Проектирование развития электрической сети. Разработка вариантов конфигурации электрической сети Принцип разработки вариантов конфигурации сети

Разработка вариантов конфигурации ЛВС. Итак, рассмотрим различные варианты конфигурации ЛВС для главного филиала центра службы занятости.

Учитывая основные задачи центра службы занятости, которые могут решаться с помощью ЛВС, затраты на монтаж и эксплуатацию сети, а также архитектурные особенности здания центра можно предложить следующие варианты конфигурации ЛВС. Таблица 2. Возможные варианты конфигурации ЛВС. КомпонентхарактеристикаВариант 1Вариант 2Вариант 3ТопологияШинаЗвезда-шинаЗвезда-шинаЛини я связиКоаксиальный кабельНеэкранированная или экранированная витая пара категории 3.Неэкранированная или экранированная витая пара категории 5 или 5е. Сетевые адаптерыEthernet 10 Base2Ethernet 10 BaseTFast Ethernet 100 BaseTXРетрансляторы повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзыОтсутствуютКонцентраторКоммутатор 100 BaseTX с возможностью установки средств удалнного контроля, а также увеличения плотности портовУправление совместным использование ресурсовОдноранговая сеть каждый компьютер выступает в роли невыделенного сервераСеть на основе сервера с компьютерами-клиентами роль сервера -файловый серверСеть на основе сервера с компьютерами-клиентами клиент-серверная модель построенияСовместное использование периферийных устройствКаждый компьютер имеет сво собственное периферийное устройствоПодключение сетевого принтера управление очередями к принтеру осуществляет рабочая станцияПодключение сетевого принтера непосредственно к сетевому кабелю через сетевую плату, управление очередями к принтеру с помощью программного обеспечения сервераПоддерживаемые приложенияСовместная работа с одиночными документами обмен короткими сообщениями по ЛВССовместная работа с документами, работа с базами данныхв режиме файлового сервера DBF, парадоксЭлектронная почта, обработка факсимильных сообщений, организация коллективных работ в среде электронного документооборота, работа с базами данных с использованием специальных серверов 2.2.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Проектирование локальной вычислительной сети для агетства по трудоустройству

В условиях рыночной экономики информация выступает как один из важнейших товаров. Новейшие достижения в области микроэлектроники привели к новым.. Успех коммерческой и предпринимательской деятельности связан с муниципальными.. Любая компьютерная система, состоящая из нескольких компьютеров, наверняка перерастет в более сложную систему, которая..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Описание предметной области
Описание предметной области. Трудно представить современное предприятие, независимо от сферы его деятельности, без парка персональных компьютеров. И центр службы занятости не является исключением.

Обоснование потребности проектирования ЛВС
Обоснование потребности проектирования ЛВС. ЛВС - набор аппаратных средств и алгоритмов, которые обеспечивают соединение компьютеров и других периферийных устройств принтеров, дисковых контроллеров

Оценка различных вариантов конфигурации
Оценка различных вариантов конфигурации. Рассмотрим критерии, по которым мы будем оценивать эффективность предложенных выше конфигураций сети. 1. быстродействие 2. наджность 3. информационна

Спецификация ЛВС
Спецификация ЛВС. Таблица 3. Технические средства ТС вычислительной сети 10 рабочих станций 1 сервер сети. Таблица 1 Техничесике средства вычислительной сети. 10 рабочих станций 1 сервер сетиНаимен

Планирование информационной безопасности
Планирование информационной безопасности. Защита информации включает в себя комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности. На практике под этим понимае

Расчет экономической эффективности от внедрения сети
Расчет экономической эффективности от внедрения сети. Источники экономической эффективности. Сетевые технологии значительно повышают эффективность делового применения компьютеров. Они

Расчт суммы затрат на текущую эксплуатацию ЛВС
Расчт суммы затрат на текущую эксплуатацию ЛВС. Рассчитаем капитальные затраты ККАО КПО Кмонтажа, где К - капитальные затраты КАО - стоимость аппаратного обеспечения КПО - стоимость ПО Кмонтажа - с

Расчт суммы затрат на решение задачи при отсутствии ЛВС
Расчт суммы затрат на решение задачи при отсутствии ЛВС. Рассчитаем капитальные затраты ККАО КПО При отсутствии ЛВС имеем следующие затраты на аппаратное обеспечение Принтеры HP LJ 1100C4224AA4 цен

Расчт коэффициента экономической эффективности капитальных вложений и срока окупаемости капитальных вложений
Расчт коэффициента экономической эффективности капитальных вложений и срока окупаемости капитальных вложений. Коэффициент экономической эффективности капитальных вложений Ер рассчитывается п

Сетевую архитектуру можно понимать как поддерживающую конструкцию или инфраструктуру, лежащую в основе функционирования сети. Данная инфраструктура состоит из нескольких главных составляющих, в частности компоновка или топология сети, кабельная проводка и соединительные устройства - мосты, маршрутизаторы и коммутаторы. Проектируя сеть, необходимо принимать во внимание каждый из этих сетевых ресурсов и определить, какие конкретно средства следует выбрать и как их надо распределить по сети, чтобы оптимизировать производительность, упростить управление оборудованием и оставить возможности для последующего роста. В курсовом проекте следует создать свою конфигурацию сети в соответствии с конкретным заданием. Рассмотрим, какие вопросы должны быть решены в разделах курсового проекта.

