Выбор схемы сети по протяженности и длине трассы

Возможные варианты схем предоставлены ниже.

Результаты вычислений длин линий и трасс введем в таблицу 1.

Вариант 1

 

 

Вариант 2

Вариант 3

 

Вариант 4

Вариант 5

 

Таблица 1

Суммарные длины линий и трасс.

Номер варианта
длина трассы, км
длина линии, км

 

Произведем проверку следующих вариантов: №1, 3 и 4.

3.2 Проверка отобранных вариантов по допустимым потерям напряжения

 

На втором этапе каждый из отобранных вариантов проверяется по допустимым потерям напряжения: DU_нб £ D U_доп.

Проверка производится в двух режимах работы сети – максимальном и аварийном.

Допустимые потери D U_доп принимаются равными 13-15% от U_н сети в максимальном режиме и 17-20% – в аварийном.

Мощности в узлах сети:

= (33+j 11,43) МВА, S_н1= 34,92МВА,

= (29+j 10,05) МВА, S_н2= 30,69 МВА,

= (35+j 12,12) МВА, S_н3= 37,04 МВА,

= (20+j 6,94) МВА, S_н4= 21,17 МВА,

= (17+j 5,882) МВА, S_н5= 17,99 МВА.

Проверка варианта 1

Режим максимальных нагрузок.

Распределение мощности:

Полные мощности, протекающие в линиях:

= ; S_5-4= 21,17 МВА,

= ; S_2-5= 39,16 МВА,

= ; S_3-2= 69,85 МВА,

= ; S_1-3= 106,89 МВА,

= ; S_р-1= 141,81 МВА,

Принимаем, что номинальное напряжение в проектируемом районе U_ном=110 кВ на участках 5-4, 2-5, 3-2, и U_ном=220 кВ на участках 1-3, РЭС-1.

Находим ток в линиях в режиме максимальных нагрузок:

,

где S _ij – полная мощность, протекающая в линии i-j,

n – количество параллельных цепей в линии i-j,

U_ном – номинальное напряжение на участке i-j.

А,

А,

А,

А,

А,

Расчётное сечение провода воздушной линии определяется по закону экономической плотности тока j_эк:

где I_max - максимальный рабочий ток; А; n – число цепей в воздушной линии.

Выбирается ближайшее к расчётному стандартное сечение провода F_станд. Выбранное сечение необходимо проверить по условию потерь на корону и по максимально допустимой нагрузке в аварийном режиме. В случае нарушения ограничений сечения проводов увеличиваются. При выборе сечений проводов окончательно уточняется напряжение отдельных участков сети.

По заданию, продолжительность использования наибольшей нагрузки Тнб=5750 ч/год.

Следовательно, j_эк=1 А/мм² (Идельчик. Электрические сети и системы. стр. 266).

 

Условие потерь на корону при U_ном=110 кВ имеем F_min=70 мм²,

при U_ном=220 кВ имеем F_min=240 мм².

Сечения проводов:

55,6мм², выбираем провод АС-70,

мм², выбираем провод АС-95,

мм², выбираем провод АС-185,

мм², выбираем провод АС-240,

мм², выбираем провод АС-240,

Выбранные сечения проводов необходимо поверить по допустимому току в аварийном режиме.

Ток в линиях в аварийном режиме при обрыве одного провода.

 

Ток в линиях в аварийном режиме:

А, провод АС-70 I_доп= 265 А,

 

А, провод АС-95 I_доп= 330 А,

 

А, провод АС-185 I_доп= 540 А,

 

А, провод АС-240 I_доп= 610 А,

 

А, провод АС-240 I_доп= 610 А,

 

Выбранные провода прошли проверку по допустимому току в аварийном режиме.

 

Для нахождения потери напряжения суммируются относительные потери напряжения по участкам сети одной ступени напряжения, так как в узлах понижения или повышения напряжения имеются средства регулирования напряжения; в случае разветвлённой сети одного номинального напряжения потери напряжения определяются от источника питания до каждой концевой подстанции, наибольшая DU_нб сравнивается с DU_доп: в замкнутой сети или в сети с двухсторонним питанием наибольшие потери напряжения определяются от источника питания до точки раздела мощности; среди аварийных режимов требуется выбирать такой, при котором потери напряжения увеличиваются на наибольшую величину. В разветвлённой сети с двухцепными линиями такой послеаварийный режим обусловлен обрывом одной цепи в линии с наибольшим значением потерь напряжения.

 

Падение напряжения в нормальном режиме.

Участок 5-4.

Провод АС-70, l =37 км, R₀=0,428 Ом/км, Х₀=0,444 Ом/км.

R_Л= R₀ l =0,428×18,5=7,918 Ом, Х_Л= Х₀ l =0,444×18,5=8,214 Ом.

Р= МВт, Q= Мвар.

1,96 кВ.

0,293 МВт.

 

Участок 2-5.

Провод АС-95, l =46 км, R₀=0,301 Ом/км, Х₀=0,434 Ом/км.

R_Л= R₀ l =0,301×23=6,923 Ом, Х_Л= Х₀ l =0,434×23=9,982 Ом.

Р=37МВт, Q=12,822Мвар.

3,5 кВ.

0,877 МВт.

 

 

Участок 3-2.

Провод АС-185, l =22 км, R₀=0,159 Ом/км, Х₀=0,413 Ом/км.

R_Л= R₀ l =0,159×11=1,749 Ом, Х_Л= Х₀ l =0,413×11=4,543 Ом.

Р=66МВт, Q=22,872 Мвар.

1,99 кВ.

1,705 МВт.

 

Участок 1-3.

Провод АС-240, l =29 км, R₀=0,118 Ом/км, Х₀=0,435 Ом/км.

R_Л= R₀ l =0,118×14,5=1,71 Ом, Х_Л= Х₀ l =0,435×14,5=6,307 Ом.

Р=101МВт, Q=34,992 Мвар.

1,85 кВ.

0,404 МВт;

 

Участок 1-р.

Провод АС-240, l =43 км, R₀=0,118 Ом/км, Х₀=0,435 Ом/км.

R_Л= R₀ l =0,118×21,5=2,536 Ом, Х_Л= Х₀ l =0,435×21,5=9,353 Ом.

Р=134МВт, Q=46,422 Мвар.

3,354кВ.

1,06 МВт;

 

DU_S3-1-р=1,85+3,354=5,204 кВ,

DU_S3-1-р% 2,365 %,

DU_S4-5-2-3=1,96+3,5+1,99=7,45 кВ,

DU_S4-5-2-3% 6,77 %.

 

DU_нб=DU_S4-5-2-3%=6,77% < DU_доп=15 %.