Проект распределительной электрической сети с применением системы напряжений 100/10/0,38 кВ

Описание

В проекте разработана электрическая распределительная сеть с применением системы напряжений 100/10/0,38 кВ.

Проведен анализ и теоретическое обоснование принципов выбора систем напряжений.

По результатам установлено, что определение и устранение повреждений на воздушных линиях электропередач, имеющих напряжение 110 кВ, выполняется быстрее, чем на линиях 35 кВ. При этом существует возможность выполнения нейтрали электросети 35 кВ через низкоомные резисторы с резистивным заземлением.

Произведен статистический анализ параметров загрузки линий и плотности тока в них.

Сделано формирование существующей схемы сетей, электрооборудования и параметров линий.

В составе исследуемой части электросети имеются 24 участка воздушных линий электропередач с номинальным напряжением 35 кВ, 15 подстанций 35/10 кВ, из которых четыре двухтрансформаторные и одиннадцать однотрансформаторные. Через четыре подстанции 110/35/10 кВ имеется связь с электросетью 110 кВ. На линиях электрической сети 35 кВ применены провода с сечениями: 50 мм², 70 мм², 120 мм². Предусмотрены участки воздушных линий электропередач, которые коммутируются только разъединителями. За счет этого затрудняется их эксплуатация, т.к. управление ими не может выполняться дистанционно. В электросети 35 кВ нейтраль выполнена изолированной. В составе подстанций имеются трехобмоточные трехфазные трансформаторы, мощность которых составляет 6,3 МВ×А, 10 МВ×А и 16 МВ×А, применены баковые масляные выключатели модели ВТ – 35А, С – 35М.

Произведен выбор уровней нагрузок с учетом неопределенности исходной информации.

Сделан прогноз трех вариантов нагрузок:

• Вариант П1 –через 10 лет нагрузка не изменяется и сохраняется на уровне замеров в зимний максимум нагрузки
• Вариант П2 –через 10 лет изменение нагрузки выполняется на 15%
• Вариант П3 –через 10 лет нагрузка изменяется на 35%.

Выбрана схема и параметры сети для различных уровней нагрузок при существующей системе напряжений 110/35/10 кв.

На подстанции 35/10 кВ приняты два трансформатора модели ТМН – 630/35, имеющие номинальную мощность 0,63 МВ×А. На подстанции 110/35/10 кВ выполнена установка двух трансформаторов: одного - 110/10 кВ, второго - 35/10 кВ.

Принята наименьшая площадь сечения проводов 35 мм². Определена величина начальной критической напряженности у провода 32,95 кВ/см. Выбраны провода АС – 120/19, АС – 35/6,2. Проведена проверка по условию нагрева выбранных проводов.

Сделан выбор схемы и параметров сети при альтернативной системе для различных уровней нагрузок.

Составлена схема электрической цепи. Вследствие перевода сети 35 кВ на напряжение 110 кВ в схеме сделаны следующие изменения:

• На подстанции выполнена установка дополнительной ячейки с выключателем 110 кВ на четыре секции шин 110кВ, посредством которой производится подключение линии после перевода ее на напряжение 110 кВ
• Питание подстанции выполняется за счет отпайки от ВЛ 110 кВ и отпайки от новой связи
• На подстанциях применена схема с обходной и одиночной секционированной системами шин и совмещенным обходным и секционным выключателем, т.к. имеется шесть присоединений

Определена минимальная площадь сечения сталеалюминевых проводов для воздушных линий 110 кВ 70 мм².

Выполнено формирование расчетных режимов.

Расчет режимов рассматриваемого участка электросети выполнен при помощи программы RastrWin.

Приведены электрические расчеты и сделан анализ их результатов.

При расчете принята система напряжений 110/35/10 кВ и уровень нагрузки П–1. Определены параметры:

Произведены расчеты потоков мощности и токов в линиях, напряжений на шинах 10 кВ подстанций, потерь реактивной и активной мощности с помощью программы RastrWin. По результатам расчетов установлено, что у системы 110/10 кВ преимуществ больше в сравнении с системой 110/35/10 кВ.

Сделан выбор критерия оптимальности для одноцелевой задачи.

В проекте изначально известна природная неопределенность, которая заключается в том, нагрузки на перспективный период не известны. Для выбора оптимальной стратегии применены критерии: Лапласа и пессимизма–оптимизма Гурвица. Рассчитана стоимость передачи электроэнергии при уровне нагрузке П для первой стратегии–149,98 тыс.руб/кВ×А.

Произведен выбор варианта системы напряжений в условиях неопределенности. Составлена платежная матрица стоимости передачи электроэнергии и рисков. В качестве оптимальной стратегии принята первая.

Проведен статистический анализ информации о площадях подстанций и выполнена ее обработка.

Составлена экологическая оценка объектов электросети.

Сделан выбор локальных критериев для многоцелевой оптимизации и принципов сведения многоцелевой задачи к одноцелевой. Определено суммарное значение площади земельных участков, которые заняты линиями и подстанциями при уровне нагрузки П для первой стратегии–1 10,73 га.

Приведена технико–экономическая оценка систем напряжений в условиях неопределенности исходной информации на основе многокритериального подхода. По результатам установлено, что выбор оптимальной стратегии находится в зависимости от значимости локальных критериев. При выборе первого варианта значимости локальных критериев - оптимальна стратегия S–2, которая соответствует системе напряжений 110/10/0,38 кВ. При принятии второго варианта - оптимальна стратегия S–1, которая соответствует 110/35/10/0,38 кВ. При первом варианте значение капитальных затрат в 1,1 раз выше  суммарных годовых потерь электроэнергии. Во втором – величина капитальных затрат больше в 2,04 раза, чем суммарные показатели годовых потерь электроэнергии.

Разработан раздел по технике безопасности при выполнении строительно-монтажных работ.

В дипломной работе проведен анализ целесообразности перевода существующего района электрических сетей с системой напряжения 110/35/10/0,38 кВ, на систему напряжения 110/10/0,38 кВ.