Падение напряжения в аварийном режиме.
Послеаварийный режим характеризуется обрывом одного из проводов двухпроводной линии на участке:
Участок р-1.
Провод АС-240, l=43 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,405 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11843=5,072 Ом, ХЛ= Х0l=0,40543=17,4 Ом.
Р=97МВт, Q=33,6 Мвар.
9,78кВ.
U2-3-1-р=1,31+2,54+9,78=12,4 кВ,
U2-3-1-р%
12,4
%.
Участок 4-РЭС.
Провод АС-95, l=58 км, R0=0,301 Ом/км, Х0=0,434 Ом/км.
RЛ= R0l=0,30158=16,558 Ом, ХЛ= Х0l=0,43458=25,172 Ом.
Р=37МВт, Q=12,822Мвар.
4,4
кВ.
U5-4-р=1,66+8,8=10,46 кВ,
U5-4-р%
9,51
%,
Uнб=U2-3-1-р%=12,4% < Uдоп=17 %.- падение напряжения в послеаварийном режиме не превышает допустимых значений для этого режима.
Результаты расчетов для варианта 3.
Участок |
РЭС-1 |
1-3 |
3-2 |
РЭС-4 |
5-4 |
Uном, кВ |
110 |
110 |
110 |
110 |
110 |
I, А |
269,7 |
177,95 |
80,6 |
102,5 |
47,3 |
Jэк, А/мм2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Fрасч, мм2 |
269,7 |
177,95 |
80,6 |
102,5 |
47,3 |
Fст, мм2 |
240 |
185 |
95 |
95 |
70 |
Марка провода |
АС-240/32 |
АС-185/29 |
АС-95/16 |
АС-95/16 |
АС-70/11 |
Iдл.доп, А |
610 |
540 |
330 |
330 |
265 |
L, км |
43 |
29 |
22 |
58 |
37 |
R0, Ом/км |
0,118 |
0,159 |
0,301 |
0,301 |
0,428 |
Х0, Ом/км |
0,405 |
0,413 |
0,434 |
0,434 |
0,444 |
Rл, Ом |
2,537 |
2,305 |
3,311 |
8,729 |
7,918 |
Хл, Ом |
8,7 |
5,988 |
4,774 |
12,586 |
8,214 |
Р, МВт |
97 |
64 |
29 |
37 |
17 |
Q, Мвар |
33,6 |
22,17 |
10,05 |
12,822 |
5,882 |
|
4,89 |
2,54 |
1,31 |
4,4 |
1,66 |
|
2,21 |
0,87 |
0,257 |
1,106 |
0,21 |
4,653 МВт.
Проверка варианта 4
Режим максимальных нагрузок.
Рассекаем кольцо р-1-3-2-5-4-р в точке рэс.
Распределение мощности:
Проверка:
134+j46,422=134+j46,422
Полные мощности, протекающие в линиях:
Sр-1=
85,135 МВА
Sр-4=
56,67 МВА
МВА
S1-3=
50,21 МВА
S3-2=
13,17 МВА
S4-5=
35,51 МВА
S2-5=
17,52 МВА
Принимаем, что номинальное напряжение в проектируемом районе Uном=220 кВ.
Находим ток в линиях в режиме максимальных нагрузок:
,
где Sij – полная мощность, протекающая в линии i-j,
n – количество параллельных цепей в линии i-j,
Uном – номинальное напряжение на участке i-j.
А,
А,
А,
А,
А,
А.
Расчётное сечение провода воздушной линии определяется по закону экономической плотности тока jэк:
где Imax - максимальный рабочий ток; А; n – число цепей в воздушной линии.
Выбирается ближайшее к расчётному стандартное сечение провода Fстанд. 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=5100 ч/год.
Следовательно, jэк=1 А/мм2 (Идельчик. Электрические сети и системы. стр. 266).
Условие потерь на корону при Uном=110 кВ имеем Fmin=70 мм2,
при Uном=220 кВ имеем Fmin=240 мм2.
Сечения проводов:
224,6 мм2, выбираем
провод АС-240,
мм2, выбираем
провод АС-240,
мм2, выбираем
провод АС-240,
мм2, выбираем
провод АС-240,
мм2, выбираем
провод АС-240,
мм2, выбираем
провод АС-240,
Выбранные сечения проводов необходимо поверить по допустимому току в аварийном режиме. Аварийный режим характеризуется обрывом участка, по которому протекает наибольшая мощность.
Обрыв участка РЭС-1:
Распределение мощности:
(33+j
11,43) МВА,
(33+j11,43)+(35+j12,12)=(68+j23,55)
МВА,
(68+j23,55)+(29+j10,05)=(97+j33,6)
МВА,
(17+j5,882)+(97+j33,6)=(114+j39,482)
МВА,
(114+j39,482)+(20+j6,94)=(134+j46,422)
МВА.
Мощности, протекающие в линиях:
(33+j
11,43) МВА,
S1-3=34,92
МВА,
(68+j23,55)
МВА,
S3-2=71,96
МВА,
=(97+j33,6) МВА, S2-5=102,65 МВА,
(114+j39,482)
МВА,
S5-4=120,64
МВА,
(134+j46,422)
МВА. Sр-4=141,81
МВА,
Ток в линиях в аварийном режиме:
А,
Iдоп=610
А,
А,
Iдоп=610
А,
А,
Iдоп=610
А,
А,
Iдоп=610
А,
А.
Iдоп=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 Uнб сравнивается с Uдоп: 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. В кольцевой сети послеаварийный режим обусловлен, как правило, обрывом одного из головных участков.
