Электрическая сеть промышленного района

Расчет будем вести  с помощью учебной программы RASTR. Для создания моделей рассматриваемых вариантов на данном этапе принимаем дополнительные параметры сети:

1. средневзвешенное удельное  сопротивление линий принимаем

 

                                            Z₀=R₀+j*X₀=(0,2+j*0,4), Ом/км,           (3.1)

 

2. номинальное напряжение  электрической сети задаем заведомо  завышенным, для уменьшения потерь  мощности и напряжения. Принимаем номинальное напряжение равным 750 кВ.

 

В обоих выбранных вариантах узел 1 – балансирующий. Узел 7 – ТЭС В.

Сопротивления линий  рассчитаем по формуле:

 

                                                Z=(R₀+j*X₀)*l ,                                        (3.2)    

 

где l – длина линии.

 

Информация по ветвям сети приведена в таблице 3.1- для варианта №2 и в таблице 3.2 – для варианта №5.

 

 

 

Таблица 3.1 – Информация по ветвям сети для варианта №2

		схема 2
линия		длина, мм	Длина, км
НН	НК			R, Ом	X, Ом
7	5	18	17,82	3,56	7,13
7	2	16	15,84	3,17	6,34
2	4	27	26,73	5,35	10,69
1	3	38	37,62	7,52	15,05
1	4	27	26,73	5,35	10,69
3	4	18	17,82	3,56	7,13
5	3	32	31,68	6,34	12,67
3	6	26	25,74	5,15	10,3
		Сумма	199,98

 

Таблица 3.2 – Информация по ветвям сети для варианта №5

		схема 5
линия		длина, мм	Длина, км
НН	НК			R, Ом	X, Ом
7	5	18	17,82	3,56	7,13
7	2	16	15,84	3,17	6,34
2	4	27	26,73	5,35	10,69
1	3	38	37,62	7,52	15,05
1	4	27	26,73	5,35	10,69
5	3	32	31,68	6,34	12,67
1	6	32	31,68	6,34	12,67
2	5	22	21.78	4.36	8.71
		Сумма	209.88,

 

Информация по узлам сети для вариантов №2,5 приведена в таблице 3.3.

Таблица 3.3 – Информация по ветвям сети для вариантов №2, 5

Номер узла	Мощность нагрузки		Мощность генерации		Номинальное напряжение
	P,МВт	Q,МВар	P,МВт	Q,МВар	U,кВ
1	-	-	-	-	750
2	12	8,4	-	-	750
3	41	28,7	-	-	750
4	30	21	-	-	750
5	24	16,8	-	-	750
6	6	4,2	-	-	750
7 (ТЭС В)	-	-	55	24	750

Реактивные мощности в узлах  были рассчитаны по формуле:

 

                                   

                                         (3.3)

_{где tgφ=0,7 – для узлов 1-6;}

       _{tgφ=0,436 – для узла 7 (ТЭС В).}

Узел	P, МВт	Q, Мвар
1	—	—
2	12	8,4
3	41	28,7
4	30	21
5	24	16,8
6	6	4,2
7	55	23,98

 

 

Результаты расчета для варианта №2 приведены на рисунке 3.1, для варианта №5 – на рисунке 3.2.

Рисунок 3.1 – Результат  расчета режима для варианта №2

 

Рисунок 3.2 – Результат  расчета режима для варианта №5

 

Предварительный выбор  номинального напряжения выполним по экономическим зонам и по эмпирической формуле Илларионова.

Формула Илларионова: 

_{где l – длина линии, км;}

      Р – передаваемая мощность, МВт.

 

Для варианта №5:

 

Результаты расчета напряжения для варианта №5 приведены в таблице 3.4, для варианта №2 – в таблице 3.5.

