872 , значит провод по нагреву проходит.

Вариант 2

Линия 500 кВ длиной 630 км (две цепи):

I_расч = P_{max. л.}/(N∙√3∙U_ном∙cosφ)

I_расч = 1340_./(2∙√3∙500∙0,99) = 781,464 А

F_расч = I_расч/(n∙j_расч)

F_расч = 781,464/(3∙1) = 260,488 мм²

Т.к. минимальное сечение провода по условиям короны для напряжения 500 кВ составляет 330/43 мм² , то учитывая количество проводов расщеплённой фазы n = 3, выбираем провод: 3АС 330/43.

I_доп = 3∙730 = 2190 А

730 А – длительно допустимый ток на один провод фазы из табл. 7.12 [1] (значение взято для ближайшего сечения, т.к. отсутствуют данные).

I_ав.пер. = 2∙ I_расч = 1564 А

2190 > 1564 , значит провод по нагреву проходит.

Линия 500 кВ длиной 420 км варианта 2 аналогична линии 500 кВ длиной 420 км варианта 1.

2. Выбор схемы электрических соединений передающей станции и промежуточной подстанции

Вариант 1

Р_расч = 1,15∙1340 = 1541 МВт.

Выбираем шесть гидрогенераторов СВ – 712/227 – 24.

Номинальные данные:

S_ном.г= 306 МВА, Р_{ном. г} = 260 МВт, U _ном = 15,75 кВ, cosφ =0,85, Х_d = 1,653, Х_d^’ = 0,424, Х_d^” = 0,279.

Располагаемая активная мощность ГЭС равна 1560 МВт.

С учётом подключения трех генераторов к одному блочному трансформатору выбираем две группы однофазных трансформаторов 2 3 + 1 ОРЦ 417000/750 со следующими номинальными параметрами:

S_{ном. тр} = 417 МВ∙А, U_{вн ном} = 787/√3 кВ, U_{нн ном} = 15,75 кВ,

Δ Р_к = 0,8 МВт, ΔР_х = 0,4 МВт, R_т = 0,96 Ом, Х_т = 69,3 Ом.

При числе присоединений равном трём на напряжении 750 кВ выбираем схему треугольника.

На промежуточной подстанции будет двойная трансформация.

Расчётная мощность первой трансформации:

S_расч = Р_0./(1,4∙cosφ_п/ст) = 1340_./(1.4∙ 0,99) = 966,8 МВ∙А

Выбираем (3∙2 +1) АОДЦТН 417000/750/500 со следующими номинальными параметрами:

S_{ном. тр} = 417 МВ∙А, U_{вн ном} = 750/√3 кВ, U_{сн ном} = 500/√3 кВ, U_{нн ном} = 15,75 кВ,

Δ Р_к = 0,7 МВт, ΔР_х = 0,28 МВт, Х_{т н} = 309 Ом, Х_{т в} = 55,1 Ом.

Расчётная мощность второй трансформации:

S_расч = Р_п/ст./(1,4 cosφ_п/ст) = 600_./(1,4∙ 0,99) = 432,9 МВ∙А

Выбираем (3∙2 +1) АОДЦТН 167000/500/220 со следующими номинальными параметрами:

S_{ном. тр} = 267 МВ∙А, U_{вн ном} = 500/√3 кВ, U_{сн ном} = 230/√3 кВ, U_{нн ном} = 11 кВ,

ΔР_к = 0,325 МВт, ΔР_х = 0,125 МВт, Х_{т н} = 113,5 Ом, Х_{т в} = 61,1 Ом.

На подстанции потребители питаются от шин 220 кВ. Определим количество отходящих линий от РУ 220 кВ, ориентируясь на их натуральную мощность:

n = Р_п/ст/135 = 600/135 = 4,4, следовательно принимаем n = 4.

Т. о. на подстанции при первой трансформации принимаем схему треугольника, а при второй трансформации при числе присоединений равном пяти выбираем схему трансформатор – шины с присоединением линий через два выключателя.

На 220 кВ при числе присоединений равном шести выбираем схему одна секционированная система шин с обходной с отдельными секционным и обходными выключателями. В итогесхемаэлектрических соединений для первого варианта электропередачи выглядит с. о.:

Рис.2.1 Схемаэлектрических соединений для первого варианта электропередачи.

Вариант 2

С учётом подключения трех генераторов к одному блочному трансформатору выбираем трансформаторы ТЦ 1000000/500 со следующими номинальными параметрами:

S_{ном. тр} = 1000 МВ∙А, U_{вн ном} = 525 кВ, U_{нн ном} = 15,75 кВ,

ΔР_к = 2 МВт, ΔР_х = 0,6 МВт, R_т = 0,55 Ом, Х_т = 40 Ом.

При числе присоединений равном четырем на напряжении 500 кВ выбираем схему четырехугольника. На промежуточной подстанции остается лишь одна трансформация на 220 кВ, в остальном схемы электрических соединений аналогичны варианту 1 и выглядит следующим образом:

Рис.2.2 Схемаэлектрических соединений для второго варианта электропередачи.

Выбор выключателей на РУ

В цепи генераторов:I_max = 260/(1,73∙15,75∙ 0,85) = 11,213 кА

ВВГ – 20 – 160 /20000 У3

U _ном = 20 кВ, I _ном = 20 кА, I _откл = 160 кА