Введение

Во введении необходимо отметить актуальность проектирования и внедрения корпоративной сети (КС) в данной организации. Какие плюсы при внедрении КС возникают на предприятии.

1. Схема информационных потоков на предприятии и расчет объема потоков между отделами.

Схема информационных потоков представляется в виде диаграммы (графа), в которой вершины состояний отражают отделы, а дуги информационные потоки.

В первой главе необходимо провести организационный анализ структуры предприятия (фирмы)- выделить отделы, операции в отделах, необходимая информация для отделов, передача информации между отделами, виды информации, предварительные объемы обмена информации. Выделяем на информационной схеме преимущественные объемы связей между отделами, что может учитываться при выборе и анализе пропускного канала между данными отделами, которые отразим на схеме магистральные потоки информации. Определяем, как идет распределение трафика между отделами в сети. В таблице 1.2 для примера показан средний объём информации за один рабочий день (8 часов) в Мбайт, отправляемый и принимаемый подразделениями фирмы, а также между отделами центра и филиалами. Необходимо заметить, что трафик складывается из собственно рабочей информации плюс 10% служебной информации, также учитываем (условно), что при передаче по сети информации она увеличивается в 1,7 раза за счет помехоустойчивого кодирования.

Таблица 1.2

Предпроектное обследование предприятия. В этом разделе необходимо привести результаты исследования внутренних и внешних информационных потоков предприятия, которые должны обрабатывать проектируемые сети (обычно в виде гистограммы максимально суммарной почасовой информационной нагрузки в течение рабочего цикла (дня) предприятия). Гистограмма должна быть оформлена в виде плаката.

По структурно-организационной схеме предприятия, рис 1.1,а, для каждого рабочего часа определяется информационная нагрузка каждой информационной связи каждого структурного подразделения (отдела) предприятия.

Информационная нагрузка одной информационной связи определяется по результатам анализа документооборота в обоих направлениях между данным подразделением и каждым подразделением, непосредственно с ним связанным. Исходным носителям информации считается стандартный лист формата А4, содержащий 2000 алфавитно-цифровых знаков и пробелов. При 8-битном кодировании информационная емкость такого листа составляет Е=200*8=16000 бит.

Информационная часовая нагрузка одной организационной связи равна:

где Е – информационная емкость стандартного листа документа;

n1 – число листов, поступающих в данное подразделение за час;

n2 – число листов, отправляемых данными подразделениями в час.

Информационная часовая нагрузка организационных связей определятся по формуле 1.1 для всех подразделений предприятия. При этом не учитываются информационные связи с теми подразделениями, для которых расчет уже производился.

Суммарная часовая информационная нагрузка всех организационных связей предприятия равна:

(1.2)

где N – число организационных связей в схеме предприятия.

На гистограмме, рис 4.1.б для каждого рабочего часа показывается значение ИНS, и выбирается максимальное значение ИНS, макс для рабочего дня (цикла) предприятия, которое является исходным для определения потребной полезной пропускной способности базовой технологии проектируемой сети.

Общая пропускная способность Ср сети определяется по формуле:

(1.3)

где k1=(1,1¸1,5) – коэффициент учета протокольной избыточности стека протоколов, измеренного в практикуемой сети; для стека TCP/IP k1»1,3;

k2 – коэффициент запаса производительности для будущего расширения сети, обычно k2»2.

Логическое проектирование ВС. Определяется логическая структура ВС (для ЛВС – на основе расчётов коэффициента загрузки, для КВС – на основе анализа внешних информационных потоков); выполняется логическое структурирование ЛВС и окончательно выбираются сетевые технологии; разрабатывается логическая схема ВС.

Необходимые расчеты для ЛВС выполняются в следующей последовательности:

Определение коэффициента нагрузки неструктурированной локальной вычислительной сети:

(1.4)

где Смакс – максимальная пропускная способность базовой технологии сети.

Проверка выполнения условия допустимой нагрузки ЛВС (домена коллизий):

(1.5)

где - коэффициент нагрузки неструктурированной сети или домена коллизий – логического сегмента ЛВС.

