📄Работа №113658
Тема: Исследование применения высоковольтных линий постоянного тока в электроэнергетических системах
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
электротехника
Объем:
90 листов
Год:
2017
Просмотров:
76
4875
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
Глава 1 Высоковольтные линии электропередач постоянного тока как объект
исследования 5
1.1 Историческая справка 5
1.2 Сравнительная оценка систем передачи постоянного и переменного тока 6
1.2.1 Сравнение стоимости электропередачи 6
1.2.2 Оценка технических характеристик электропередачи 8
1.2.3 Предел по статической устойчивости 8
1.2.4 Регулирование напряжения 9
1.2.5 Компенсация линии 9
1.2.6 Управление потоками мощности объединенных энергосистем 10
1.2.7 Оценка надежности 11
1.2.8 Анализ схемотехники и основного силового оборудования ВППТ 11
1.2.9 Принцип работы технологии ВППТ 12
1.2.10 Преобразовательный блок 14
1.2.11 Батареи конденсаторов на стороне постоянного тока 17
1.2.12 Сглаживающий реактор на стороне постоянного тока 17
1.2.13 Преобразовательный трансформатор 18
1.2.14 Силовые фильтры высших гармоник на стороне переменного тока 19
1.3 Оценка последствий повсеместного внедрения систем передачи
электрической энергии на постоянном токе 20
1.4 Высоковольтные линии постоянного тока как «Межсетевой экран» 22
1.5 Цели и задачи исследования 28
Глава 2 - Расчёт высоковольтной линии постоянного тока 29
2.1 Описание Жигулёвской ГЭС 29
2.1.1 Территориальное месторасположения 29
2.1.2 Основное силовое оборудования Жигулёвской ГЭС 30
2.2 Выбор класса напряжения 30
2.3 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов 32
2.3.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 32
2.3.2 Расчёт трансформатора ТРДЦПНА-630000/13/150/150 33
2.4 Расчёт ЛЭП 36
2.4.1 Выбор опоры ЛЭП 36
2.4.2 Выбор проводов 37
2.4.3 Расчёт изоляторов для воздушной линии электропередач
постоянного тока 39
2.5 Выбор преобразовательного оборудования 41
2.6 Расчет токов короткого замыкания 43
2.6.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне
переменного тока 44
2.6.2 Расчет токов при коротком замыкании полюсов выпрямительного
преобразователя 47
2.7 Выбор и проверка основного силового оборудования 49
2.8 Реактривная мощность преобразователей 52
2.9 Расчёт сглаживающего реактора 56
2.10 Расчёт высших гармоник 58
2.11 Расчёт фильтра высших гармоник 61
2.12 Однолинейная схема ЛЭП 66
2.13 Расчёт потерь в линии 67
Глава 3 - Сравнительный анализ линии постоянного и переменного тока 75
3.1 Сравнительный анализ линии постоянного и переменного тока 75
Заключение 86
Список используемых источников 88
Глава 1 Высоковольтные линии электропередач постоянного тока как объект
исследования 5
1.1 Историческая справка 5
1.2 Сравнительная оценка систем передачи постоянного и переменного тока 6
1.2.1 Сравнение стоимости электропередачи 6
1.2.2 Оценка технических характеристик электропередачи 8
1.2.3 Предел по статической устойчивости 8
1.2.4 Регулирование напряжения 9
1.2.5 Компенсация линии 9
1.2.6 Управление потоками мощности объединенных энергосистем 10
1.2.7 Оценка надежности 11
1.2.8 Анализ схемотехники и основного силового оборудования ВППТ 11
1.2.9 Принцип работы технологии ВППТ 12
1.2.10 Преобразовательный блок 14
1.2.11 Батареи конденсаторов на стороне постоянного тока 17
1.2.12 Сглаживающий реактор на стороне постоянного тока 17
1.2.13 Преобразовательный трансформатор 18
1.2.14 Силовые фильтры высших гармоник на стороне переменного тока 19
1.3 Оценка последствий повсеместного внедрения систем передачи
электрической энергии на постоянном токе 20
1.4 Высоковольтные линии постоянного тока как «Межсетевой экран» 22
