Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности 100200 Электроэнергетические системы и сети

Загрузка...

страницы: 1 2 3 4

скачать

Министерство образования Российской Федерации

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ЭЛТИ

____________А.П. Суржиков

«___» _____________ 2004 г.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов

специальности 100200 - Электроэнергетические системы и сети

Томск 2004

УДК 621.311

Эксплуатация электроэнергетических систем и сетей. Методические указания по выполнению курсовой работы для студентов очного обучения специальности 100200 – Электроэнергетические системы и сети. – Томск: Изд. ТПУ, 2004. – 32 с.

Составитель доцент кафедры ЭЛСИ, к.т.н. Мастерова О.А.

Рецензент Готман В.И.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром кафедры электрических систем 27 ноября 2002 года.

Зав. кафедрой ЭЛТИ Ю.В. Хрущев

^ КУРСОВАЯ РАБОТА: «КРАТКОСРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РЕЖИМА ЭНЕРГОСИСТЕМЫ»

В курсовой работе решаются задачи краткосрочного планирования режимов энергосистем, которое проводится с упреждением от суток до недели и предусматривает:

прогноз суточной электрической нагрузки энергосистемы;
оптимальное распределение нагрузки между электростанциями, задание суточных графиков межсистемных перетоков и суточных графиков нагрузки каждой электростанции;
решения по заявкам на вывод в ремонт или включение в работу оборудования с учётом мероприятий по ведению режима, изменению параметров настройки противоаварийной и режимной автоматики;
проведение отдельных проверочных расчётов устойчивости, токов к.з., уставок РЗиА.

^ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рис.1. Схема энергосистемы

Ключом к определению конкретного варианта исходных данных для курсовой работы является первая буква фамилии, первая буква имени и порядковый номер в списке группы.

Например, Иванов А. находится в списке группы под номером 13. Для буквы «И» выбирается соответствующий столбец из таблицы 1.1, для буквы «А» – столбец из таблицы 1.2, для номера «13» – третий столбец из таблицы 1.4.

При планировании режима для энергосистемы, представленной на рис.1, предполагаем, что подана заявка на вывод в ремонт линии электропередачи и агрегата на одной из станций в период с 9 до 10 часов утра.

Таблица 1.1

№ нагрузки	Отрасль промышленности		Варианты
	Наименование	Тмахчас	АЖНУФ		БЗОХЦ		ВИПЧШЩ		ГКРЗЫ		ДЛСЮМ		ЕМТЯ
			Рмах	cosφ	Рмах	cosφ	Рмах	cosφ	Рмах	cosφ	Рмах	cosφ	Рмах	cosφ
Н - 1	Станкостроение	6900	20	0.91	35	0.86	25	0.84	16	0.87	28	0.92	24	0.88
Н – 2	Машиностроение	5800	100	0.9	19	0.82	150	0.86	26	0.88	38	0.81	27	0.89
Н – 3	Автомобилестроение	5300	30	0.81	45	0.86	27	0.84	40	0.83	50	0.84	70	0.85
Н – 4	Сельское хозяйство	5000	50	0.86	55	0.82	60	0.81	65	0.87	38	0.82	80	0.88
Н – 5	Коммунально-бытовая	5400	60	0.82	55	0.82	71	0.86	62	0.9	53	0.83	64	0.91
Н – 6	Деревообрабатывающая	5600	50	0.8	60	0.82	65	0.86	86	0.88	68	0.85	47	0.89
Н – 7	Черная металлургия	8000	242	0.85	260	0.81	166	0.86	381	0.86	252	0.84	346	0.87
Н - 8	Химическая	7600	419	0.85	424	0.88	326	0.86	528	0.88	435	0.94	441	0.85

Здесь Тмах – годовое число часов использования максимума нагрузки, Рмах – величины мощности нагрузки МВт, cosφ – коэффициент мощности.

