Домашнее задание
Зайти в систему Educon → Электрические станции и подстанции (ТИИ).
Ознакомиться с Рабочей программой дисциплины.
Выбор схем электрических соединений подстанций : Методические указания / сост. Кокин С.Е. – Екатеринбург: УПИ-Энерго, 2001. – 42 с. : ил.
В связи с несовпадением центров производства и потребления энергии необходим транспорт и распределение энергии к электропотребителям. Эти функции в сложной цепи «электрическая станция – потребитель» возлагаются на электрические сети, которые образуют систему передачи и распределения электрической энергии.
Задача такой системы централизованного электроснабжения состоит в том, чтобы донести выработанную на станциях электроэнергию до потребителей.
Электрическая система (электроэнергетическая система, ЭЭС) – совокупность электроустановок электрических станций и электрических сетей энергосистемы и питающиеся от нее приемники электрической энергии, объединенные общностью процесса производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. (ПУЭ, пп. 1.2.3 и 1.2.4)
Система электроснабжения (СЭС) – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. (ПУЭ, п. 1.2.5)
Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. (ПУЭ, п. 1.2.6)
- передающие – транспортер, паропровод, вал, ЛЭП;
- преобразующие – котел, турбина, генератор, трансформатор.
Эффективность технологического процесса зависит от всех этих элементов. Следовательно, имеется комплекс режимных задач, связанных с работой оборудования. Необходимо выбирать состав работающего оборудования, режим его загрузки и использования, соблюдать все ограничения и нормативы на технологические параметры, добиваться максимального КПД.
Сейчас имеются государственные предприятия (АЭС), предприятия коллективной собственности (АО Энерго, электростанции, сетевые предприятия), предприятия частной собственности (некоторые объекты малой энергетики, небольшие сетевые предприятия).
Производственный процесс включает все сферы деятельности предприятия, а не только технологические. При управлении производством имеются различные сферы: снабжение, планировании, кадры, эксплуатация, ремонты, развитие, охрана окружающей среды и пр. Они также влияют на издержки управления, цены на продукцию и конкурентные преимущества предприятия на рынке. Затраты на производство электроэнергетической продукции в цикле технологического процесса примерно на 50 % определяют общие издержки.
Хозяйственная форма влияет на коммерческую и технологическую деятельность предприятия. Имеется определенная специфика решения задач управления для предприятий с разными техническими целями и хозяйственными формами.
Электростанция – электроустановка, предназначенная для производства (генерации) электрической энергии из первичной энергии заключенной в природных энергоносителях.
Основным назначением электрических станций является выработка электрической энергии для снабжения ею промышленного и сельскохозяйственного производства, коммунального хозяйства и транспорта. Часто электростанции обеспечивают также предприятия и жилые здания паром и горячей водой.
Электрические станции
(по району обслуживания)
- снижение суммарного резерва мощности;
- уменьшение суммарного максимума нагрузки;
- взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений мощностей электростанций;
- взаимопомощь в случае неодинаковых сезонных изменений нагрузок потребителей;
- взаимопомощь при ремонтах;
- повышение надежности электроснабжения потребителей;
- режимы мощностей, электроэнергии, частоты, напряжения меняются в лучшую сторону;
- возможность увеличения единичной мощности агрегатов и электростанций;
- возможность единого центра управления.
Особо необходимо отметить, что при объединении улучшаются технико-экономические показатели электростанций и снижаются их издержки, а это очень важно для ценовой стратегии.
Недостатками крупных объединений является сложность управления такими объектами. Нужны комплексы средств и систем управления, которые позволили бы управлять системой как единым целым.
Относительная быстрота протекания процессов:
- волновые процессы – (10-3 – 10-6) с,
- отключения и включения – 10-1 с,
- короткие замыкания – (10-1 – 1) с,
- качания – (1 – 10) с.
Энергосистема связана со всеми отраслями промышленности и транспорта, характеризующимися большим разнообразием приемников электроэнергии.
Потребление электрической энергии подвержено множеству случайных и неопределенных факторов. Погрешности предвидения потребления электроэнергии с заблаговременностью в несколько минут составляют примерно 2 %, а с годовой заблаговременностью до 10 %.
Сначала потребитель-покупатель использует товар (электрическую энергию), а затем оплачивает его.
Развитие энергетики должно опережать рост потребления электроэнергии, иначе невозможно создание резервов мощности. Энергетика должна развиваться равномерно, без диспропорций отдельных элементов.
Электрическая сеть – совокупность электроустановок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропередачи, работающих на определенной территории. (ПУЭ, п. 1.2.6)
Одним из основных передающих элементов электрических сетей и СЭС являются линии электропередачи.
Топливное хозяйство
Пароге-нератор
Электрическая станция
Подстанция
ЛЭП
ЭП
ЛЭП
- конструктивное исполнение.
Выбор этих параметров является сложной технико-экономической задачей.
Электрические сети выполняют по радиальным,
магистральным
или смешанным схемам.
Топливное хозяйство
Пароге-нератор
Электрическая станция
Подстанция
ЛЭП
ЭП
РУ
Закрытым распределительным устройством (ЗРУ) называется РУ, оборудование которого расположено в здании. (ПУЭ, п. 4.2.2)
Достоинством ОРУ являются меньшие по сравнению с ЗРУ объем строительных работ, их стоимость и время выполнения, а их недостатками – неудобство обслуживания при низких температурах и в плохую погоду, большая занимаемая площадь.