1.5 Цели и задачи исследования 28
Глава 2 - Расчёт высоковольтной линии постоянного тока 29
2.1 Описание Жигулёвской ГЭС 29
2.1.1 Территориальное месторасположения 29
2.1.2 Основное силовое оборудования Жигулёвской ГЭС 30
2.2 Выбор класса напряжения 30
2.3 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов 32
2.3.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 32
2.3.2 Расчёт трансформатора ТРДЦПНА-630000/13/150/150 33
2.4 Расчёт ЛЭП 36
2.4.1 Выбор опоры ЛЭП 36
2.4.2 Выбор проводов 37
2.4.3 Расчёт изоляторов для воздушной линии электропередач
постоянного тока 39
2.5 Выбор преобразовательного оборудования 41
2.6 Расчет токов короткого замыкания 43
2.6.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на стороне
переменного тока 44
2.6.2 Расчет токов при коротком замыкании полюсов выпрямительного
преобразователя 47
2.7 Выбор и проверка основного силового оборудования 49
2.8 Реактривная мощность преобразователей 52
2.9 Расчёт сглаживающего реактора 56
2.10 Расчёт высших гармоник 58
2.11 Расчёт фильтра высших гармоник 61
2.12 Однолинейная схема ЛЭП 66
2.13 Расчёт потерь в линии 67
Глава 3 - Сравнительный анализ линии постоянного и переменного тока 75
3.1 Сравнительный анализ линии постоянного и переменного тока 75
Заключение 86
Список используемых источников 88
📖 Введение
Наблюдаемое в настоящее время стремительное развитие силовой полупроводниковой техники, увеличение доли возобновляемых источников энергии, а также глобализация энергетики вдохнули новую жизнь в технологии и проекты высоковольтной передачи энергии постоянным током (ВППТ). Так, в России планируется строительство трех проектов ВППТ сверхвысокого напряжения, в Китае действует программа по строительству 14 проектов ВППТ напряжением ±800 кВ. Аналогичные проекты предлагаются в Бразилии (Belo Monte и Rio Madeira), Индии (Chicken Neck), ЮАР (WestCor). Кроме того, специфика функционирования ВППТ позволяет осуществлять проекты по передачи энергии на большие расстояния - Объединение Европа-Азия (Греция- Кипр-Израиль) длиной 1000 км, мощностью 2000 МВт; Атлантический ветер (США) 560 км, 7000 МВт; Шетланд (Великобритания) - 320 км, 600 МВт и др., а также осуществить объединение несинхронно работающих электроэнергетических систем (ЭЭС) и их частей.
Согласно данным научных групп, а также компаний ABB, Siemens, Alstom и др, специализирующихся на ВППТ (в зарубежной литературе ВППТ), в 2000 г. в мире находилось в эксплуатации 52 объекта ВППТ общей мощностью около 25 ГВт, а на сегодняшний день в мире в эксплуатации или в стадии строительства находится около 170 проектов ВППТ, с суммарной пропускной способностью почти 200 ГВт.
Таким образом, наблюдаемая в настоящая время тенденция по увеличению проектов ВППТ во всем мире, определяет необходимость в решении ряда исследовательских, эксплуатационных и проектных задач функционирования ЭЭС, включающих проекты ВППТ.
Согласно данным научных групп, а также компаний ABB, Siemens, Alstom и др, специализирующихся на ВППТ (в зарубежной литературе ВППТ), в 2000 г. в мире находилось в эксплуатации 52 объекта ВППТ общей мощностью около 25 ГВт, а на сегодняшний день в мире в эксплуатации или в стадии строительства находится около 170 проектов ВППТ, с суммарной пропускной способностью почти 200 ГВт.
Таким образом, наблюдаемая в настоящая время тенденция по увеличению проектов ВППТ во всем мире, определяет необходимость в решении ряда исследовательских, эксплуатационных и проектных задач функционирования ЭЭС, включающих проекты ВППТ.
✅ Заключение
В данной магистерской диссертации был выполнен анализ существующих видов высоковольтных линий электропередач постоянного тока.
В качестве исследования была выбрана проектируемая линия постоянного тока Жигулёвская ГЭС - ПС Северная (г.Москва). Данная линия сравнивалась с существующей линией переменного тока Жигулёвская ГЭС - ОЭС Центр.
Для исследования применяемости высоковольтных линий постоянного тока в электроэнергетических системах необходимо было выбрать тип опор, проводник, изоляцию и охранную зонную. В качестве проводника были выбраны и проверены провода марки 4хАС-600, а тип изолятора ПС-8,5 в количестве 31 шт в гирлянде.
Так же было необходимо выбрать количество и тип силовых трансформаторов (4 трансформатора типа ТРДЦПНА-630000/13/150/150), количество и тип преобразовательного оборудования (высоковольтный управляемый тиристор типа 5STP 37Y8500 ф.АВВ.), выбор и проверочный расчёт основного коммутационного оборудования (элегазовый выключатель ф. АВВ марки LTB 170D1/B) и выбор сглаживающего реактора СРОС-1000-2.
В ходе выполнения диссертации были рассчитаны высшие гармоники для 12-ти пульстной системы преобразования и реактивная мощность преобразовательной установки. По данным расчётам были выбраны компенсирующее устройство типа СКУ-150/750 и фильтровой реактор типа ФРОС, что в совокупности дало компенсатор реактивной мощности для первой гармоники и фильтр для 11, 13, 23 и 25 гармоник, на инверторной подстанции г. Москва.
Далее был произведён расчёт потерь электроэнергии в ходе которого выяснилось, что линия переменного тока, имеет меньшее сопротивление проводников, но с учетом компенсации реактивной мощности потери электрической мощности в ней оказались больше по сравнению с линией постоянного тока, на 2 МВт.
В третьей главе была определена экономическая длина равная 538 км. Это длина, при которой стоимость ЛЭП постоянного тока равняется стоимости ЛЭП переменного тока. А так же было рассчитано, что при использовании существующей ВЛ в качестве ВЛ постоянного тока возможно увеличение пропускной способности ЛЭП на 155%.
В качестве исследования была выбрана проектируемая линия постоянного тока Жигулёвская ГЭС - ПС Северная (г.Москва). Данная линия сравнивалась с существующей линией переменного тока Жигулёвская ГЭС - ОЭС Центр.
Для исследования применяемости высоковольтных линий постоянного тока в электроэнергетических системах необходимо было выбрать тип опор, проводник, изоляцию и охранную зонную. В качестве проводника были выбраны и проверены провода марки 4хАС-600, а тип изолятора ПС-8,5 в количестве 31 шт в гирлянде.
Так же было необходимо выбрать количество и тип силовых трансформаторов (4 трансформатора типа ТРДЦПНА-630000/13/150/150), количество и тип преобразовательного оборудования (высоковольтный управляемый тиристор типа 5STP 37Y8500 ф.АВВ.), выбор и проверочный расчёт основного коммутационного оборудования (элегазовый выключатель ф. АВВ марки LTB 170D1/B) и выбор сглаживающего реактора СРОС-1000-2.
В ходе выполнения диссертации были рассчитаны высшие гармоники для 12-ти пульстной системы преобразования и реактивная мощность преобразовательной установки. По данным расчётам были выбраны компенсирующее устройство типа СКУ-150/750 и фильтровой реактор типа ФРОС, что в совокупности дало компенсатор реактивной мощности для первой гармоники и фильтр для 11, 13, 23 и 25 гармоник, на инверторной подстанции г. Москва.
Далее был произведён расчёт потерь электроэнергии в ходе которого выяснилось, что линия переменного тока, имеет меньшее сопротивление проводников, но с учетом компенсации реактивной мощности потери электрической мощности в ней оказались больше по сравнению с линией постоянного тока, на 2 МВт.
В третьей главе была определена экономическая длина равная 538 км. Это длина, при которой стоимость ЛЭП постоянного тока равняется стоимости ЛЭП переменного тока. А так же было рассчитано, что при использовании существующей ВЛ в качестве ВЛ постоянного тока возможно увеличение пропускной способности ЛЭП на 155%.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.