2. Выбор номинального напряжения схем вариантов электрической сети.

2.1. Выбор конструкции электрической сети.

Для электроснабжения заданного района принимаем воздушные линии электропередач с унифицированными опорами. Провода голые, сталеалюминевые (марка АС).

Для электроснабжения потребителей первой категории применяем двухцепные ЛЭП, а для второй категории – одноцепные. В замкнутых системах сети все линии выполняются одноцепными.

2.2. Составление схем вариантов проектируемой сети.

По заданному расположению источника питания и потребителей электроэнергии составляем схемы вариантов электрической сети. Находим расстояние между районной электрической станцией (РЭС) и подстанциями, и между подстанциями.

Находим расстояния между РЭС и подстанциями в зависимости от предложенных вариантов.

Вариант 1

Расстояние между РЭС и подстанциями определяется:

L₀₁=

L₀₂=

L₀₃=

L₀₅=

L₂₃=

L₃₄=

L₄₅=

Рисунок 1. – Смешанная схема электрической сети.

Вариант 2

Расстояние между РЭС и подстанциями:

L₀₁=56,97 км,

L₀₂=46,48 км,

L₀₃=54,68 км,

L₀₄=65,06 км,

L₀₅=58,09 км,

L₂₃=55,11 км,

L₄₅=65 км.

Рисунок 2. – Смешанная схема электрической сети.

Вариант 3

Расстояние между РЭС и подстанциями:

L₀₁=56,97 км,

L ₀₂=46,48 км,

L₀₃=54,68 км,

L₃₄=27,51 км,

L₀₅=58,09 км.

Рисунок 3. – Смешанная схема электрической сети.

В ариант 4

Рисунок 4. – Смешанная схема электрической сети.

Расстояние между РЭС и подстанциями:

L₀₁=56,97 км,

L₀₂=46,48 км,

L₀₄=65,06 км,

L₀₅=58,09 км,

L₂₃=55,11 км,

L₃₄=27,51 км,

L₁₅=69,78 км.

Вариант 5

Расстояние между РЭС и подстанциями:

L₀₁=56,97 км,

L ₀₂=46,48 км,

L₀₄=65,06 км,

L₀₅=58,09 км,

L₃₄=27,51 км,

L₁₅=69,78 км.

Рисунок 5. – Смешанная схема электрической сети.

3-4. Расчет ориентировочного напряжения схем вариантов электрической сети.

Для расчета ориентировочного напряжения схем вариантов электрической сети находим активную мощность в ЛЭП считая, что рассматриваемая электрическая сеть однородна. Выбор номинального напряжение для схемы каждого варианта производим по наибольшему значению ориентировного напряжения, при этом ограничиваемся двумя ближайшими стандартными значениями.

Вариант 1

Рисунок 6. – Смешанная схема электрической сети.

Находим активную мощность на всех участках ЛЭП:

Р₀₁=Р₁=16 МВт

Составим два уравнения по МКТ для контуров 0-2-3-0 и 0-3-4-5-0

1контур: P₀₂∙L₀₂+P₂₃∙L₂₃-P₀₃∙L₀₃=0

2контур: Р₀₅L₀₅+P₄₅L₄₅-P₃₄L₃₄-P₀₃L₀₃=0

P₀₂-P₂ –P₂₃ P₂₃=P₀₂-P₂;

P₂₃-P₃+P₀₃-P₃₄ P₀₃=P₀₂-P₂-P₃-P₄+P₀₅-P₅;

P₀₅-P₅-P₄₅=0 P₄₅=P₀₅-P₅

P₃₄+P₄₅-P₄=0 P₃₄=P₄-P₀₅+P₅

Решаем эти два уравнения относительно Р₀₂ и Р₀₅:

P ₀₂L₀₂+P₀₂L₂₃-P₂L₂₃+P₀₂L₀₂-P₂L₀₂-P₃L₀₂-P₄L₀₂+P₀₅L₀₂-P₅L₀₂=0

P₀₅L₀₅+P₀₅L₄₅-P₅L₄₅-P₄L₃₄+P₀₅L₃₄-P₅L₃₄+P₀₂L₀₃-P₂L₀₃-P₃L₀₃-P₄L₀₃+P₀₅L₀₃-P₅L₀₃=0

P ₀₂148,07+Р₀₅46,48=4547,02

Р₀₅205,28+Р₀₂54,68=5278,84

Р₀₅205,28+1679,22 – Р₀₅17,17=5278,84

Р05*188,11=3599,62

Р₀₅=19,136 МВт Р₀₂=24,7 МВт Р₂₃=1,3 МВт(-) Р₄₅=6,136 МВт Р₃₄=8,86 МВт Р₀₃=23,164 МВт(-)

Q₀₅=9,9 МВар Q₀₂=11,86 МВар Q₂₃=0,62 МВар

Q₄₅=2,95МВар Q₃₄=4,25 МВар Q₀₃=11,12 МВар

S₀₅=19,39 МВА S₀₂=27,4 МВА S₂₃=1,44 МВА

S₄₅=6,81МВА S₃₄=9,83МВА S₀₃=25,7 МВА

Ориентировочное напряжения определяем по формуле (12):

Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем номинальное напряжение данной электрической сети, равным 110 кВ.

Вариант 2

Рисунок 7. – Смешанная схема электрической сети

Находим активную мощность на всех участках ЛЭП:

Составим уравнение для контура 0-2-3-0

P₀₂∙L₀₂+P₂₃∙L₂₃-P₀₃∙L₀₃=0

P₂=P₀₂-P₂₃=26; P₂₃=P₀₂-26

P₃=P₂₃+P₀₃=13; P₀₃=13-P₂₃=13-P₀₂+26=39-P₀₂;

P₀₂L₀₂+P₀₂L₂₃-P₂L₂₃-P₃L₀₃+P₀₂L₀₃-P₂L₀₃=0

P₀₂*156,27=3565,38

P₀₂=22,82 МВт Р₂₃=3,18 МВт Р₀₃=16,18 МВт

Составим уравнение для контура 0-4-5-0

P₀₄∙L₀₄-P₄₅∙L₄₅-P₀₅∙L₀₅=0

P₄=P₀₄+P₄₅=15; P₄₅=15-P₀₄;

P₅=P₀₅-P₄₅=13; P₀₅=13+P₄-Р₀₄=28-Р₀₄;

Р₀₄∙L₀₄-P₄∙L₄₅+P₀₄∙L₄₅-Р₅∙L₀₅-P₄∙L₀₅+Р₄L₀₅=0

Р04=2601,52/188,15=13,83 МВт Р45=1,17 МВт Р05=14,17 МВт

Q₀₂=10,95 МВар Q₂₃=1,53 МВар Q₀₃=7,77 МВар

Q₀₄=6,64 МВар Q₄₅=0,56 МВар Q₀₅=6,8 МВар

S₀₂=25,31 ВА S₂₃=3,53 ВА S₀₃=17,59 ВА

S₀₄=15,34 ВА S₄₅=1,3 ВА S₀₅=15,72 ВА

Ориентировочное напряжения определяем по формуле (12):

Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем номинальное напряжение данной электрической сети, равным 110 кВ.

Вариант 3

Рисунок 8. – Смешанная схема электрической сети

Находим активную мощность на всех участках ЛЭП:

Р₀₁=Р₁=16 МВт; Р₀₂=Р₂=26 МВт; Р₀₃=Р₃+Р₃₄=28 МВт;

Р₃₄=Р₄=15 МВт; Р₀₅=Р₅=13 МВт.

S₀₁=P₀₁/cosφ₁=16/0,89=17,98 МВА

S₀₂=29,21 МВА S₃₄=16,85 МВА S₀₅=14,61 МВА

S₀₃=31,62 МВА Q₀₁=8,2 МВар Q₀₂=13,32 МВар Q₃₄=7,68 МВар

Q₀₅=6,66 МВар Q₀₃=14,69 МВар

Ориентировочное напряжения определяем по формуле (12):

(12)

Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем номинальное напряжение данной электрической сети, равным 110 кВ.