Таблица 1.2

^ Длины воздушных линий электропередач (ВЛЭП - 220 кВ) – Li (км)

Обозначе-ние ЛЭП	Варианты
	АБВЗ	ЭЮЯ	ГДЕЖ	ЧИКЛ	МНОП	РСТУ	ФХЦ	ШЩ
Л - 1	55	54	15	31	52	44	40	44
Л - 2	59	46	56	42	42	52	30	35
Л - 3	28	30	59	49	33	56	49	55
Л - 4	42	50	53	24	28	20	40	25
Л - 5	44	52	56	58	31	30	30	30
Л - 6	51	22	37	31	48	58	20	25
Л - 7	39	54	28	38	55	40	45	19
Л - 8	49	55	31	24	59	45	56	56
Л - 9	29	28	21	44	19	27	26	56
Марка провода	АСО - 240				АСО - 300

Таблица 1.3

^ Параметры турбогенераторов на электростанциях

Номер электро- станции	Тип агрегата	Номинальная мощность генератора Sн.ген, МВA	Uном, КВ	/(2,5^.10^-4), тут/кВт-ч.	cоs _ном
ЭС - 1 ЭС - 2	ТВФ- 100 ТВВ - 200	117,5 235	10,5 15,75	0,38+P_^2,8 0,44+P_^3,4	0,85 0.85

 - удельная расходная характеристика агрегата на электростанциях.

Таблица 1.4

^ Характеристики ремонтного режима и факторов, влияющих на нагрузку

№ варианта	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Откл. ТГ на эл. Станции	ЭС-1	ЭС-2	ЭС-1	ЭС-2	ЭС-1	ЭС-2	ЭС-1	ЭС-2	ЭС-1	ЭС-2
Откл.ВЛЭП	Л-1	Л-5	Л-6	Л-7	Л-8	Л-9	Л-1	Л-5	Л-8	Л-9
У₀, руб/кВт-ч	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Похолодание на t^оС-	5	4	3	2	1	5	4	3	2	1
Изменение Н-5 в 20ч.,%	2	3	4	5	2	3	4	5	2	3
, Мвт/л	5	4	3	2	1	5	4	3	2	1
, люкс	1	1	1	2	2	1	1	1	2	2
, Мвт/гр	3	4	5	3	4	5	3	4	5	3

у₀ – удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии;

,  - зависимости изменения нагрузок на единицу изменения наружной температуры и естественной освещенности (облачности) в МВт/градус и МВт/люкс;

,  - разности между прогнозируемыми (фактическими) наружными температурами и освещенностью и их среднемноголетними значениями.

Таблица 1.5

^ Типовые графики нагрузок активной мощности для рабочего дня

Время (час) c t_i и по t_i+1	Величина нагрузки для каждой отрасли промышленности и для каждого интервала времени, %
	Н-1	Н-2	Н-3	Н-4	Н-5	Н-6	Н-7	Н-8
00 – 02	47	87	67	75	50	36	83	93
02 – 04	47	87	45	80	50	33	83	90
04 – 06	47	87	44	73	60	32	83	95
06 – 08	81	87	62	63	90	50	100	95
08 – 10	100	100	100	100	100	100	100	100
10 – 12	85	94	82	75	100	85	90	93
12 – 14	85	94	91	65	80	83	90	90
14 – 16	100	100	100	100	80	83	93	100
16 – 18	82	92	66	85	100	80	95	95
18 – 20	74	92	77	70	100	77	90	90
20 – 22	76	92	76	50	90	75	83	90
22 – 00	70	87	78	70	70	48	83	90

^ 2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ

АКТИВНОЙ, РЕАКТИВНОЙ И ПОЛНОЙ НАГРУЗОК

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

В данном проекте поинтервальное прогнозирование суточных графиков нагрузки выполняется по типовым графикам отдельных (заданных в таблице 1.1) отраслей народного хозяйства, которые обычно используются для решения задач технико-экономического планирования. Обычно такие графики составляются и хранятся для рабочих дней каждой недели, понедельника, субботы, воскресенья, праздничных и предпраздничных дней. В реальных условиях для прогнозирования используется архив суточных графиков нагрузки, включающий данные за 5-10 лет.

