Предварительный выбор вариантов сети
Выбор схемы районной электрической сети представляет собой сложную технико-экономическую задачу, которая предполагает комплексное решение основных вопросов проектирования.
4.1. Выбор конфигурации сети
Построение схемы электрической ети представляет собой сложную многофакторную задачу и является одним из наиболее важных моментов проектирования. Эта задача решается путем разработки схем и выбора из их числа оптимального (экономически целесообразного) варианта, отвечающего сем поставленным техническим требованиям.
Электрические сети районного значения напряжением 35–500 кВ проектируются в основном воздушными линиями электропередачи. При проектировании электрической сети источники питания можно различным способом соединить линиями с электропотребителями, а последние – между собой. При этом схемы электрической сети должны с возможно меньшими затратами обеспечить необходимое качество электроэнергии у потребителей и требуемую надежность электроснабжения. Для получения оптимальной конфигурации сети используется вариантный метод, состоящий в том, что для заданного расположения потребителей и источников питания намечается несколько возможных вариантов сети. Из них выбирается лучший путем их технико-экономического сравнения. Намечаемые варианты не должны быть случайными: каждый вновь предлагаемый вариант должен исключать недостатки предыдущего.
В радиальных сетях меньше потери мощности, их проще реконструировать при росте нагрузок, для них можно применять более простые схемы ПС. Кольцевые сети обеспечивают больший охват территории для комплексного электроснабжения потребителей, более высокую надежность. Многоконтурная сеть характеризуется сложными схемами подключения ПС, трудностями обеспечения оптимального режима, повышенными уровнями токов короткого замыкания (КЗ).
На рис. 4.1 представлены схемы вариантов сети.
Рисунок 4.1 – Схемы вариантов сети.
4.2. Анализ вариантов и выбор наиболее рациональных из них
Из запланированных вариантов схем (рис. 4.1) исключим вариант г, т.к. в этом варианте, наряду с экономией из-за меньшей длины ЛЭП, значительно усложнена схема ПС 3, что может приводить к ошибкам при оперативных переключениях и, как следствие, авариям и снижением надежности электроснабжения всего района. Варианты а и б уступают варианту в из-за больших капиталовложениях на дополнительные высоковольтные выключатели (18 шт. против 12 шт.) и строительство более протяженной ЛЭП. Варианты а и б различаются между собой протяженностью ЛЭП (483,4 км против 238 км соответственно). При явных преимуществах варианта в для получения практических навыков проектирования примем для сравнения варианты а и б. Сравнение данных вариантов интересно тем, что вариант а менее затратный по капиталовложениям, но с большими затратами на потери при эксплуатации.
Для дальнейшего сравнения вариантов схем принимаем варианты а и б.
Выбор номинального напряжения линий
Номинальное напряжение электрической сети существенно влияет как на ее технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. Так, при повышении номинального напряжения (при прочих равных условиях) снижаются потери мощности и электроэнергии, т.е. снижаются эксплуатационные расхода, уменьшаются сечения проводов и затраты металла на сооружение линии, растут предельные мощности, передаваемые по линиям, облегчается развитие сети, но увеличиваются капитальные вложения на сооружение сети. Сеть с меньшим Uном требует, наоборот, меньших капитальных затрат, но приводит к большим эксплуатационным расходам и обладает меньшей пропускной способностью.
Для определения порядка экономически выгодного номинального напряжения воспользуемся эмпирической обобщенной формулой Стилла:
(4.1)
Выбор номинального напряжения линий для радиальных схем (вариант а).
Для всех участков сети напряжение округляем до ближайшего стандартного значения U=110 кВ.
Выбор номинального напряжения линий для радиальных схем (вариант б).
Для всех участков сети напряжение округляем до ближайшего стандартного значения U=110 кВ, т. к. при напряжении U=230 кВ будет затруднителен выбор трансформаторов необходимой мощности, а использование напряжения 150 кВ для проектирования новых сетей не рекомендуется по экономическим соображениям [1].