Расчет электрической сети

 

Далее для всех режимов строятся схемы питания с указанием  приведённых нагрузок, мощностей, протекающих  по участкам схемы, точки раздела  мощности.

Рисунок 5.3 – Нормальный установившийся режим максимальных нагрузок

Рисунок 5.4 – Нормальный установившийся режим минимальных  нагрузок

Рисунок 5.5 – ПАВ установившийся режим

 

 

 

 

 

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЙ И ВЫБОР ПРОВОДОВ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

При проектировании воздушных линий  электропередачи напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения  проводов производится по нормированным  обобщённым показателям. В качестве таких показателей используются нормированные значения экономической  плотности тока.

 

 

6.1 Определение сечения  проводников по экономической  плотности тока

Средневзвешенная продолжительность  использования максимальной нагрузки, ч/год, в расчёте определяется по схемам условного одностороннего питания с учётом количества подстанций, входящих в эту систему, и определяется по формуле:

   (6)

где и – активные мощности соответственно низкой и средней обмоток трансформатора, МВт (для трансформаторных подстанций – значения из задания; для тяговых подстанций – значения из таблицы 5); и – продолжительности использования максимума нагрузок соответственно низкой и средней обмоток трансформатора, ч (для трансформаторных подстанций – значения из задания; для тяговых подстанций: для тяговых потребителей лежат в пределах 6000÷7500 ч, для районных потребителей лежат в пределах 2000÷4250).

Таблица 7

  Экономическая плотность тока, А/мм²

Продолжительность использования  максимальной нагрузки, ч	Голые провода и шины		Кабели с бумажной изоляцией  и провода с резиновой изоляцией  жилы
	медные	алюминиевые	медные	алюминиевые
1000-3000	2,5	1,3	3	1,6
3000-5000	2,1	1,1	2,5	1,4
5000-8760	1,8	1	2	1,2

 

Расчётная токовая нагрузка, А, для  участка сети определяется по формуле:

            (6.1)

где   – модуль максимальной мощности на i-ом участке ЛЭП, МВА.

Расчётная токовая нагрузка для  участка Aa:

Далее определяется необходимое значение сечения провода, мм², по формуле:

           (6.2)

Сечение провода на участке Aa:

где – экономическая плотность тока, А/мм², которая выбирается по таблице 7, относительно средневзвешенной продолжительности использования максимальной нагрузки; m=2 – количество цепей ЛЭП, двухцепная линия.

 

По расчётным значениям сечений  из справочной литературы производится выбор проводов марки АС для каждого  участка сети.

Результаты вычислений для всех участков сети заносятся в таблицу 8.

Таблица 8

  Выбор проводов

Участок сети	Расчётная токовая нагрузка (двухцепная линия), А	Расчётный ток для ПАВ  режиме (двухцепная линия), А	Расчётное сечение проводов, мм2	Тип проводов
Ab	376 (188)	492 (246)	173	АС-185/29
bc	170 (85)	289 (144)	77	АС-120/19
cB	524 (262)	441 (221)	239	АС-240/32
Ba	429 (214)	231 (115)	195	АС-240/32
aA	381 (190)	0	173	АС-185/29

 

По условию механической прочности  для ВЛ, сооружаемых на двухцепных опорах,  сечение должно быть больше 120 мм².

По условиям короны для ВЛ сечение должно быть больше 70 мм²,

            (6.4)

 

Проверка проводов по допустимым длительным токам.

По [3] допустимый длительный ток для проводов АС-120/19, АС-185/24 и  АС-240/32 равен 390А, 510А и 610А соответственно, что больше максимального длительного  тока на участках ЛЭП.

            (6.5)

где – расчётный ток, протекающий по участку сети, в самом сложном режиме – установившимся послеаварийном режиме, А; – допустимый ток для выбранного проводника, А, согласно таблице 11 [5].

Следовательно, окончательно принимаем  для Ab, aA участков ЛЭП провод АС-185/29, для bc, принимаем провод АС-120/19, для cB и Ba ─ AC-240/32.