Значения нагрузки, хранящиеся в архиве, приводятся к номинальной частоте, к среднемноголетней температуре для данного периода, к среднемноголетней освещенности (облачности) и уточняются по известным (или предполагаемым) метеорологическим и экологическим условиям на следующие сутки при помощи следующего выражения:

(2.1)

г

де Р_пр_i – прогнозируемые почасовые значения нагрузки, полученные для i-го часа по архивным данным;

– соответственно зависимости изменения нагрузок на единицу изменения наружной температуры и естественной освещенности;

,– разности между фактическими температурами и освещенность и их средними значениями.

Различают графики по фиксируемому параметру: графики активной, реактивной и полной мощности, по времени (суточные, годовые). Графики могут быть непрерывными или ступенчатыми.

График реактивной нагрузки определяется из соотношения:

(2.2)

При этом делается допущение, что tg φ неизменен в течение всех суток.

График полной нагрузки получается суммированием (геометрически):

(2.3)

^ 3. ПОСТРОЕНИЕ ГОДОВОГО ГРАФИКА

ПО ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ НАГРУЗКИ

Годовой график по продолжительности строится на основе характерных суточных графиков за весенне-летний и осенне-зимний периоды. Такой график показывает длительность работы в течение года с различной нагрузкой. По суточным графикам для каждого значения мощности нагрузки суммируется время, в течение которого данная нагрузка имела место.

Продолжительность действия каждой величины нагрузки определяется по формуле:

(3.1)

где m – количество дней в году;

t_i – длительность действия нагрузки за день.

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ

ЭНЕРГОСИСТЕМЫ, ПОДСТАНИЙ И ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Графики электрической нагрузки по активной мощности характеризуется следующими величинами:

P_max, P_min– максимальная, минимальная мощности нагрузки.

Р

_ср– средняя мощность нагрузки

(4.1)

Р_ск – среднеквадратичная мощность

(4.2)

k_зап – коэффициент заполнения графика нагрузки

(4.3)

k_нер – коэффициент неравномерности графика нагрузки

(4.4)

k_ф – коэффициент формы графика нагрузки

(4.5)

T_max – время максимальной нагрузки в год

(4.6)

Количественные характеристики графиков электрической нагрузки необходимо представить в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Количественные характеристики графиков электрической нагрузки

Характерис-тики графиков	Отрасли промышленности
Характерис-тики графиков	1	2	3	4	5	6	7	8	Энерго-система
Р_ср
Р_ск
k_ф
k_зап
k_нер
А_г
T_max

^ 5. ОПИСАНИЕ И ВЫБОР ГЛАВНЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И ПОДСТАНЦИЙ

5.1. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИБЛИЖЕННОГО БАЛАНСА АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ. ВЫБОР ЧИСЛА АГРЕГАТОВ

^ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Особенность электроэнергетических систем состоит в практически мгновенной передаче энергии от источников к потребителям и невозможности накапливания выработанной электроэнергии в заметных количествах.

В каждый момент времени в установившемся режиме системы ее электрические станции должны вырабатывать мощность, равную мощности потребителей, и покрывать потери в сети – должен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой мощности.

Число агрегатов на электростанциях следует выбирать из условия соблюдения баланса активной мощности:

(5.1)

здесь:

(5.2)

(5.3)

где

– установленная мощность генераторов на ЭС-1 и ЭС-2, МВт;

Р_треб – мощность, необходимая для покрытия всех нагрузок и потерь активной мощности, МВт.

Для заданной схемы энергосистемы (рис.1) можно найти из следующих выражений:

(5.4)

(5.5)

Здесь k__Ртр, k__Рл, k_сн, k_рез – коэффициенты, учитывающие потери активной мощности в трансформаторах и ВЛЭП, нагрузки электроприемников собственных нужд и резервы электростанций (k__Ртр=1.02; k__Рл=1.08; k_сн=1.1; k_рез=1.1).

