2 Выбор варианта сети

Для построения рациональной конфигурации сети для заданного расположения потребителей намечаем два варианта , из которых на основе технико-экономического сравнения вариантов выбирается лучший . Выбранный вариант должен обладать необходимой надежностью , экономичностью , гибкостью .

Рисунок 1 - Вариант схемы развития районной сети А

Рисунок 2 - Вариант схемы развития районной сети Б

3. Выбор номинального напряжения

Выбираем сечение проводов ВЛ методом экономических интервалов . Определяем напряжение в узлах по формуле Г.А.Илларионова

, (1.1)

где l – длина участка цепи, км;

Р – мощность узла, МВт.

Расчет по формуле (1.1) сводим в таблицы 1.1

Таблица 1.1 – Выбор номинального напряжения сети

узел	P, МВт	, км	U, кВт
4	15	40	74,7
7	25	90	97,3
10	50	40	126,5
12	45	44	122,2

Окончательно выбираем вариант 110 кВ

4. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов

Рисунок 3 - Вариант схемы развития районной сети А

4.1. Выбор сечения проводов производим методом экономических интервалов.

Определяем максимальный ток линий на 5 год эксплуатации

I_{max5 = , (1.2)}

Определяем расчетный ток на пятый год эксплуатации:

I_P5=I_max5 ^.α_i ^.α_{т , (1.3)}

где α_i – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линий;

α_т – коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки;

α_i = 1,05 [1, Рокотян с. 158];

α_т = 1,3 [1, Рокотян с. 158];

I_P5 – расчетный ток на пятый год эксплуатации, А;

I_max5 – максимальный расчетный ток на пятый год эксплуатации, А;

n – число цепей;

P_max мощность в узлах , кВт;

- напряжение в узлах, кВ;

cosφ=0,9;

4.2. Выбираем по экономическим интервалам сечение проводов для линии напряжением 110 кВ, выполненных на стальных опорах, 2 район по гололеду для европейской ОЭС.

Пользуясь таблицей экономических условий необходимо:

I_доп≥ I_{р5 ,} (1.4)

где I_доп – допустимый длительный ток вне помещения, А [1, Рокотян с.292].

I_P5 – расчетный ток на пятый год эксплуатации, А

Выбранное сечение проверяем с учетом условий окружающей среды:

I_допос =К_ос Imax5 , (1.5)

где К_ос – коэффициент, учитывающий окружающую среду [1,Рокотян с.292].

К_ос=0,88 при Т=36 ^˚ С

I_допос- допустимый длительный ток вне помещения, учитывающий окружающую среду.

Проверяем выбранные провода на аварийный режим:

I_ав=2 I_P5≤ I_{доп ,} (1.6)

Полученные результаты по формулам (1.2 – 1.6) сводим в таблицы 1.2 и 1.3

Таблица 1.2- Выбор марки проводов для схемы А

Участок сети	P, МВт	Imax, А	IP5 , А	q,мм2	Марки проводов	Iдоп,А	Iдопос, А	Iав,А
1-4	15	87,6	119,5	150	АС-150/19	450	396	239,1
1-7	25	73,0	99,6	95	2АС-95/16	330	290,4	199,2
1-10	50	146,0	199,2	150	2АС-150/19	450	396	398,5
1-12	45	131,4	179,3	150	2АС-150/19	450	396	358,6

Рисунок 4 - Вариант схемы развития районной сети Б

Таблица 1.3 – Выбор марки проводов для схемы Б

Участок сети	P, МВт	Imax5,А	IP5,А	q,мм2	Марки проводов	Iдоп,А	Iдопос, А	Iав,А
1-4	15	87,6	119,5	150	АС-150/19	450	396	---------
1-7	25	73,0	99,6	95	2АС-95/16	330	290,4	199,2
1-10	47	137,2	187,3	150	2АС-150/19	450	396	282,3
1-12	48	140,1	191,3	150	2АС-150/19	450	396	282,3
10-12	3	17,5	23,9	70	АС-70/11	265	233,2	47,8

Выбранный вариант сечения провода проходит проверку в нормальном аварийном режиме.