Примечание: Если условия (1.5) не выполняются необходимо выполнить логическую структуризацию ЛВС:

последовательно разделять сеть на логические сегменты (домены коллизий) по Nл.с. компьютеров в каждом логическом сегменте, проверяя на каждой итерации выполнение условия (1.5):

Определение межгруппового трафика и трафика к серверу:

Определение коэффициента нагрузки по межгрупповому трафику и трафику к серверу:

(1.6)

Если условие (1.6) не выполняется, принять значение Смакс для межгруппового обмена в сети равным следующей по производительности разновидности базовой технологии. Например, для Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, до тех пор, пока условие (1.6) не будет выполнено.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Амурский государственный университет

(ГОУ ВПО «АмГУ»)

Кафедра энергетики

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: Проектирование районной электрической сети

по дисциплине Электроэнергетические системы и сети

Исполнитель

студент группы 5402

А.В. Кравцов

Руководитель

Н.В. Савина

Благовещенск 2010

Введение

1. Характеристика района проектирования электрической сети

1.1 Анализ источников питания

1.2 Характеристика потребителей

1.3 Характеристика климатических и географических условий

2. Расчёт и прогнозирование вероятностных характеристик

2.1 Порядок расчёта вероятностных характеристик

3. Разработка возможных вариантов схемы и их анализ

3.1 Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети и отбор конкурентно способных

3.2 Детальный анализ конкурентно способных вариантов

4. Выбор оптимального варианта схемы электрической сети

4.1 Алгоритм расчёта приведённых затрат

4.2 Сравнение конкурентно способных вариантов

5. Расчет и анализ установившихся режимов

5.1 Ручной расчёт максимального режима

5.2 Расчет максимального, минимального и после аварийного и режима на ПВК

5.3 Анализ установившихся режимов

6. Регулирование напряжения и потоков реактивной мощности в принятом варианте сети

6.1 Методы регулирования напряжения

6.2 Регулирование напряжений на понижающих ПС

7. Определение себестоимости электрической энергии

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика РФ некоторое время назад была реформирована. Это было следствием новых тенденций развития во всех отраслях.

Основными целями реформирования электроэнергетики РФ являются:

1. Ресурсное и инфраструктурное обеспечение экономического роста, с одновременным повышением эффективности электроэнергетики;

2. Обеспечение энергетической безопасности государства, предотвращение возможного энергетического кризиса;

3. Повышение конкурентоспособности российской экономики на внешнем рынке.

Основными задачами реформирования электроэнергетики РФ являются:

1. Создание конкурентных рынков электроэнергии во всех регионах России, в которых организация таких рынков технически возможна;

2. Создание эффективного механизма снижения издержек в сфере производства (генерации), передачи и распределения электроэнергии и улучшение финансового состояния организаций отрасли;

3. Стимулирование энергосбережения во всех сферах экономики;

4. Создание благоприятных условий для строительства и эксплуатации новых мощностей по производству (генерации) и передаче электроэнергии;

5. Поэтапная ликвидация перекрестного субсидирования различных регионов страны и групп потребителей электроэнергии;

6. Создание системы поддержки малообеспеченных слоев населения;

7. Сохранение и развитие единой инфраструктуры электроэнергетики, включающей в себя магистральные сети и диспетчерское управление;

8. Демонополизация рынка топлива для тепловых электростанций;

9. Создание нормативной правовой базы реформирования отрасли, регулирующей ее функционирование в новых экономических условиях;

10. Реформирование системы государственного регулирования, управления и надзора в электроэнергетике.

На Дальнем Востоке после реформирования разделение произошло по видам бизнеса: выделились генерация, передача и сбытовая деятельность в отдельные компании. При чём передачей электрической мощности на напряжении 220 кВ и выше занимается ОАО «ФСК», а на напряжении 110 кВ и ниже ОАО «ДРСК». Таким образом при проектировании уровень напряжения (место подключения) будет определять организацию, у которой в дальнейшем нужно будет запрашивать технические условия на подключение.

Целью данного КП является проектирование районной электрической сети для надёжного электроснабжения потребителей приведённых в задании на проектирование

Выполнение цели требует выполнения следующих задач:

· Формирование вариантов сети

· Выбор оптимальной схемы сети

· Выбор распределительных устройств ВН и НН

· Расчёт экономического сравнения вариантов сети

· Расчёт электрических режимов

1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

1.1 Анализ источников питания

В качестве источников питания (ИП) в задании заданы: ТЭС и УРП.

В Хабаровском крае основными ИП являются тепловые электрические станции. Непосредственно в г. Хабаровске находятся Хабаровская ТЭЦ -1 и ТЭЦ -3, а на севере Хабаровского края имеется ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, Майская ГРЭС (МГРЭС), Амурская ТЭЦ. Все обозначенные ТЭЦ имеют шины 110 кВ, а ХТЭЦ-3 имеет и шины 220 кВ. МГРЭС работает только на шины 35 кВ

В г. Хабаровске ХТЭЦ-1 - более «старая» (ввод большей части турбоагрегатов – 60-е – 70-е годы прошлого столетия) расположена в южной части города, в Индустриальном районе, ХТЭЦ-3 – в Северном округе, недалеко от ХНПЗ.

Хабаровская ТЭЦ-3 – новая ТЭЦ имеет наиболее высокие технико-экономические показатели среди ТЭЦ энергосистемы и ОЭС Востока. Четвёртый агрегат ТЭЦ (Т-180) был введён в эксплуатацию в декабре 2006г., после чего установленная мощность электростанции достигла величины 720 МВт.

