Тема дипломной работы: Расчёты переходных режимов простейшей ЭЭС со спроектированной электрической сетью и обоснование применения электрического торможения

В состав данной работы входят три части.

Первая часть включает в себя обзор электрического торможения синхронных генераторов, как одного из методов повышения динамической устойчивости энергосистемы при трехфазных коротких замыканиях.

Во второй части представлено технико-экономическое сопоставление возможных вариантов сооружения районной электрической сети для электроснабжения шести пунктов потребления. Также второй раздел содержит расчёт параметров нормальных и наиболее тяжёлых послеаварийных режимов работы сети. В конце данного раздела определены основные технико-экономические показатели.

Третья часть заключается в оценке эффективности применения поперечного электрического торможения в схеме с одной станцией , и обоснование его применения.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................5
1.Обзор публикаций по электрическому торможению..................................6
1.1 Исследование эффективности применения электрического торможения на удаленной электростанции...............................................................6
1.2 Поперечное эклектическое торможение..........................................8
1.3 Продольное электрическое торможение..........................................11 1.4 Продольно поперечное электрическое торможение...........................12
2. Характеристика исходных данных курсового проекта............................14
2.1 Определение расчётных нагрузок подстанций с учетом компенсации реактивной мощности.....................................................................15
3. Формирование конкурентоспособных вариантов схем сети.....................17
4. Оценка баланса реактивной мощности в проектируемой сети..................25
5. Выбор сечений и марок проводов воздушных линий................................29
5.1 Выбор экономически целесообразных проводов................................29
5.2. Проверка проводов по условиям технических ограничений.................32
5.2.1. Ограничения по механической прочности....................................32 5.2.2. Ограничение по потерям на корону и уровню радиопомех...............33
5.2.3. Ограничение по длительно допустимому нагреву..........................35
5.2.4. Ограничение по потерям напряжения.........................................40 5.2.5. Условие термической стойкости к токам короткого замыкания.........40
6. Технической осуществимость вариантов схемы сети.............................41
6.1. Оценка технической осуществимости сети 220...............................43 6.1. Оценка технической осуществимости сети 110...............................45
7. Выбор числа и мощности трансформаторов понижающих подстанций......48
8. Выбор схем распределительных устройств подстанций..........................52
8.1 Определение количества выключателей 220 и 110 кВ........................54
9. Выбор рационального варианта схемы сети.........................................56 9.1. Технико-экономическое сопоставление вариантов схемы сети............56
9.2. Капиталовложения на сооружение электрической сети 220кВ .............57
9.3. Издержки на передачу электроэнергии по электрической сети 220кВ...61 9.4. Сопоставление вариантов схем сети 220кВ .........................................64
9.5 Капиталовложения на сооружение электрической сети 110кВ ..............66
9.6 Сопоставление вариантов схем сети 110кВ......................................69
10. Расчет основных режимов работы спроектированной сети.....................70
10.1 Расчет режимов с помощью программного комплекса RastrWin..........84
11. Расчет основных технико-экономических показателей спроектированной сети...............................................................................................86
12. Исследование эффективности применения ЭТ......................................93
12.1 Расчет режимов без использования электрического торможения.........93
12.2 Расчет режимов с использованием электрического торможения ........101 ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................108

ВВЕДЕНИЕ
Проектирование электрических сетей на данный момент является очень важной задачей. Количество потребителей постоянно растет, а значит и развитие электрических сетей не должно стоять на месте. Данный курсовой проект ̶ прекрасная возможность глубже разобраться в вопросах проектирования.
В данной работе спроектирована сеть в Оренбургской области с 6 пунктами нагрузки с понижающими подстанциями. Главная задача - обеспечение электроэнергией этих пунктов потребления, географическое положение которых заранее определено на топографическом плане.
В ходе работы необходимо:
— сформировать не менее четырех конкурентоспособных, логически
обоснованных вариантов схем проектируемой электрической сети;
— оценить баланс реактивной мощности во всех вариантах схем сети.
— выбрать экономически целесообразные сечения проводов воздушных
линий и проверить их по условиям технических ограничений;
— оценить техническую осуществимость вариантов схем сети;
— для технически осуществимых вариантов схем сети выбрать число и
мощность трансформаторов понижающих подстанций, а также выбрать схемы распределительных устройств подстанций;
— выбрать наиболее рациональный вариант схемы сети из технически осуществимых;
Для выбранного варианта сети проводится расчет нормальных и наиболее тяжелых послеаварийных режимов работы сети, и определяются основные технико-экономические показатели. Далее в данной работе проводится исследование эффективности применения электрического торможения при трехфазном КЗ вблизи шин КЭС, к которым подключена нагрузка проектируемой электрической сети.