РУ
Для наружной установки - КРУН
Топливное хозяйство
Пароге-нератор
Электрическая станция
Подстанция
ЛЭП
ЭП
ПС
Комплектные трансформаторные (преобразовательные) подстанции (КТП, КПП) или части их, устанавливаемые в закрытом помещении, относятся к внутренним установкам, устанавливаемые на открытом воздухе, - к наружным установкам.
Пристроенной подстанцией называется подстанция, непосредственно примыкающая к основному зданию. (ПУЭ, п. 4.2.5)
ПС
Встроенной подстанцией называется закрытая подстанция, вписанная в контур основного здания. (ПУЭ, п. 4.2.5)0
Столбовой (мачтовой) трансформаторной подстанцией называется открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на конструкциях или на опорах ВЛ на высоте, не требующей ограждения подстанции. (ПУЭ, п. 4.2.9)
Главные понизительные подстанции (ГПП) предназначены для приема электроэнергии от энергетических систем напряжением 35 – 220 кВ и преобразования ее в напряжение заводской сети 6-10 кВ для питания цеховых и межцеховых подстанций. Главным отличием ГПП от УРП является то, что подводимая энергия трансформируется, а также меньшая мощность, чем УРП.11
Трансформаторные пункты (ТП) малой и средней мощности, предназначенные для питания одного или нескольких цехов, участков районов города. Трансформируют электроэнергию с напряжения 6 – 10 кВ на вторичное напряжение 220 – 660 В.
Трансформаторные подстанции являются основным звеном системы электроснабжения. В зависимости от положения в энергосистеме, назначения, величины первичного и вторичного напряжения их можно классифицировать на:
ПС
Разновидностью районных подстанций энергосистем являются узловые распределительные подстанции (УРП), на которых основная мощность при подводимом напряжении 110 – 500 кВ распределяется без или с частичной трансформацией по линиям глубоких вводов для питания отдельных объектов большой мощности предприятий.
Подстанции глубоких вводов (ПГВ) – подстанции предназначенные для питания отдельного объекта или района. Получают электроэнергию или от энергосистемы или от УРП данного предприятия. Обычно выполняются по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении110 – 220 кВ.
Тяговые подстанции используются для нужд электрифицированного транспорта.
Тупиковые ПС — питаемые по одной или двум радиальным линиям;
ПС
Ответвительные ПС — присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях;
Проходные ПС — присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием;
Узловые ПС — присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями.
Проходные и узловые подстанции, через шины которых осуществляются перетоки мощности между узлами сети, называют транзитными.
Также используется термин «опорная подстанция», который как правило обозначает подстанцию более высокого класса напряжения по отношению к рассматриваемой подстанции или сети. Хотя для этого значения целесообразнее использовать термин «центр питания».
Номинальные напряжения установлены для согласования режимов работы всех элементов СЭС, начиная от генераторов электрических станций и закончивая самыми удаленными электроприёмниками. На эти же напряжения изготовляют электрооборудование.
Номинальное напряжение сети это то напряжение, которое необходимо для нормальной работы электроприемников, оно совпадает с номинальным напряжением приемников. Номинальное напряжение генераторов, также как и для вторичных обмоток трансформаторов принимается на 5 % выше номинального напряжения сети. Это вызвано необходимостью учета потерь напряжения, вызванных протеканием тока по проводам сети и поддерживать у потребителя номинальное напряжение.
Согласно ПУЭ имеются две категории напряжения до и свыше 1000 В.
Шкала номинальных линейных напряжений электроустановок до 1000 В определяется по ГОСТ 21128-83, свыше 1000 В по ГОСТ 721-77.
Примерная зависимость приведенных затрат от напряжения показана на рисунке
Напряжение, при котором затраты имеют минимум, называется рациональным.
При определении рационального нестандартного напряжения по эмпирическим формулам (в кВ) можно воспользоваться, например, формулой Стилла:
где P – передаваемая расчетная активная мощность на одну цепь, МВт;
L – длина линии, км.
Эта формула дает приемлемые результаты при L ≤ 250 км и P ≤ 60 МВт.
При L ≤ 1000 км и Pр ≥ 60 МВт в расчетах рационального напряжения можно использовать формулу Залеского
Также для расчетов довольно часто применяют формулу Илларионова, дающую удовлетворительные результаты для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ при больших протяженностях линии и значительных мощностях, особенно при P ≥ 1000 МВт:
Следует отметить, что при реальном проектировании выбор номинального напряжения весьма ограничен. Как правило, электрическая сеть не проектируется «с нуля», а представляет собой динамически развивающийся объект. Поэтому проектирование сводится к развитию сети, когда новые отдельные участки необходимо привязать к уже существующей сети. В этих условиях номинальное напряжение новых участков во многом предопределено уже имеющимися в районе напряжениями.
Решение.
Определяем передаваемую активную мощность по ЛЭП
Pр = Smax . cos ϕ,
Pр = 32 . 0,92 = 29,44 МВт.
Рассчитаем рациональное напряжение по формуле Стилла:
кВ.
Округляем найденное напряжение до ближайшего стандартного – 110 кВ, при помощи которого и будет запитан завод.
Также в качестве рационального напряжения возможен вариант 35 кВ. Эффективность того или иного варианта необходимо доказывать при помощи технико-экономических расчетов, с учетом цен и издержек в электроэнергетике на каждый конкретный объект.
Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть