Развитие энергетики России, усиление связей между энергосистемами требует расширение строительства электроэнергетических объектов, в том числе линий электропередач и подстанций напряжением 35-110кВ переменного тока.

В настоящее время ЕЭС России включают в себя семь параллельно работающих объединений энергосистем: Центра, Средней Волги, Урала, Северо-запада, Востока, Юга и Сибири.

Производство электроэнергии растет во всем мире, что сопровождается ростом числа электроэнергетических систем, которое идет по пути централизации выработки электроэнергии на крупных электростанциях и интенсивного строительства линий электропередач и подстанций.

Проектирование электрической сети, включая разработку конфигурации сети и схемы подстанции, является одной из основных задач развития энергетических систем, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей. Качественное проектирование является основой надёжного и экономичного функционирования электроэнергетической системы.

Задача проектирования электрической сети относится к классу оптимизационных задач, однако не может быть строго решена оптимизационными методами в связи с большой сложностью задачи, обусловленной многокритериальностью, многопараметричностью и динамическим характером задачи, дискретностью и частичной неопределенностью исходных параметров.

В этих условиях проектирование электрической сети сводится к разработке конечного числа рациональных вариантов развития электрической сети, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергией в нормальных и послеаварийных режимах. Выбор наиболее рационального варианта производится по экономическому критерию. При этом все варианты предварительно доводятся до одного уровня качества и надёжности электроснабжения. Экологический, социальный и другие критерии при проектировании сети учитываются в виде ограничений.

1. Цель работы и характеристика исходной информации.

Целью дипломного проекта является разработка рационального, в технико-экономическом смысле, варианта электроснабжения потребителей вновь сооружаемой подстанции 10 с соблюдения требований ГОСТ к надёжности и качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям, а также разработка электрической схемы и компоновка подстанции, выбора основного оборудования, и оценка работы подстанции в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах. Карта-схема района электроснабжения представлена на рис. 1.1, подстанция сооружается в районе Урала со среднегодовой температурой окружающей среды +5⁰ С.

Источниками электроэнергии в схеме является ГРЭС, работающая на буром угле и соседняя энергосистема, эквивалентированная к узлу 1, мощность которой существенно превышает мощность рассматриваемого района развития сети, поэтому напряжение в узле 1 можно считать неизменным при колебании нагрузок рассматриваемой сети (U₁ =115кВ). На ГРЭС установлены генераторы ТВВ-200 и трансформаторы ТДЦ-250000/220. Системообразующая сеть 220кВ выполнена проводом АС-400, распределительная сеть 110кВ выполнена проводом АС-240.

Потребители электроэнергии подключаемой подстанции №10 включают промышленную и коммунальную нагрузку общей мощностью в максимальном режиме 32 МВт при cosφ=0,87. График нагрузки приведён на рисунке 1.2 и в таблице 1.1.

Состав потребителей по категориям надёжности электроснабжения:

I категория – 40%

II категория – 40%

III категория – 20%;

Номинальное низшее напряжение подстанции 10 кВ;

Число отходящих линий - 16

P=80 MBт

Р =110МВт 4 cosφ=0,9

cosφ= 0,9

4 ТДЦН – Р50000/220

2 1000 4ТВВ-200

U_{баз P =32МВт}

cos=0,87

cosφ=0,9