III Определение потерь электроэнергии для вариантов
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра микропроцессорных средств автоматизации
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему «Выбор электроэнергетического оборудования и регулирование напряжения сети U 1 / U 2 / U 3 кВ»
по дисциплине «Электроэнергетическое оборудование»
для студентов очной и заочной формы обучения
Пермь, 2021
Общие методические указания
Настоящие указания содержат задание на курсовой проект, который охватывает комплекс вопросов программы курса «Электроэнергетическое оборудование».
Курсовой проект состоит из двух частей. Первая часть включает в себя вопросы расчета электрических нагрузок (выбора проводов, кабелей, коммутационных аппаратов и силовых трансформаторов). Вторая посвящена расчету потерь напряжения и разработке предложения для достижения регламентируемых нормативной документацией уровней отклонения напряжения у потребителя.
Целью курсового проекта является – получение студентом навыков использования полученных теоретических знаний при решении конкретных задач инженерной практики.
Оформление и содержание курсового проекта должно отвечать требованиям действующих ГОСТов, норм, Правил устройства электротехнических установок, современной системе обозначения единиц (СИ). Работы оформляются на стандартных листах формата А4, заполненных с одной стороны через полтора интервала. Шрифт Times New Roman 14 пт междустрочный интервал 1,5. Выравнивание текста по ширине. Абзацный отступ 1,25 см. Заголовки выделяются полужирным. Латинские символы – курсивом. Для записи формул должен быть использован редактор формул (рекомендуется MathType).
|
|
|
В курсовой проект включаются:
- титульный лист;
- аннотация;
- содержание;
- введение;
- основное содержание работы (пояснительная записка);
- заключение;
- список использованной литературы;
- приложения;
- графическая часть.
Работа должна быть написана грамотно, четко, инженерным языком. Расчеты и данные к ним должны сопровождаться краткими пояснениями и ссылками на литературу. Ссылки на литературу производят в квадратных скобках, например [3], [7, §2.1], [6, кн. П, с. 215].
Формулам в тексте придается номер в круглых скобках, выровненных по правому полю страницы. Ссылки в тексте на порядковый номер формулы также даются в круглых скобках, например: «… ток плавкой вставки, вычисленной по формуле (28), …».
При расчетах формулы сначала производятся в буквенном выражении, а затем в цифровом, после чего сразу пишется ответ. Многократно повторяющиеся расчеты приводятся один раз, а результаты сводятся в таблицы. Небольшие таблицы располагают за абзацем, где была сделана ссылка на таблицу. Таблицы, занимающие больше половины страницы, выносятся на следующий отдельный лист. Ссылки в тексте на таблицы дают в сокращенном виде: табл. 1, табл. 5.2. В самой таблице, в верхнем левом углу указывают номер и название таблицы:
|
|
|
Таблица 1 – Название таблицы
| Шрифт в таблице не менее 12 пт | ||
| 1 | 2 | 3 |
| При необходимости последней строкой в таблице указываются примечания и пояснения: Примечания: 1) ……. 2) ……. 3) * – ……. | ||
Сокращение слов в таблицах не допускается. Текст в оголовках таблиц и боковине необходимо писать горизонтально. Таблицы должны быть обязательно разлинованы по вертикали.
При переносе таблицы на следующую страницу добавляются оголовки таблиц и надпись «Продолжение таблицы …»:
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 |
Подпись к рисунку размещается под ним с выравниванием по центру (см. пример на рис. 1 и 2).
Список литературы приводится в конце работы и оформляется строго в установленной форме.
|
|
|
ВАЖНО! В штампе заполняется номер зачетной книжки в трехзначном формате (ХХХ): 460.МСА.13.03.02-2021.00ХХХ-01.81.01. После заполнения выделения цветом следует убрать.
Курсовой проект предъявляется до зачетной недели.
Расчетные данные
На рисунках 1-4 приведена расчетная схема электрической сети, включающая главную понизительную подстанцию (ГПП) и трансформаторную подстанцию (ТП).
Рисунок 1 – Расчетная схема для вариантов 1-8
Рисунок 2 – Расчетная схема для вариантов 9-16
Рисунок 3 – Расчетная схема для вариантов 17-24
Рисунок 4 – Расчетная схема для вариантов 25-32
Согласно варианту по таблице П.1 выбирается детализированный в виде получасовых максимумов график активной нагрузки для ТП (S3) в различных режимах работы и среднеквадратичные мощности нагрузок на шинах высокого напряжения (S1 и S2), а также уровни номинальных напряжений (U1, U2, U3, U4).
В таблице П.2 представлены значения отклонения напряжения на источнике, а также длины ВЛ, КЛ и СИП.
Задание:
1. По заданной схеме произвести расчет нагрузок трансформаторов и питающих линий по среднеквадратичной нагрузке в режиме летнего и зимнего максимумов (значение мощности в летнем периоде принять равным 90 % для нечетных и 50 % для четных вариантов от мощности зимнего максимума).
|
|
|
2. Произвести выбор оборудования кабельной и воздушных линий, трансформаторов и коммутационной аппаратуры (следует принять температуру наружного воздуха летом +35 °C, зимой – -5 °C).