В качестве УРП можно принять одну из ПС 220/110 кВ или крупную ПС 110/35 кВ, в зависимости от рациональных напряжения для выбранного варианта сети. К ПС 220/110 кВ в Хабаровском крае относятся: ПС «Хехцир», ПС «РЦ», ПС «Князеволклнка», ПС «Ургал», ПС «Старт», ПС «Парус» и т.д.

Условно примем, что в качестве ТЭС будет принята Хабаровская ТЭЦ-3, а в качестве УРП – ПС «Хехцир».

ОРУ 110 кВ ХТЭЦ-3 выполнена по схеме две рабочие систем шин с обходной и секционным выключателем, а на ПС «Хехцир» - одна рабочая секционированная система шин с обходной.

1.2 Характеристика потребителей

В Хабаровском крае наибольшая часть потребителей сосредоточена в крупных городах. Поэтому при вычислении вероятностных характеристик с помощью программы «Расчёт сети» принято соотношение потребителей, приведённое в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Характеристика структуры потребителей на проектируемых ПС

1.3 Характеристика климатических и географических условий

Хабаровский край - один из самых крупных регионов Российской Федерации. Его площадь - 788,6 тысяч квадратных километров, что составляет 4,5 процента территории России и 12,7 процента - Дальневосточного экономического района. Территория Хабаровского края расположена в виде узкой полосы на восточной окраине Азии. На западе граница начинается от Амура и сильно извиваясь, идет в северном направлении сначала по западным отрогам Буреинского хребта, затем по западным отрогам хребта Турана, хребтов Эзоя и Ям-Алиня, по хребтам Джагды и Джуг - Дыр. Далее граница, пересекая Становой хребет, идет по верхнему бассейну рек Мая и Учур, на северо-западе – по хребтам Кет-Кап и Олега-Итабыт, на северо-востоке по хребту Сунтар-Хаят.

Преобладающая часть территории имеет горный рельеф. Равнинные пространства занимают значительно меньшую часть и простираются главным образом вдоль бассейнов рек Амура, Тугура, Уды, Амгуни.

Климат умеренно-муссонный, с холодной малоснежной зимой и жарким влажным летом. Средняя температура января: от -22 о С на юге, до -40 градусов на севере, на морском побережье от -15 до -25 о С; июля: от +11 о С - в приморской части, до +21 о С во внутренних и южных районах. Осадков в год выпадает от 400 мм на севере до 800 мм на юге и 1000 мм на восточных склонах Сихотэ-Алиня. Вегетационный период на юге края 170-180 дней. На севере широко распространены многолетнемерзлые породы.

Коэффициент формы для текущего и прогнозируемого графика останется тем же, так как величины вероятностных характеристик изменяются пропорционально.

Таким образом, мы получили установленную прогнозируемую мощность ПС. Далее, используя «Расчёт сети» получаем все остальные вероятностные характеристики.

Необходимо обратить внимание на тот факт, что установленная максимальная мощность всей в «расчёте сети» иногда получается больше, чем мы её задали. что физически не возможно. Это объясняется тем, что при написании программы «Расчёт сети», коэффициент Стьюдента был принят 1,96. Это соответствует большему количеству потребителей, чего мы не имеем.

Анализ полученных вероятностных характеристик

По данным из «Расчёта сети» получим активные мощности интересующих нас узлов. По указанным в задании на КП коэффициентам реактивной определим реактивную мощность в каждом узле

Результатом расчётов по этому разделу является расчёт необходимых прогнозируемых вероятностных характеристик, которые сведены в Приложении А. Для сравнения все необходимые вероятностные характеристики активной мощности сведены в таблицу 2.1. Для дальнейших расчетов используются только прогнозируемые вероятностные характеристики. Реактивные мощности рассчитаны на основании формулы (2.6) и отражены в приложении А.

Таблица 2.1 – Необходимые для расчёта вероятностные характеристики

3. РАЗРАБОТКА ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ СХЕМЫ И ИХ АНАЛИЗ

Целью раздела является сравнение и отбор наиболее экономически целесообразных вариантов электрической сети заданного района потребителей. Эти варианты необходимо обосновать, подчеркнуть их достоинства и недостатки, проверить на практическую осуществимость. Если все они могут быть реализованы, то, в конечном счёте, выбирается два варианта, один из которых имеет минимальную суммарную длину линий в одноцепном исполнении, а другой минимальным количеством выключателей.

3.1 Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети и отбор конкурентно способных

Принципы построения сетей

Схемы электрических сетей должны с наименьшими затратами обеспечить необходимую надёжность электроснабжения, требуемое качество энергии у приёмников, удобство и безопасность эксплуатации сети, возможность её дальнейшего развития и подключения новых потребителей. Электрическая сеть должна обладать также необходимой экономичностью и гибкостью./3, с. 37/.

В проектной практике для построения рациональной конфигурации сети применяют повариантный метод, согласно которому для заданного расположения потребителей намечается несколько вариантов, и из них на основе технико-экономического сравнения выбирается лучший. Намечаемые варианты не должны быть случайными – каждый основывается на ведущем принципе построения сети (радиальная сеть, кольцевая и т.д.) /3, с. 37/.