Число агрегатов на электростанциях выбираем из соотношения:

(5.6)

Тогда:

(5.7)

(5.8)

Проверка правильности выбора числа агрегатов на электростанциях осуществляется путем сравнения:

(5.9)

В качестве вырабатываемой мощностью в данном случае принимается сумма установленных мощностей первой и второй электростанций за вычетом одного, наиболее мощного, агрегата:

(5.10)

Послеаварийную требуемую мощность можно найти по формуле:

(5.11)

^ 5.2. ВЫБОР ЧИСЛА ПИТАЮЩИХ ЛЭП ДЛЯ НАГРУЗОК Н – 7 И Н – 8

Количество питающих линий для нагрузок определяется как:

(5.12)

где Р_пр – пропускная способность линии, взятая из таблицы 5.1.

Таблица 5.1

Напряжение линии	Сечение провода	Передаваемая мощность, МВт		Длина линии Электропередач, км
U, кВ	h, мм	Натуральная	При плотности тока 1.1 А/мм²	Предельная при КПД=0.9	Средняя (между двумя соседними пс)
1	2	3	4	5	6
10	-	-	5	-	-
35	16 -150	-	12	50	-
110	70 - 240	30	13 – 45	80	25
220	240 - 400	135	90 – 150	400	100
1	2	3	4	5	6
330	3×300 - 3×500	360	270 – 450	700	130
500	5×300 - 3×500	900	770 – 1300	1200	280
750	5×300 - 5×400	2100	1500 – 2000	2200	300
1150	8×300 - 8×500	5200	4000 – 6000	3000	-

^ 5.3. СОСТАВЛЕНИЕ ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ

Главная схема электрических соединений – это совокупность основного электрооборудования (генераторы, трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями.

При выборе схем электроустановок должны учитываться следующие факторы:

значение и роль электростанции или подстанции для энергосистемы;
положение электростанции или подстанции в энергосистеме, схемы и напряжения прилегающих сетей;
категория потребителей по степени надежности электроснабжения;
перспектива расширения и промежуточные этапы развития электростанции, подстанции и прилегающего участка сети.

Главная схема электрических соединений подстанции выбирается с использованием типовых схем РУ 35 – 750 кВ. Нетиповая схема может применяться только при наличии технико-экономических обоснований.

Рекомендуется принять следующие типовые схемы РУ, которые формируют главную схему электрических соединений:

РУ – ВН ЭС – 1 выполнено по схеме с двумя несекционированными (рабочей и обходной) системами шин.

РУ – НН ЭС – 1 выполнено по схеме – одна секционированная система с обходной системой шин и с одним выключателем на цепь.

РУ – ВН ЭС – 2 выполнено по схеме с двумя несекционированными (рабочей и обходной) системами шин.

П/ст 2, 3 имеют схему четырехугольника.

П/ст 1,4,5 – одна секционированная система шин с обходной с отдельным секционным и обходным выключателями.

В схемах с обходной системой шин все присоединения с выключателями подключаются к обходной системе шин.

^ 5.4. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

И ПОДСТАНЦИЯХ

Выбор числа и номинальной мощности трансформаторов производится таким образом, чтобы была обеспечена возможность надежного электроснабжения потребителей всех категорий при наиболее эффективном использовании выбранной мощности трансформаторов.

При питании потребителей I, II категорий количество трансформаторов должно быть не менее двух, а их мощность определяется из соотношения:

(5.13)

где ^ P_max – максимальное значение активной нагрузки; n – число параллельно работающих трансформаторов; β – коэффициент допустимой перегрузки.

Приближенно:

(5.14)

где R =1.882 – районный коэффициент.