 

6.2 Определение параметров  схемы замещения линии электропередачи

При отпуске электроэнергии потребителям энергоснабжающая организация должна предусмотреть технологические  потери энергии при передаче по ЛЭП. В выполняемом расчете учитываются  потери энергии, которые возможно выразить через потери мощности в режимах. Для определения потерь мощности в линии электропередачи следует  определить параметры схемы замещения  линии электропередачи. Для определения  параметров линии электропередачи  составляется П-образная схема замещения, которая представлена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 – П-образная схема замещения линии электропередачи

 

Для проектируемой линии  выбираем в качестве промежуточных  опор:

Рисунок 6.2 – Двухцепная промежуточная опора П110-4В

 

Для опоры П110-4В среднегеометрическое расстояние, мм, между проводами  определяется по формуле:

    (6.6)

Диаметр, удельное активное сопротивление  проводов берётся по каталожным данным, а погонное индуктивное сопротивление  и погонная удельная проводимость считаются  по формулам (6.7-6.8), данные заносятся  в таблицу 9:

Таблица 9

Погонные параметры  схемы замещения ЛЭП

Участок сети	Тип проводов
Ab	АС-185/29		18,8	0,159	0,414	2,742
bc	АС-120/19		15,2	0,244	0,427	2,653
cB	АС-240/32		21,6	0,118	0,405	2,803
Ba	АС-240/32		21,6	0,118	0,405	2,803
aA	АС-185/29		18,8	0,159	0,414	2,742

 

 

 

 

Погонное индуктивное сопротивление:

        (6.7)

Погонная ёмкостная проводимость:

         (6.8)

Погонные параметры участка Ab:

 

Параметры схемы замещения ЛЭП  определяются по следующим формулам:

            (6.9)

           (6.10)

           (6.11)

где – активное сопротивление ЛЭП, Ом; – реактивное сопротивление ЛЭП, Ом; – реактивная проводимость ЛЭП, См; – количество цепей линии электропередачи; – длина участка линии электропередачи, км.

Параметры участка Ab:

Результаты вычислений для всех участков сети заносятся в таблицу 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

 Параметры схемы  замещения ЛЭП

Параметр	Расчётный участок сети
	Ab	bc	cB	Ba	aA
Марка провода	АС-185/29	АС-120/19	АС-240/32	АС-240/32	АС-185/19
Длина участка сети, км	40	51	48	32	59
	3,18	6,222	2,832	1,888	4,691
	8,281	10,898	9,729	6,486	12,215
	2,194	2,706	2,691	1,794	3,235

 

6.3 Определение расчетных  нагрузок подстанций

Под расчетной нагрузкой подстанции, МВА, подразумевается нагрузка подстанции на шинах ВН с учетом зарядных мощностей  примыкающих линий:

          (6.12)

где – зарядная мощность i-го участка ЛЭП, примыкающего к подстанции, МВАр.

Расчета для подстанции b приведен ниже (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 Расчётная однолинейная схема

Половина зарядной мощности участка Ab, МВАр:

      (6.13)

Половина зарядной мощности участка bc, МВАр:

 

     (6.14)

Расчётная нагрузка подстанции b:

 (6.15)

Расчет остальных нагрузок аналогичен. Результаты расчета сводятся в таблицу 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 11

 Расчетные нагрузки  подстанций для рассматриваемых  режимов

Подстанция
	Режим наибольших нагрузок	Режим наименьших нагрузок	ПАВ режим
b	32,713+j21,542	9,819+j3,67	32,713+j21,542
c	104,534+ j76,325	31,335+j18,097	104,534+ j76,325
B	-112,966-j71,257	-138,493-j78,653	-112,705-j61,034
a	34,758+j23,817	10,428+j3,813	34,758+j23,817

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 УТОЧНЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ  МОЩНОСТЕЙ В СЕТИ ДЛЯ РАСЧЕТНЫХ  РЕЖИМОВ С УЧЕТОМ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

 

7.1 Расчёт мощности с  учетом сопротивления в линии

Уточнение распределения мощности предполагает перерасчет в схеме  двухстороннего питания, только вместо приведенной мощности используется расчетная мощность. Также необходимо учесть сопротивление линии (рисунок 7.1).

Значение полной мощности, МВА, на головных участках c учетом сопротивлений  в линиях можно определить по формуле:

 

          (7.1)

где – общее сопротивление ЛЭП, Ом; – сопротивление ЛЭП от противоположного источника до данной нагрузки, Ом; – расчетная нагрузка подстанции, МВА.

Мощности головных участков:

Производим проверку баланса  мощностей по формуле (5.5):

 

Расчёт мощностей остальных  участков аналогичен методике, представленной формулами (5.2)–(5.4).

 Результаты расчётов для  всех подстанций и для всех  режимов заносятся в таблицу  6.

 

Таблица 12

Мощности участков линии

Участок ЛЭП	Полная мощность в расчётном  режиме, МВА
	Нормальный установившийся режим максимальных нагрузок	Нормальный установившийся режим минимальных нагрузок	Установившийся послеаварийный режим
Ab	51,766+j42,73	23,953+j16,862	59,3+j60,65
bc	19,053+j21,188	33,772+j20,532	26,587+j39j108
cB	85,481+j55,137	65,107+j38,611	77,947+j37,217
Ba	27,485+j16,12	73,386+j40,042	26,587+j39,108
aA	7,273+j7,697	62,958+j36,229	-