При разработке конфигурации вариантов сети используют следующие принципы:

Нагрузки I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, по не менее двум независимым линиям и перерыв в их электроснабжении допускается лишь на период автоматического включения резервного питания /3, п. 1.2.18/.

Для потребителей II категории в большинстве случаев также предусматривают питание по двум отдельным линиям либо по двухцепной линии

Для электроприемника III категории достаточно питания по однойлинии.

Исключение обратных потоков мощности в разомкнутых сетях

Разветвление электрической сети целесообразно осуществлять в узле нагрузки

В кольцевых сетях должен быть один уровень номинального напряжения.

Применение простых электрических схем распределительных устройств с минимальным количеством трансформации.

Вариант сети должен предусматривать обеспечение требуемого уровня надёжности электроснабжения

Магистральные сети имеют по сравнению с кольцевыми имеют большую протяжённость ВЛ в одноцепном исполнении, менее сложные схемы РУ меньшую стоимость потерь электроэнергии; кольцевые сети более надёжны и удобны при оперативном использовании

Необходимо предусмотреть развитие электрических нагрузок в пунктах потребления

Вариант электрической сети должен быть технически осуществим, т. е. должны существовать трансформаторы, выполненные на рассматриваемую нагрузку и сечения линий на рассматриваемое напряжение.

Разработка, сравнение и отбор вариантов конфигураций сети

Расчёт сравнительных показателей предложенных вариантов сети приведен в приложении Б.

Замечание: для удобства работы в расчётных программах буквенные обозначения ПС заменены соответственными цифровыми.

Учитывая расположение ПС, их мощности предложено четыре варианта подключения потребителей к ИП.

В первом вариант питание трёх ПС осуществляется от ТЭС по кольцевой схеме. Четвёртая ПС Г(4) питается от ТЭС и УРП. Достоинством варианта является надёжность всех потребителей, поскольку все ПС в данном варианте будут иметь два независимых источника питания. Кроме того схема удобна для диспетчерского управления (все ПС транзитные, что облегчает вывод в ремонт и позволяет быстро резервировать потребителей).

Рисунок 1 – Вариант 1

Для снижение тока в ПА режиме (при отключении одного из головных участков) в кольце ПС 1, 2, 3 предложен вариант 2, где ПС 2 и 3 работают в кольце, а ПС 1 питается по двухцепной ВЛ. Рисунок 2.

электрическая сеть напряжение затрата

Рисунок 2– Вариант 2

Для усиления связи между рассматриваемыми центрами питания приведён вариант 3, в котором ПС 3 и 4 питаются от ТЭС и УРП. Данный вариант уступает первым двум про протяжённости ВЛ, однако имеет место увеличение надёжности схемы электроснабжения потребителей ПС В(3). Рисунок 3.

Рисунок 3– Вариант 3

В варианте № 4 самый мощный потребитель ПС 4, выделен на отдельное питание по двухцепной ВЛ от ТЭС. В данном случае связь между ТЭС и УРП менее удачна, однако ПС Г(4) работает независимо от остальных ПС. Рисунок 4.

Рисунок 4– Вариант 4

Для полноценного сравнения необходимо учитывать напряжения по рекомендуемым вариантам сети.

По формуле Илларионова определим рациональные уровни напряжений для всех рассматриваемых головных участков и радиальных ВЛ:

,(3.1)

где – длина участка, на котором определяется напряжение;

– поток мощности, передаваемый по этому участку.

Для определения напряжения в кольце необходимо определить рациональное напряжение на головных участках. Для этого определяются потоки максимальной активной мощности на головных участках, при этом используется допущение об отсутствии потерь мощности на участках. В общем виде:

,(3.2)

,(3.3)

где P i - максимальная прогнозируемая мощность нагрузки i -го узла;

l i0` , l i0`` -длины линий от i -й точки сети до соответствующего конца (0` или 0``) развернутой схемы замещения кольцевой сети при ее разрезании в точке источника питания;

l 0`-0`` - суммарная длина всех участков кольцевой сети. /4, с 110/

Таким образом, получаем напряжения для интересующих нас участках схем, расчёт которых отражён в приложении Б. Для всех рассматриваемых участков расчётное рациональное напряжение равно 110 кВ.

Сравнение вариантов приводится в таблице 3.1

Таблица 3.1 – Параметры вариантов сети

По итогам предварительного сравнения выбираем для дальнейшего рассмотрения варианты 1 и 2.

3.2 Детальный анализ конкурентно способных вариантов

В данном подпункте необходимо оценить количество оборудования, которое необходимо для надёжного и качественного электроснабжения потребителей: трансформаторы, сечения ЛЭП, мощность компенсирующих устройств, схемы распределительных устройств. Кроме того на данном этапе оценивается техническая возможность (целесообразность) реализации предложенных вариантов.

Выбор количества и мощности компенсирующих устройств

Компенсация реактивной мощности - целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии.