Принимается, что генераторы электростанции 1 работают на общие (сборные) шины на генераторном напряжении. В этом случае количество трансформаторов здесь может быть любым, но не менее двух. Расчетную мощность одного трансформатора можно определить по формуле (5.12).

Поскольку нагрузка Н – 7 подключена непосредственно на шины генераторного напряжения, то ее мощность не протекает по трансформаторам связи.

Таким образом:

(5.15)

На электростанции ЭС-2 установлены блоки «генератор-трансформатор». Поэтому число трансформаторов здесь соответствует числу агрегатов, а номинальная мощность определяется из условия

S_ном _тр = S_{ном ген}. (5.16)

Параметры трансформаторов необходимо свести в таблицу.

^ 6. ВЫБОР ОПЕРАТИВНОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

6.1. СОСТАВЛЕНИЕ ВАРИАНТОВ ОПЕРАТИВНОЙ

И РЕМОНТНОЙ СХЕМ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Вариант 1. Все генераторы работают, все выключатели включены, предусмотрена работа всех трансформаторов параллельно.

Вариант 2. Ремонтный режим. В соответствии с заданием отключен генератор на одной из электростанций и отключена одна из линий.

Оперативные схемы для обоих вариантов составляются с помощью программы SСHMAIN.

^ 6.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ КЗ ДЛЯ НАМЕЧЕННЫХ ВАРИАНТОВ ОПЕРАТИВНОЙ СХЕМЫ

Одной из задач, решаемых на уровне краткосрочного планирования, является проведение отдельных поверочных расчетов токов коротких замыканий для проверки правильности выбора ранее установленных и выбора вновь вводимых устройств РЗ и А, различных коммутационных устройств.

В данном проекте предлагается провести расчет и анализ режима трехфазного короткого замыкания для намеченных вариантов оперативной схемы. Далее полученные результаты будут использованы для выбора и проверки выключателя 220 кВ для нагрузки Н-8.

6.3. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ 220 кВ

^ ДЛЯ НАГРУЗКИ Н - 8

Предварительный выбор выключателя производится по таким важнейшим параметрам, как:

1) напряжение установки:

U_ном U_уст; (6.1)

2) длительный ток:

(6.2)

По отключающей способности:

периодической слагаемой тока кз:

I_отк_ном I _п,_; (6.3)

апериодической составляющей:

i_a_,_ном i_a_,_, (6.4)

где

(6.5)

(6.6)

(6.7)

- минимальное время действия релейная защиты;

- собственное время отключения выключателя, задаётся в каталогах для каждого типа выключателей;

Т_а=0.14 с - постоянная времени затухания апериодической слагаемой тока;

_% - допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в отключаемом токе короткого замыкания, которое зависит от τ.

Если i_a_,_номоказался меньше i_a_,_, согласно ГОСТ 648 – 78Е, допускается проверка по отключающей способности по полному току:

. (6.8)

По включающей способности:

(6.9)

(6.10)

где

(6.11)

Проверка на электродинамическую стойкость:

(6.12)

(6.13)

Проверка на термическую стойкость:

(6.14)

где

(6.15)

t_отк= 4с – время действия резервной защиты.

^ 7. ПОСТРОЕНИЕ РАСХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ

Расходные характеристики электростанций В_к= f (P_k) строятся по выражению:

(7.1)

где

n_k– число агрегатов на k-ой станции;

β_k– удельная расходная характеристика агрегата для k-ой станции приведенная в таблице 1.3, тут/кВт·ч .

Расходные характеристики можно представить в виде таблицы 7.1.

Скачать 0,64 Mb.

оставить комментарий

страница	1/4
	т.н. Мастерова
Дата	04.03.2012
Размер	0,64 Mb.
Тип	Методические указания, Образовательные материалы

Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1 2 3 4

плохо

не очень плохо

средне

хорошо

отлично

Ваша оценка этого документа будет первой.

Ваша оценка:

Разместите кнопку на своём сайте или блоге:

Загрузка...

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации