Проектирование системы электроснабжения 500/220 кВ

Данная работа посвящена проектированию системы электроснабжения класса напряжения 500/220 кВ и разработки методики по увеличению её надежности. Задачи, которые решались в ходе исследования:

1. Выбор и проверка силового оборудования.

2. Определение установившегося режима работы исследуемой системы.

3. Расчет токов и напряжения несимметричного короткого замыкания.

4. Оценка динамической устойчивости системы и мероприятий по её увеличению.

Работа проведена на базе высшей школы электроэнергетических систем (ВШЭС), где собиралась значительная часть фактического материала и проводилась консультация о порядке исследования. Был произведен выбор элементов системы электроснабжения. Проведены расчеты, показывающие параметры работы системы электроснабжения при установившемся и аварийном режимах. Анализ проводился методом математического моделирования.

В результате была спроектирована и проанализирована система электроснабжения, обеспечивающая требуемые параметры, согласно выданному заданию. Определены токи и напряжения несимметричного короткого замыкания, которые в дальнейшем могут быть использованы для выбора соответствующего оборудования релейной защиты и автоматики. Предложен метод по увеличению динамической устойчивости.

Основной задачей энергетики всегда было обеспечение надежного электроснабжения потребителей. На сегодняшний день в эпоху развития технологического прогресса и наращивания производственных мощности как никогда актуальна задача проектирования надежной системы электроснабжения. В ходе данной выпускной квалификационной работы будет спроектирована система электроснабжения 550/220 кВ, отвечающая требованиям надежности и способная обеспечивать конечного потребителя электрической энергией, качество которой соответствует требованиям ГОСТ 32144-2013. Поставленная задача будет решена посредством известных методологических документаций и предоставляемого программного обеспечения. В работе будет выбрано соответствующее силовое оборудование, рассчитан установившийся режим работы системы электроснабжения, определены напряжения и токи при коротком замыкании, а также исследована динамическая устойчивость. 

Введение 5

Глава 1. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 6

1.1. Выбор генераторов 6

1.2. Выбор силовых трансформаторов 6

1.3. Выбор сечений проводов линий электропередачи 12

Глава 2. РАСЧЕТ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 17

2.1. Расчет параметров воздушных линий 18

2.2. Расчет параметров трансформаторов и автотрансформаторов 18

2.3. Расчет режима энергосистемы 19

2.4. Расчет режима компьютерным методом в программе RASTRWIN 34

Глава 3. РАСЧЕТ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ НЕСИММЕТРИЧНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 39

3.1. Допущения, принимаемые при расчетах 39

3.2. Выбор базисных условий 39

3.3. Приведение параметров схемы к базисным условиям 39

3.4. Составление и преобразование схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательности 47

3.5. Определение токов и напряжений в месте короткого замыкания 56

3.6. Расчет токов и напряжений несимметричного короткого замыкания в программном комплексе EMTP 59

Глава 4. РАСЧЕТ ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ 64

4.1. Расчет параметров схемы замещения 64

4.2. Моделирование короткого замыкания и определение предельного времени отключения 73

4.3. Увеличение предельного отключения короткого замыкания за счет автоматического регулятора скорости 78

Заключение 80

Список используемой литературы 82

1 Справочник по проектированию электроэнергетических систем. Под ред. Рокотяна С.С. и Шапиро И.М. М: Энергоатомиздат, 1985.

2 Основы переходных прецессов в электроэнергетических системах: Методические указания по курсовому проектированию /Сост.: А.Н. Беляев, М.А. Люлина, Г.А. Першиков, С.В. Смоловик, В.С. Чудный. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016.

3 Электромеханические переходные процессы в электроэнергетических системах: учеб. пособие / А.Н. Беляев, Г.А. Першиков, И.Е. Рындина, С.В. Смоловик, В.С. Чудный – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016.

4 Электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах : учеб. пособие / А.Н. Беляев, Г.А. Першиков, Е.Н. Попков, С.В. Смоловик, В.С. Чудный – СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2012.

5 Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования / Под ред. Б.Н. Неклепаева, перераб. М.: Энергоатомиздат., 1989г.

6 Электрические системы. Электрические сети./ Веников В.А. М.: Высш. шк., 1998.

7 Электромагнитные переходные процессы в электрических системах. Учебник для электротехнических и энергетических вузов и факультетов./Ульянов С.А. М.: Энергия, 1970.

8 Избранные труды по вопросам устойчивости электрических систем./ Горев А.А. М.: Госэнергоиздат, 1970.

9 Переходные процессы, часть I и II. Электронный конспект лекций / А.Н. Беляев.

10 Методические указания по устойчивости энергосистем. Утверждены приказом Минэнерго России от 30.06.2003 №277.