Мероприятия по компенсации реактивной мощности на ПС позволяют:

уменьшить нагрузку на трансформаторы, увеличить срок их службы;

сеть Курсовая работа >> Физика

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов При проектировании электрических сетей на подстанциях всех категорий рекомендуется... нагрузок Расчет режима максимальных нагрузок. Районная электрическая сеть имеет один источник питания – системную...

1. Разработка 4-5 вариантов конфигурации сети

При выборе вариантов необходимо соблюдать два условия: сеть должна иметь по возможности меньшую длину; для каждого потребителя в зависимости от его категории должна быть обеспечена соответствующая степень надёжности.

В соответствии с ПУЭ нагрузки 1-й и 2-й категорий должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания. Допускается питание потребителей 2-й категории от одного источника при соответствующем технико-экономическом обосновании. Для электроприёмников 3-й категории достаточно питания по одной линии, питающейся от одного источника или, в виде отпайки, от проходящей вблизи линии. В качестве критерия сопоставления вариантов сети на данном этапе проектирования рекомендуется использовать суммарную длину линий. Длины высоковольтных (одноцепных) линий увеличиваем на 20% из-за вероятного отклонения трассы линии электропередачи от длины прямой линии по причине изменения рельефа местности. Длины двухцепных линий при этом умножаются на 1,4 - во столько раз дороже двухцепная линия по сравнению с одноцепной.

Этот критерий основывается на предположении, что все варианты схемы имеют один класс номинального напряжения и выполнены одинаковым сечением проводов на всех участках, причём использованы одинаковые типы опор, конструкции фаз и т.д.

Конфигурация вариантов сети приведена на рисунке 1.1.

На основе выше изложенного принимаем для дальнейших расчётов варианты 1 и 2. Оба варианта имеют наименьшую протяженность сети ЛЭП, удовлетворяют требованиям по числу присоединений к категориям потребителей, имеют кольцевые схемы.

Рисунок 1.1- Варианты конфигурации сетей

2. Приближенные расчёты потокораспределения в нормальном режиме наибольших нагрузок для двух вариантов сети

Рассчитаем нагрузки потребителей:

где Q = P*tgц,

где Р - активная мощность потребителей, МВт;

tgц=0,672 - коэффициент реактивной мощности потребителей, определяемый на основании cosц=0,83.

Для ПС2:

Q = 14*0,672 = 9,4 МВ*Ар

S = 14+j9,4 MB*А

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 Значения нагрузок потребителей

Для определения номинальных напряжений и сечений проводов для выбранных конфигураций сети необходимо рассчитать потоки мощности в ветвях схемы. На первом этапе проектирования эту задачу приходится решать приближённо. В качестве приближённого метода применим метод контурных уравнений, т.е. метод, с помощью которого расчёт потокораспределения ведётся в два этапа, когда на первом этапе выполняется расчёт без учёта потерь мощности и потерь напряжения, а на втором - расчеты уточняют с учётом потерь. Здесь используются результаты, полученные на первом этапе электрического расчёта. Чтобы создать предпосылки для возможности применения этого метода, прибегаем к допущениям:

Номинальные напряжения линий одинаковы;

Сечения проводов линий одинаковы, следовательно, их сопротивления пропорциональны их длинам, проводимости линий не учитываются;

Потери мощности в трансформаторах не учитываются.

Расчет приближенного потокораспределения для варианта №1

При одном источнике питания мощности на головных участках рассчитываем по выражению:

где l n и l ∑ длины противоположных плеч и суммы плеч соответственно.

Проверка:

Распределение мощностей на остальных участках рассчитываем по первому закону Кирхгофа.

Результаты расчёта с учётом направлений потоков мощности приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Результаты расчёта с учётом направлений потоков мощности для варианта №1

Расчет приближенного потокораспределения для варианта №2

Расчет приближенного потокораспределения для варианта №2 производим аналогично варианту №1.

Проверка

Результаты расчёта с учётом направлений потоков мощности приведены на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2- Результаты расчёта с учётом направлений потоков мощности для варианта №2

3. Выбор номинального напряжения и числа цепей линий

Номинальное напряжение - это основной параметр сети, определяющий габаритные размеры линий, трансформаторов, подстанций, коммутационных аппаратов и их стоимость.

Выбранное напряжение должно соответствовать принятой систем номинальных напряжений в энергосистеме региона. Предварительный выбор номинальных напряжений осуществляется по экономическим зонам или по эмпирическим формулам :

Формула Стилла:

Формула Илларионова:

Формула Залеского:

где l и Р - длина линии, км, и мощность на одну цепь линии. МВт

Во всех случаях независимыми переменными при выборе номинальных напряжений являются длины линий и протекающие по ним активные мощности, которые были определены на этапе предварительного потокораспределения.

Произведём расчёт напряжений по экономически зонам и эмпирическим формулам для участка 1-2 варианта №1:

Линия 1-2 одноцепная, длиной 39,6 км, передаваемая активная мощность Р=38,113 МВт. На пересечении координат осей искомая точка попадает в зону U=110 кВ. Предварительно для данной линии принимаем напряжение 110 кВ.