 

Таблица 3.4 – Результаты расчета напряжения сети для варианта №5

Номер линии по схеме	Длина линии, Км	Передаваемая активная мощность, МВт	Расчётное номинальное  напряжение, кВ		Принятое номинальное напряжение, кВ
			По экономическим зонам	По эмпирическим формулам
1-3	37,62	27,9	110	98,61	110
1-4	26,73	24,1	110	90,41	110
3-5	31,68	11,6	35	65,75	110
2 - ТЭС 7	15,84	24,7	110	86,80	110
ТЭС 7 – 5	17,82	30,3	110	95,141	110
1-6	31,68	6,0	35	48,08	110
2-4	26,73	5,9	35	47,55	110
2-5	21.78	4,9	35	50,60	110

 

 

Таблица 3.5 – Результаты расчета напряжения сети для варианта №2

 

Номер линии по схеме	Длина линии, Км	Передаваемая активная мощность, МВт	Расчётное номинальное  напряжение, кВ		Принятое номинальное напряжение, кВ
			По экономическим зонам	По эмпирическим формулам
1-3	37,62	27,2	110	97,4	110
1-4	26,73	30,8	110	100,1	110
3-4	17,82	11,4	35	63,57	110
2 – ТЭС 7	15,84	22,6	110	83,89	110
ТЭС 7 - 5	17,82	32,4	110	97,46	110
3-6	25,74	6,0	35	47,89	110
5-3	31,68	8,4	35	56,50	110
2 – 4	26,73	10,6	110	62,69	110

 

На основании полученных результатов  расчетов принимаем номинальное  напряжение сети равным 110 кВ, для узла №6 (линия «узел №1 – узел №6») принимаем напряжение равным 110 кВ.

 

4 Выбор сечений проводов и, при необходимости, ориентировочной мощности компенсирующих устройств. Уточнение конфигурации сети.

 

4.1 Расчет для варианта №5

 

Проведем  расчет потокораспределения в режиме наибольших нагрузок и в послеаварийных режимах при выбранном номинальном напряжении. Расчет ведем в программе RASTR. Принимаем номинальное напряжение в балансирующем узле 1  равным 119 кВ, в остальных узлах - 110 кВ, в узле №6 – 110 кВ .   Расчет режима наибольших нагрузок приведен в на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 –Расчет режима наибольших нагрузок для варианта №5 при Uном=110

 

Для обеспечения надёжности и отклонений напряжений в допустимых пределах примем линию1-3 двухцепной.

Расчет  потокораспределения с учетом уточнения  сети (наличие двухцепной ВЛ на участке «узел 1 – узел 3») приведен рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Расчет режима наибольших нагрузок для варианта №5 с учетом установки двухцепных ВЛ на участках «узел 1 – узел 3»

 

Токовая загрузка ЛЭП  в режиме наибольших нагрузок

 

Ветви	1-3	1-4	3-5	5-7	2-7	2-5	2-4	1-6
Токи	245	177	67	167	130	43	37	36

 

Провода воздушных линий  выберем по экономическим соображениям и проверим по допустимой мощности (току) нагрева в послеаварийных режимах, а также по условиям короны для линий 110 кВ. Эти критерии являются независимыми друг от друга, и выбранное сечение провода должно удовлетворять каждому из них.

По  условиям короны минимальное сечение  провода для линий U=110кВ согласно ПУЭ является провод марки АС70/11.

В данном курсовом проекте  для выбора проводов будем использовать метод экономической плотности  тока. При использовании данного  метода необходимо знать средневзвешенное значение времени использования наибольшей нагрузки:

,      (4.1)

где   i – номера узлов нагрузок;

Р_нбi  и Т_нбi – наибольшая активная нагрузка и время использования наибольшей активной нагрузки в i-ом узле.

 

 ч

 ч

 

По таблице 5.1 [1] в соответствии с рассчитанным Т_{нб ср} принимаем расчётное значение плотности тока  j_э1=0,8 А/мм².j_э2=0,9А/мм²

Экономическое сечение  провода:

,      (4.2)

где F_эк– экономическое сечение провода, мм²;

 I _нб– расчетный ток в режиме наибольших нагрузок, протекающий по линии, А;

      – экономическая плотность тока, А/мм².

Рассчитанное значение F_эк округляем до ближайшего стандартного [1, прил. 1, табл. 1.1] и заносим полученные значения в таблицу 4.3. Расчетные данные выбранных проводов сводим в таблицу 4.1.

 

F_эк5-7=167/0,8=208,75мм².Принимаем проводАС240/32.

 

F_эк2-7=130/0,8=162,5мм².Принимаем проводАС185/29.