Вариант 4

Рисунок 9. – Смешанная схема электрической сети

Находим активную мощность на всех участках ЛЭП:

Составляем уравнение для контура 0-1-5-0

P₀₁∙L₀₁-P₁₅∙L₁₅-P₀₅∙L₀₅=0

P₀₁+P₁₅-P₁ P₁₅=P₁ – P₀₁

P₀₅ – P₁₅- P₅=0 P₀₅=P₅+P₁-P₀₁

P₀₁L₀₁-P₁L₁₅+P₀₁L₁₅-P₅L₀₅-P₁L₀₅+P₀₁L₀₅=0

P₀₁=2801,09/184,84=15,15 МВт Р₁₅=0,85 МВт Р₀₅=13,85 МВт

Составляем уравнение для контура 0-4-3-2-0

P₀₄∙L₀₄+P₃₄∙L₃₄-P₂₃∙L₂₃-Р₀₂L₀₂=0

P₀₂=P₂-P₃₂; P₂₃=P₀₂- P₂;

P₃₂-P₃+P₃₄=0; P₃₄=P₃-P₀₂+Р₂;

Р₀₄-Р₃₄-Р₄=0 Р₀₄=Р₄+Р₃-Р₀₂+Р₂

Р₄L₀₄+P₃∙L₀₄-P₀₂∙L₀₄+P₂∙L₀₄+Р₃∙L₃₄-P₀₂∙L₃₄+Р₂L₃₄-P₀₂L₂₃+P₂L₂₃-P₀₂L₀₂=0

P₀₂=7710,55/194,16=39,71 МВт Р₂₃=13,71 МВт Р₃₄=0,71 МВт

Р₀₄=14,29 МВт

Q₀₁=7,27 МВар; Q₁₅=0,41 МВар; Q₀₅=6,65 МВар; Q₀₂=19,1 МВар;

Q₂₃=6,58 МВар; Q₃₄=0,34 МВар; Q₀₄=6,86 МВар

S₀₁=16,8 МВА; S₁₅=0,94 МВА; S₀₅=15,36 МВА; S₀₂=44,06 МВА;

S₂₃=15,21 МВА; S₃₄=0,79 МВА; S₀₄=15,85 МВА

Ориентировочное напряжения определяем по формуле (12):

Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем номинальное напряжение данной электрической сети, равным 110 кВ.

Вариант 5

Рисунок 10. – Смешанная схема электрической сети

Находим активную мощность на всех участках ЛЭП:

Р₀₂=Р₂=26 МВт

Составляем уравнение для контура 0-1-5-0:

P₀₁L₀₁-P₁₅L₁₅-P₀₅L₀₅=0 P₀₁+P₁₅-P₁=0 P₁₅=P₁-P₀₁

P₀₅-P₅-P₁₅=0 P₀₅=P₅+P₁-P₀₁

P₀₁L₀₁-P₁L₁₅+P₀₁L₁₅-P₅L₀₅-P₁L₀₅+P₀₁L₀₅=0

P₀₁=(29*58.09+16*69,78)/(56,97+69,78-58,09)=40,79

Р₁₅=24,79 МВт Р₀₅=11,79 МВт

Составляем уравнение для контура 0-4-3-0:

P₀₄L₀₄-P₃₄L₃₄-P₀₃L₀₃=0

P₃₄+P₀₄-P₄=0 P₃₄=P₄-P₀₄

P₀₃-P₃-P₃₄=0 P₀₃=P₃+P₃₄=Р₃+Р₄-Р₀₄

P₀₄L₀₄-P₄L₃₄+P₀₄L₃₄-P₃L₀₃-P₄L₀₃+P₀₄L₀₃=0

P₀₄=1943,69/147,25=13,2 МВт Р₃₄=1,8 МВт Р₀₃=14,8 МВт

Q₀₁=19,58 МВар Q₁₅=11,9 МВар Q₀₅=5,66 МВар

Q₀₄=6,336 МВар Q₃₄=0,854 МВар Q₀₃=7,1 МВар

S₀₁=46,25 МВА S₁₅=27,5 МВА S₀₅=13,07 МВА

S₀₄=14,64 МВА S₃₄=2 МВА S₀₃=16,4 МВА

Ориентировочное напряжения определяем по формуле (12):

Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем номинальное напряжение данной электрической сети, равным 110 кВ.