Формула Стилла:

Формула Илларионова:

Формула Залеского:

Окончательно принимаем на участке сети 1-2 варианта №1 номинальное напряжение 110 кВ.

Аналогично производим расчет для остальных участков сети. Результаты расчета сводим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Предварительный выбор номинального напряжения линий электропередачи

На участке 5-1 первого варианта принимаем линию двухцепной с номинальным напряжением 110 кВ.

На остальных участках сети принимаем одноцепные линии электропередач с номинальным напряжением 110 кВ.

4. Выбор сечения проводов и при необходимости ориентировочной мощности компенсирующих устройств. Уточнение конфигурации сети

Провода воздушных линий системообразующей сети выбираются по экономическим соображениям и проверяются по допустимому току нагрева в послеаварийных режимах, а также по условиям короны для линий 110 кВ и выше. Эти критерии являются независимыми друг от друга, и выбранное сечение провода должно удовлетворять каждому из них. Результаты расчётов можно представлять в виде таблицы 4.1. Эти расчёты выполняются для каждого из рассматриваемых вариантов.

Сечения проводов определяем по экономической плотности тока по формуле:

I-ток в проводнике при нормальной работе сети, А;

J э - экономическая плотность тока, определяемая в зависимости от материала токоведущего проводника, конструкции линии и времени использования максимальной нагрузки, А/мм 2 .

Согласно заданию, время использования максимальной нагрузки Т max =5100 ч для ПС2 и ПСЗ, и Т m ах =5200 ч для ПС4 и ПС5.

Так как значения Т m ах различны для потребителей, то для замкнутой сети находим Т ср:

Для варианта № 1:

Для варианта № 2:

По параметру Т ср и табл. 5.1 принимаем расчётное значение экономической плотности тока равное 1 А/мм 2 .

Проверка по условию короны:

U pa б - рабочее напряжение;

U кр - критическое напряжение короны;

m 0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности провода, для многопроволочных проводов m 0 =0,85;

m n - коэффициент, учитывающий состояние погоды, m п = 1 при сухой и ясной погоде;

д - коэффициент относительной плотности воздуха, учитывающий барометрическое давление и температуру воздуха, д=1;

r - радиус провода, см;

D - расстояние между осями проводов воздушной линии, см. Согласно стр.46 предварительно для расчётов среднее расстояние между проводами D может быть принято равным 400 см. В качестве материала для проводов воздушных линий используем сталеалюминевые провода марки АС диаметром не менее 11,3 мм (по условию образования короны). Наименьшее сечение провода должно удовлетворять условию: . Если критическое напряжение получается меньше рабочего (номинального), следует принимать меры для повышения критического напряжения, т.е. взять большее сечение.

Таблица 4.1 - Выбор сечений проводов воздушных линий

Для проверки выбранных сечений по нагреву в замкнутой сети находим потокораспределение в различных послеаварийных режимах и соответствующие токи. Результаты расчета сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Результаты расчёта послеаварийного режима

На всех участках сети ток в послеаварийном режиме не превышает допустимый ток по нагреву для выбранных проводов. Конфигурация сети для вариантов 1 и 2 остается такой же, как и в начале расчётов.

Согласно нормам технологического проектирования воздушных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше.

5. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях

На подстанциях, питающих потребителей I и II категории, для бесперебойности электроснабжения число трансформаторов должно быть не меньше двух. Мощность трансформаторов рекомендуется выбирать на условия всей нагрузки потребителей при выходе из строя одного трансформатора и с учётом допустимой перегрузки до 40%:

Мощность однотрансформаторной подстанции определяется максимальной загрузкой трансформатора в нормальном режиме (до 100%).

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном и послеаварийном режимах:

Рассмотрим выбор трансформаторов на примере подстанции 5.

Определим подключённую в момент максимума мощность:

Мощность трансформаторов с учётом допустимой перегрузки до 40%:

Принимаем по таблице 2.2 два трансформатора типа ТДН-2500/110.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

Аналогично произведём выбор трансформаторов для остальных подстанций. Результаты расчёта сведём в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 - Выбор числа и мощности трансформаторов

Таблица 5.2 - Параметры трансформаторов

6. Технико-экономическое сравнение вариантов

При технико-экономическом сравнении 2-х вариантов допускается пользоваться упрошенными методами расчётов, а именно: не учитывать потери мощности в трансформаторах и линиях при определении распределении мощности в сети; находить распределение мощности в замкнутых сетях не по сопротивлениям линий, а по их длинам; не учитывать влияния зарядной мощности линий; определять потери напряжения по номинальному напряжению.

Годовые эксплуатационные расходы и себестоимость передачи электроэнергии не характеризуют в полной мере повышения производительности труда на единицу продукции, не дают полного представления об экономичности т к не учитывают затрат труда на производство прибавочного продукта. В полной мере оценку эффективности капиталовложений и экономичности того или иного сооружения может быть только учёт затрат всего общественного труда, необходимого для производства продукции.