5. Расчет схем замещения воздушной линии

5.1. Для ВЛ применяются П-образные схемы замещения, состоящие из продольных и поперечных ветвей. Исходные данные для схемы А в таблице 1.4

Таблица 1.4 – Исходные данные схемы замещения варианта А

Участок сети	P, МВт	Длина участка	Марки проводов	R0, 0м/км	X0, Ом/км	B0, см/км	Q0,Мвар
1-4	15	40	АС-150/19	0,12	0,405	2,81	0,0375
1-7.	25	90	2АС-95/16	0,198	0,42	2,7	0,036
1-10	50	40	2АС-150/19	0,198	0,42	2,7	0,036
1-12	45	44	2АС-150/19	0,198	0,42	2,7	0,036

Исходные данные для схемы Б в таблице 1.5

Таблица 1.5 - Исходные данные схемы замещения варианта Б

Участок сети	P, МВт	длина участка	Марки проводов	R0, 0м/км	X0, Ом/км	B0, см/км	Q0,Мвар
1-4	15	40	АС-150/19	0,2	0,42	2,7	0,036
1-7	25	90	2АС-95/16	0,31	0,434	2,61	0,035
1-10	47	40	2АС-150/19	0,2	0,42	2,7	0,036
1-12	48	44	2АС-150/19	0,2	0,42	2,7	0,036
10-12	3	36	АС-70/11	0,2	0,42	2,7	0,036

5.2. Определяем активное и реактивное сопротивление линий

(1.10)

, (1.11)

где R₀ , X₀ – активное удельное и реактивное сопротивление линии , Ом/км

l – длина линии , км

n – число цепей.

N – число расщеплений.

5.3. Определяем проводимости линий .

Т.к. U=110 кВ, то G=0, а удельная емкостная проводимость будет равна:

, (1.12)

где В₀ – удельная проводимость линии, См/км

Q_л=0,5*B_л*U²_ном , (1.13)

где Q_л – генерируемая реактивная мощность, мВар

Расчеты по формулам (1.10 – 1.13) для схемы А сведены в таблицу 1.6

Таблица 1.6 - Сопротивление сталеалюминевых проводов схемы. А

Участок сети	Rл, оМ	Xл, оМ	Bл * 10-6, сМ	Ол, Мвар
1-4	7,92	17	108	0,016
1-7	13,8	20	470	0,016
1-10	3,96	8,4	216	0,016
1-12	4,36	9,2	238	0,016

Расчеты по формулам (1.10 – 1.13) для схемы Б сведены в таблицу 1.7

Таблица 1.7 – Сопротивление сталеалюминевых проводов схемы Б

Участок сети	Rл, ом	Xл, ом	Bл, см	Ол, Мвар
1-4	7,92	17	108	0,016
1-7	13,8	20	470	0,016
1-10	3,96	8,4	216	0,016
1-12	4,36	9,2	238	0,016
10-12	3,56	7,6	194	0,016

6. Выбор силовых трансформаторов и расчет схемы замещения трансформаторов

6.1. Мощность подстанции определяем по формуле:

, (1.14)

где S_ном – номинальная мощность подстанции, МВА;

S_p – полная мощность подстанции, МВА;

К_ав - коэффицент аварийных перегрузок;

К_ав = 1,4 – для потребителей 1 и 2 категории;

К_ав = 1,3 – для потребителей 3 категории;

n – число трансформаторов.

Для первого и второго вариантов развития сети выбор силовых трансформаторов одинаковый и представлен в таблице 1.8

Таблица 1.8 – Выбор силовых трансформаторов

узел	МОЩНОСТЬ НАГРУЗКИ		SНОМ, М ВА	ТИП ТРАНСФОРМАТОРА
	P, МВт	Q, М ВА
1-4	15	16,7	12,8	1ТДН-16000/110
1-7	25	27,8	19,8	2ТРДН-25000/110
1-10	50	55,6	39,7	2ТРДН-40000/110
1-12	45	50,0	35,7	2ТРДН-40000/110

Технические данные трансформаторов берутся из таблицы 1.9

Таблица 1.9 – Технические данные трансформаторов

Тип транс	SНОМ, М ВА	Пределы регулирования, %	Каталожные данные						Расчетные данные
форматора			кв, обмоток		%		, кВтх	Iх, %	Rтр, ом	Xтр, ом	, квар
			В	Н
ТДН-16000/110	16	±9×1,78	115	6,6; 11; 22	10, 5	85	19	0,7	4,38	86,7	112
2ТРДН-40000/110	40	±9×1,78	115	6,3/6,3; 6,3/10,5; 10,5/10,5	10, 5	172	36	0,7	1,44	34,8	260
2ТРДН-25000/110	25	±9×1,78	115	6,3/6,3; 6,3/10,5; 10,5/10,5	10, 5	120	27	0,7	2,54	55,9	175

Определяем параметры схемы замещения:

,

где -мощность холостого хода , МВА;

-активная мощность холостого хода, кВт;

намагничивающая мощность, квар;

где R_тр- активное сопротивление трансформатора, Ом;

X_тр- реактивно сопротивление трансформатора, Ом;

Z_тр- полное сопротивление трансформатора, Ом;

Z_л=R_л+X_л ,

где R_л , X_л – активное и реактивное сопротивление линии;

Схема замещения для варианта А представлена на рисунке I в приложение 1, для варианта Б на рисунке III в приложение 2.