Заключение.
В первой части работы проведено теоретическое исследование. Рассмотрено 3 варианта исполнения Э.Т. и был выбран вид ЭТ (поперечное) для дальнейшего исследования.
При проектировании электрической сети было предложено шесть вариантов схем. Для этих вариантов было оценено потребление реактивной мощности в узлах. Расставлены необходимые КУ.
Для каждого варианта схем были выбраны экономически целесообразные провода воздушных линий. Так же проведена проверка по техническим ограничениям.
Сечения проводов линии выбирали по методу нормированной плотности тока, и проверяли по току в послеаварийном режиме. Далее проверили все схемы на техническую осуществимость. Данную проверку прошли все варианты схем.
Для всех схем было выбрано силовое оборудование: ТР ,АТР и ЛРТ, а также схемы РУ, был проведен технико-экономический анализ на предмет определения самого лучшего варианта. Но на этом этапе не выявлено принципиально худшей схемы по количественной оценке оборудования.
На следующем этапе проведен сравнительный анализ по дисконтированным затратам, был выявлен самый рациональный вариант схемы проектируемой сети. Для него рассчитаны и проанализированы

установившиеся нормальные режимы (НБ и НМ нагрузок) и наиболее тяжелые послеаварийные режимы в период наибольших нагрузок. В результате анализа установившегося нормального режима наибольших нагрузок было установлено, что баланс реактивной мощности выполняется и следовательно установка дополнительных конденсаторных батарей не требуется.
Затем оценена достаточность регулировочного диапазона устройств РПН двухобмоточных трансформаторов, которые должны обеспечивать требуемый уровень напряжения на шинах 10 кВ. Были рассчитаны основные технико-экономические показатели спроектированной сети.
В третьей части работы произведен анализ динамической устойчивости ЭЭС с одной станцией и с нагрузкой проектируемой сети при трехфазном коротком замыкании. Были подобраны такие параметры схемы, что бы в п/а режиме динамическая устойчивость системы не сохранялась.
Была построена угловая характеристика, из которой видно, что площадка ускорения больше площадки торможения. И построена зависимость δ(t). Из метода последовательных интервалов с шагом ∆ = 0.05 видно, что с каждой новой итерацией приращение угла увеличивается и в итоге угол δ(t) превышает значение в 180. Все это свидетельствует о нарушении динамической устойчивости системы. Был найден предельный угол отключения и предельное время отключения КЗ.
В третьей главе было проведено такое же исследование, но с применением поперечного тормозного нагрузочного сопротивления. Подобрано оптимальное значение нагрузочного сопротивления Rт. Установлено, что при применении ПЭТ, после отключения 3х фазного КЗ на линии в послеаварийном режиме система не теряет свою динамическую устойчивость.
Построены угловые характеристики, на них обозначены площадки ускорения и торможения, которые показывают эффективность

шагом ∆ = 0.05 видно, что приращение угла δ с каждой итерацией уменьшается, и при достижении значения критического угла δкр=114,14 (откл. ПЭТ), приращение становится отрицательным, т.е. δ начинает уменьшаться не превышая δкр.
Из угловой характеристики видно, что площадка ускорения для системы без ПЭТ больше чет для системы с ЭТ, а площадки торможения наоборот с ЭТ больше площадки без ЭТ. Т.е. общая динамическая устойчивость системы повысилась.
Далее установлена количественная оценка влияния использования тормозного сопротивления на увеличение возможной площадки торможения. Из расчёта видно, что возможная площадка ускорения увеличилась на 18%, что свидетельствует об улучшении динамической устойчивости.
Таким образом, была доказана эффективность применения поперечного электрического тормоза при малом времени отключения КЗ.