Приведенные затраты могут быть определены но формуле:

Нормативный коэффициент эффективности капиталовложения;

K - капитальные затраты на сооружение электрической сети;

Капитальные затраты на сооружение ЛЭП:

К 0 - стоимость сооружения воздушных ЛЭП на 1 км длины.

Рассчитываем стоимость линий в ценах 1991 гола для двух вариантов. Результаты сводим в таблицу 6.1

Таблица 6.1 - Стоимость линий

Капитальные затраты на сооружение подстанции:

Стоимость трансформаторов, тыс. руб.;

Стоимость сооружения открытых распределительных устройств, тыс. руб.;

Постоянная часть затрат по подстанциям, тыс. руб.

Эти данные приводятся в таблицах . Результаты расчетов стоимости подстанций для двух вариантов сводим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Стоимость подстанций

Капитальные затраты на сооружение электрической сети:

Годовые эксплуатационные расходы:

Отчисления на амортизацию и обслуживание, %;

- для силового оборудования;

Для воздушных ЛЭП

ДW - потери энергии в трансформаторах и линиях. МВт*ч;

в - стоимость 1 кВт*ч потерянной энергии, руб/кВт*ч;

для силового оборудования в = 1,75*10 -2 руб/кВт*ч, для ЛЭП в = 2,23*10 -2 руб/кВт*ч.

Потери энергии в трансформаторах:

и - потери холостого хода и короткого замыкания, кВт;

Номинальная мощность трансформатора, МВ*А;

Продолжительность работы трансформатора,

Продолжность максимальных потерь, определяется в зависимости от продолжительности наибольшей нагрузки по формуле:

Потеря энергии в линии:

Номинальное напряжение, кВ;

Активная сопротивление линии, Ом, состоящее из активного сопротивления на единицу длины, Ом/км и длины линии, км.

Для замкнутой сети:

Годовые эксплуатационные расходы в линиях:

Годовые эксплуатационные расходы в трансформаторах подстанции:

Годовые эксплуатационные расходы в линиях:

Суммарные годовые эксплуатационные расходы:

Приведённые затраты:

Так как вариант 2 более дешёвый по сравнению с вариантом 1, то при дальнейших расчётах используем вариант 2.

7. Электрические расчёты характерных режимов сети: наибольших и наименьших нагрузок, наиболее тяжелого послеаварийного режима

Целью электрического расчёта сети является определение параметров режимов, выявление возможностей дальнейшего повышения экономичности работы сети и получение необходимых данных для решения вопросов регулирования напряжения.

В электрический расчёт входят распределение активных и реактивных мощностей по линиям сети, вычисление потерь активной и реактивной мощностей в сети, а также расчёт напряжений на шинах потребительских подстанций в основных нормальных и послеаварийных режимах.

Составляют схему замещения электрической сети (линии замещаются П-образной, трансформаторы - Г- образной) и определяют её параметры:

Для линии:

; ; ; ,

Удельная активное и реактивное сопротивления, Ом/км;

Удельная реактивная (емкостная) проводимость, См/км;

Длина линии, км.

Удельные параметры ЛЭП r 0 , х 0 и b 0 определяют по таблицам.

Для участка сети 1-2, длинной 30 км, выполненного проводом АС-95/16:

активное сопротивление:

реактивное сопротивление:

ёмкостная проводимость:

зарядная мощность, подключенная на концах участка:

Таблица 7.1 - Параметры ЛЭП

Потери короткого замыкания, кВт;

Номинальное напряжение обмотки высшего напряжения, кВ;

Номинальная мощность трансформатора, МВ·А;

Напряжение короткого замыкания, %.

В расчётах электрических сетей 2-х обмоточные трансформаторы при U вн.ном ≤ 220 кВ представляются упрощённой схемой замещения, где вместо ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери холостого хода ∆Р х +j∆Q х:

.

Для подстанции 2:

Результаты расчётов сводят в таблицу 7.2

Таблица 7.2 - Параметры трансформаторов

Для данных трансформаторов предел регулирования напряжения ±9 х 1,78%.

7.1 Электрический расчёт сети в режиме наибольших нагрузок

Нагрузки электрической сети обычно задаются на шинах вторичного напряжения районных или потребительских подстанций. Нагрузка сети высшего напряжения больше заданной нагрузки на величину потерь мощности в трансформаторах. Кроме того, необходимо учитывать зарядную мощность линии, которая обычно приводит к уменьшению реактивной нагрузки сети. Приводят нагрузки к сети ВН:

Р вн +jQ вн =(Р н +∆P х + ·т) + j(Q н +∆Q х + ·Хт - ∑ Q b),

Р н, Q н - активная и реактивная мощности нагрузок, заданных на стороне вторичного напряжения подстанций; т, Х т - суммарные активные и реактивные сопротивления трансформаторов данной подстанции;

∑Q b - суммарная зарядная мощность линий, приложенная в точке подключения данной нагрузки (подстанции).

Для подстанции 2:

Результаты расчетов сводят в таблицу 7.1.1

Таблица 7.1.1 - Расчётные нагрузки подстанций