3. Произвести выбор 2 вариантов компоновки ГПП (на основе трехобмоточных и двухобмоточных трансформаторов) и ТП (на основе использования масляных и сухих трансформаторов) с выбором мощности и марки трансформатора.
4. Определить для каждого варианта компоновки ТП и ГПП потери электроэнергии за смену. Выбрать более энергоэффективный вариант в качестве реализуемого.
5. Рассчитать потери напряжения и построить эпюру отклонения напряжения в сети в режимах летнего и зимнего максимума.
6. Уточнить выбор питающих трансформаторов и проводников с учетом требуемых диапазонов регулирования напряжения.
7. Выбрать закон регулирования напряжения для заданных параметров сети в режиме зимнего максимума.
8. Обеспечить на нагрузках отклонение напряжения не более ±3 % от номинального.
9. Построить результирующую эпюру напряжения с учетом регулирования. При необходимости выбрать устройство компенсации реактивной мощности и скорректировать эпюры.
10. Сделать выводы по проделанной работе.
Методические рекомендации
I Расчет нагрузок
С целью выбора оборудования трансформаторных подстанций и проводников ВЛ и КЛ необходимо выполнить расчет нагрузок. При наличии графика нагрузок для выбора оборудования требуется определить среднеквадратичные нагрузки:
1) Активная мощность:
, (1)
или при равенстве интервалов усреднения
, (2)
где n – количество интервалов усреднения нагрузок на графике, Pi – мощность i-го интервала, ti – время i-го интервала.
2) Реактивная мощность:
, (3)
где cosφ – коэффициент мощности для данного графика.
3) Полная мощность:
. (4)
4) Ток нагрузки:
, (5)
где Uн – номинальное напряжение участка сети.
Для вышестоящих участков сети параллельные нагрузки суммируются. Расчеты проводятся аналогично.
II Выбор оборудования
Согласно рассчитанным величинам токовых нагрузок требуется произвести выбор оборудования:
1) Проводники
Для выбора сечения и проверки проводов по нагреву токами нагрузки пользуется справочным таблицам предельных допустимых токов, составленными для различных марок проводов и кабелей и условий прокладки в ПУЭ.
Нормальной температурой окружающей среды при прокладке проводов и кабелей на воздухе принимаем +25°С, при прокладке кабелей в землеи воде +15°С. При значениях температур, отличающихся от указанных, допустимые нагрузки умножаются на поправочный коэффициент.
Сечение провода или жилы кабеля выбирается с соблюдением условия:
(6)
или
, (7)
где 
– допустимый длительный ток; 
– поправочный коэффициент (или произведение коэффициентов, еслиих несколько).
При выборе сечений проводов и кабелей следует учитывать, что допустимая по нагреву плотность тока с увеличением диаметра проводника из-за ухудшения условий охлаждения падает. Поэтому при больших сечениях целесообразно вместо одного кабеля выбирать несколько кабелей более низкого сечения (как правило, не более 240 кв.мм).
Некоторые марки кабельных линий предназначены для соответствующих уровней напряжений, что обуславливает снижение допустимого тока согласно ПУЭ. Поэтому необходимо проводить проверку по номинальному напряжению:
(8)
Номинальное напряжение воздушных линий определяется в соответствие с учетом района гололедообразования и по коронному разряду.
2) Силовые трансформаторы
Выбор силовых трансформаторов производится с учетом их допустимой недогрузки:
,
где Kз – коэффициент загрузки, принимается равным 0,85 для однотрансформаторных подстанций; N – количество трансформаторов.
Номинальное напряжение высокой и низкой стороны напряжения должны быть также проверены по формуле (8).
Для трехобмоточных трансформаторов следует учитывать возможную неравномерность номинальных нагрузок для обмоток различных уровней напряжений.
3) Коммутационные аппараты
Высоковольтные выключатели (ВВ) служат для коммутации элементов системы электроснабжения в различных режимах работы, однако сигнал на отключение поступает извне. Поэтому с точки зрения проверки оборудования по термическому действию токов нагрузки достаточно выбрать ВВ по номинальным параметрам:
(9)
Автоматические выключатели (АВ) характеризуются номинальным напряжением и номинальным током, аих расцепители – номинальным током и током срабатывания (уставки).
Выбор автоматов производится с учетом следующих требований:
Номинальный ток АВ, А:
(10)
Номинальный ток расцепителя любого вида, А:
(11)
III Определение потерь электроэнергии для вариантов
Определяются параметры элементов:
1) Линии:
(18)
где r0, x0 – удельные сопротивления проводников, принимаются согласно паспортным данных на кабельные и воздушные линии или согласно справочным таблицам ГОСТ 28249-93.
2) Трансформаторы:
Для трансформаторов сопротивление каждой из обмоток определяется раздельно:
(19)
где 
– потери короткого замыкания двухобмоточного силового трансформатора напряжения, кВт; 
– номинальное напряжение стороны ВН, кВ; 
– номинальная мощность двухобмоточного силового трансформатора напряжения, кВА; 
– напряжение короткого замыкания двухобмоточного силового трансформатора напряжения, %.
Для выбранных вариантов ГПП и ТП согласно графику нагрузок по участкам определяются потери мощности и суммарные потери электрической энергии:
. (20)
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 43; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!