5. Выбор схемы сети по протяжённости линий и трассы

Выбор схемы и номинального напряжения сети (или ее частей) производим одновременно на основе задания ряда технически осуществимых вариантов сети и их последующего технико-экономического расчета и сравнения по методу приведенных затрат.

Так как по условию задания на проектирование во всех пунктах 1- 4 имеются потребители 1 категории бесперебойности в электроснабжении, то во всех вариантах схем сети предусматриваем их надежное электроснабжение, т.е. радиальные варианты сети требуют двухцепные линии, замкнутые варианты сети - одноцепные линии.

1. На первом этапе намеченные варианты с одинаковой степенью надежности приближенно сравниваем лишь по основным натуральным количественным показателям: по суммарной длине линий в одноцепном измерении (длина двухцепной линии удваивается) и по длине трасс линий. При определении длин надо учитывать, что длина из-за не прямолинейности и неровностей рельефа местности на 5-15% больше расстояния по прямой между рассматриваемыми пунктами. Составляем сводную таблицу суммарных длин линий и трасс.

Таблица 1.

Номер варианта	1	2	3	4
длина трассы, км	168	203	195	180
длина линии, км	336	203	225	245

Возможные варианты схем предоставлены ниже.

Результаты вычислений длин линий и трасс введем в таблицу 1.

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Сравнение вариантов производим попарно. Например, сначала сравнивается первый вариант со вторым. Худший из них по обоим показателям исключается из дальнейшего рассмотрения. Если же сравниваемые варианты имеют один из показателей меньше, а другой больше, то оба остаются для аналогичного сравнения с другими вариантами. Исходя из оптимального соотношения длины линии и трассы, по сравнению с другими вариантами, было отобрано 1,2,3 вариант (по указанию преподавателя).

2. На втором этапе каждый из отобранных вариантов проверяется по

допустимым потерям напряжения:

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

Допустимые потери принимаются равными 13 -15% от Uном.сети в максимальном режиме и 17-20% - в аварийном.

Мощности в узлах сети:

6. Проверка вариантов по допустимым потерям напряжения Проверка варианта 1

РЭС

М ощности, протекающие в линиях:

Выбираем номинальные напряжения на в линиях сети:

О пределяем ток в линиях в режиме максимальных нагрузок, при Uном. =110 кВ для узлов 1, 3, 4, 5, и при Uном. =220 кВ для узла 2.

Определяем экономическую плотность тока. Т_нб = 5100 час/год.

«Электрооборудование Станций и Подстанций» Л.Д. Рожкова В.С. Козулин стр. 233 при Т_нб > 5900час/год j_эк = 1,0 А/мм² - где Т_нб – продолжительность использования наибольшей нагрузки.

Определяем расчётное сечение проводов F_расч, мм²:

а) по экономической плотности тока j_эк.

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 проводов окончательно уточняется напряжение отдельных участков сети.

Производим проверку сечения по потерям . Для линий 110 кВ минимальное сечение в связи с потерями на корону должно быть не менее 70 мм². Для линий 220 кВ минимальное сечение в связи с потерями на корону должно быть не менее 240 мм².

Учитывая эти условия по справочным данным (1) табл. П – 1 Приложения принимаем стандартные сечения для сталеалюминевых проводов марки АС, F_ст – стандартное сечение определяется как ближайшая величина к расчётному значению F_расч.

Линия:

РЭС-1 F_{ст.РЭС-1} = 137,64 мм² АС – 240/32

2-1 F_ст.2-1 = 185 мм² АС – 185/29

2-5 F_ст.2-5= 106,4 мм² АС – 120/19

2-4 F_ст.2-4 = 160,16 мм² АС – 185/29

2-3 F_ст.2-3 = 34,49 мм² АС – 70/11

Выбранное сечение проводов проверяем по допустимому току в послеаварийном режиме, при n=1.

В разветвлённой сети с двухцепными линиями послеаварийный режим обусловлен обрывом одной цепи в линии с наибольшим зна­чением потерь напряжения. Мы же произведем такой разрыв в каждой цепи:

Все выбранные провода прошли проверку по допустимому току в послеаварийном режиме.

Определяем потери напряжения в максимальном режиме:

Линия р-2

Провод АС-240, l=40 км, R₀=0,121 Ом/км, Х₀=0,435 Ом/км.

R_Л= R₀l= 0,12140 = 2,42 Ом, Х_Л= Х_0*l= 0,43540 = 8,7 Ом.

Р=88 МВт, Q=55,36Мвар.

Линия 2-3.

Провод АС-185, l=30 км, R₀=0,159 Ом/км, Х₀=0,429 Ом/км.

R_Л=2,385 Ом, Х_Л=6,435Ом.

Р=58 МВт, Q= 37,06 Мвар.

Линия 3-5.

Провод АС-120, l=35 км, R₀=0,244 Ом/км, Х₀=0,441 Ом/км.

R_Л=4,27Ом, Х_Л=7,71 Ом.

Р =34 МВт, Q=20,74 Мвар.

Линия Р-1.

Провод АС-185, l=28 км, R₀=0,159 Ом/км, Х₀=0,413 Ом/км.

R_Л=2,226Ом, Х_Л=5,782Ом.

Р=52 МВт, Q= 29,74Мвар.

Линия 1-4.

Провод АС-70, l=35 км, R₀=0,422 Ом/км, Х₀=0,444 Ом/км.

R_Л=7,385Ом, Х_Л=7,77Ом.

Р =12 МВт, Q=4,74 Мвар.

Допустимые потери напряжения в максимальном режиме

U_РЭС-2=3,19 кВ,

U_2-3=3,42 кВ,

3,1 %,

U_3-5=2,77кВ,

=2,51 %,

U_р-1=2,61кВ,

=2,37 %,

U_1-4=1,14кВ,

=1,03 %,

U_нб =U_РЭС-2%=9,01 % < U_доп=15 %.

Данное условие выполняется.

Определяем потери напряжения в послеаварийном режиме.

Послеаварийный режим характерезуется отключением одной цепи в двухцепной головной линии РЭС-2-5. Допустимые потери напряжения в послеаварийном режиме

При обрыве линии РЭС-1-4:

Данное условие выполняется.

Данная схема проходит по допустимым потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах. Расчётные данные по варианту 1 заносим в сводную таблицу.

Участок	РЭС-2	2-1	3-5	РЭС-1	1-4
Uном, кВ	220	110	110	110	110
I, А	137,64	184	106,4	160,16	34,49
Jэк, А/мм2	1	1	1	1	1
Fрасч, мм2	128,19	85,98	49,75	74,84	15,44
Fст, мм2	240	185	120	185	70
Марка провода	АС-240	АС-185	АС-120	АС-185	АС-70
Iдл.доп, А	610	450	265	450	265
l, км	40	30	35	28	35
R0, Ом/км	0,121	0,159	0,244	0,159	0,422
Х0, Ом/км	0,435	0,413	0,447	0,415	0,444
Rл, Ом	2,42	2,385	4,27	2,226	7,385
Хл, Ом	8,7	6,435	7,71	5,782	7,77
Р, МВт	88	58	34	52	12
Q, Мвар	55,36	37,06	20,74	29,74	4,74
	2,95	1,57	1,04	1,14	0,279
	0,53	0,391	0,131	0,296	0,013