Падение напряжения в нормальном режиме.
Участок РЭС-1.
Провод АС-240, l=43 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11843=5,074 Ом, ХЛ= Х0l=0,43543=18,705 Ом.
Р=80,446МВт, Q=
Мвар.
4,223
кВ.
0,76
МВт.
Участок 1-3.
Провод АС-240, l=29 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11829=3,422 Ом, ХЛ= Х0l=0,43529=12,615 Ом
Р=47,446 МВт, Q=16,435Мвар.
1,679
кВ.
0,18
МВт.
Участок 3-2.
Провод АС-240, l=22 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11822=2,596 Ом, ХЛ= Х0l=0,43522=9,57 Ом.
Р=12,446 МВт, Q=4,315 Мвар.
0,33
кВ.
0,01
МВт.
Участок 4-РЭС.
Провод АС-240, l=58 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11858=6,844 Ом, ХЛ= Х0l=0,43558-=25,23 Ом.
Р=53,554 МВт, Q=18,557 Мвар.
3,79
кВ.
0,454
МВт.
Участок 4-5.
Провод АС-240, l=37 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11837=4,366 Ом, ХЛ= Х0l=0,43537=16,095 Ом.
Р=33,554 МВт, Q=11,617 Мвар.
1,512
кВ.
0,114
МВт;
Участок 2-5.
Провод АС-240, l=46 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11846=5,428 Ом, ХЛ= Х0l=0,43546=20,01 Ом.
Р=16,554 МВт, Q=5,735 Мвар.
0,93
кВ.
0,034
МВт
Uр-1-3-2=4,223+1,679+0,33=6,232 кВ,
Uр-1-3-2%
2,83
%,
Uр4-5-2=3,79+1,512+0,93=6,232 кВ,
Uр-4-5-2%
2,83
%.
Uнб=Uр-1-3-2%=Uр-4-5-2% =2,83% < Uдоп=15 %.
Падение напряжения в аварийном режиме.
Обрыв участка РЭС-1:
Мощности, протекающие в линиях:
(33+j 11,43) МВА, S1-3=34,92 МВА,
(68+j23,55) МВА, S3-2=71,96 МВА,
=(97+j33,6) МВА, S2-5=102,65 МВА,
(114+j39,482) МВА, S5-4=120,64 МВА,
(134+j46,422) МВА. Sр-4=141,81 МВА,
Участок 1-3.
Провод АС-240, l=29 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11829=3,422 Ом, ХЛ= Х0l=0,43529=12,615 Ом
Р=33 МВт, Q=11,43Мвар.
1,167
кВ.
Участок 3-2.
Провод АС-240, l=22 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11822=2,596 Ом, ХЛ= Х0l=0,43522=9,57 Ом.
Р=68 МВт, Q=23,55 Мвар.
1,825
кВ.
Участок 2-5.
Провод АС-240, l=46 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11846=5,428 Ом, ХЛ= Х0l=0,43546=20,01 Ом.
Р=97 МВт, Q=33,6 Мвар.
5,447
кВ.
Участок 4-5.
Провод АС-240, l=37 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11837=4,366 Ом, ХЛ= Х0l=0,43537=16,095 Ом.
Р=114 МВт, Q=39,482 Мвар.
5,148
кВ.
Участок 4-РЭС.
Провод АС-240, l=58 км, R0=0,118 Ом/км, Х0=0,435 Ом/км.
RЛ= R0l=0,11858=6,844 Ом, ХЛ= Х0l=0,43558-=25,23 Ом.
Р=134 МВт, Q=46,422 Мвар.
9,49
кВ.
U1-3-2-5-4-р=1,167+1,825+5,447+5,148+9,49=23,077 кВ,
U
1-3-2-5-4-р%
10,49
%.
Данная схема проходит по допустимым потерям напряжения в нормальном и аварийном режимах.
Результаты расчетов для варианта 4.
Участок |
РЭС-1 |
РЭС-4 |
1-3 |
3-2 |
2-5 |
5-4 |
Uном, кВ |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
220 |
I, А |
224,6 |
148,9 |
132 |
34,6 |
46 |
93,3 |
Jэк, А/мм2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Fрасч, мм2 |
224,6 |
148,9 |
132 |
34,6 |
46 |
93,3 |
Fст, мм2 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
240 |
Марка провода |
АС-240/32 |
АС-240/32 |
АС-420/32 |
АС240/32 |
АС-240/32 |
АС-240/32 |
Iдл.доп, А |
610 |
610 |
610 |
610 |
610 |
610 |
l, км |
43 |
58 |
29 |
22 |
46 |
37 |
R0, Ом/км |
0,118 |
0,118 |
0,118 |
0,118 |
0,118 |
0,118 |
Х0, Ом/км |
0,435 |
0,435 |
0,435 |
0,435 |
0,435 |
0,435 |
Rл, Ом |
5,074 |
6,844 |
3,422 |
2,596 |
5,428 |
4,366 |
Хл, Ом |
18,705 |
25,23 |
12,615 |
9,57 |
20,01 |
16,095 |
Р, МВт |
80,446 |
53,554 |
47,446 |
12,446 |
16,554 |
33,554 |
Q, Мвар |
27,865 |
18,557 |
16,435 |
4,315 |
5,735 |
11,617 |
|
4,223 |
3,79 |
1,679 |
0,33 |
0,93 |
1,512 |
|
0,76 |
0,454 |
0,18 |
0,01 |
0,034 |
0,114 |
1,552 МВт.