3.4. Предварительный расчет установившихся режимов проектируемых вариантов сети промышленного района

Решением задачи расчета является ответ на вопрос о технической реализуемости варианта схемы сети. Расчет производят для каждого из рассматриваемых вариантов. При проектировании электрической сети одновременно с разработкой вариантов схемы конфигурации решаются вопросы выбора ее номинального напряжения. Комплексное решение данных вопросов требует определения потоков мощности по ВЛ в нормальном и послеаварийных режимах по отдельным участкам и напряжению в узлах сети.

На первом этапе предварительного сравнения и отбора конкурентоспособных вариантов схемы нагрузки в узлах сети определяют приближенно, без учета потерь мощности в трансформаторах и реактивной мощности, генерируемой линиями. Исходными данными для расчета потокораспределений в нормальном и послеаварийных режимах на данном этапе проектирования являются нагрузки ПС на стороне НН.

Приближенный расчет потокораспределений производят без учета потерь мощности в элементах сети при допущениях о равенстве напряжений вдоль ветвей схемы номинальному напряжению U_ном и об однородности сети.

Расчет потоков мощности в магистральных сетях проводится в направлении от наиболее электрически удаленной ПС к ЦП путем последовательного суммирования расчетных нагрузок в узлах сети. В простых замкнутых сетях нагрузки ПС учитывают в узлах замкнутой сети ВН и определяют потоки мощности на головных участках пропорционально длине участков сети и, исходя из условий баланса мощности, находят потоки мощности на других участках.

В процессе расчета потоков мощности на головных участках линии с двухсторонним питанием используют уравнения [3, с.138]:

где , ‒ поток мощности в сеть на головных участках от источников питания А и В соответственно; ‒ нагрузка i-й ПС; , ‒ сопряженные комплексы сопротивлений линий от i-й ПС до источников питания A и B соответственно; ‒ сопряженный комплекс суммарного сопротивления всех линий сети с двухсторонним питанием между источниками А и В; N - количество ПС в сети с двухсторонним питанием.

На данном этапе расчета сечения проводов F_i, а следовательно, и их сопротивления z_i ‒ неизвестны. Допуская, что сечения проводов ВЛ одинаковы, в формулу (14) подставляют длины линий l_i вместо сопротивлений z_i [3, c. 144].

Для расчета по формулам (14), (15) кольцевую сеть представляют в виде линии с двухсторонним питанием. При этом кольцевую сеть разрывают в ЦП, заменяя источник питания в ЦП двумя эквипотенциальными источниками питания: А и В.

Расчеты режимов сложных замкнутых сетей могут производиться разными способами, например, с использованием метода преобразования сети или метода контурных мощностей. В данном курсовом проекте не ставится задача освоения ручных методов расчета сетей и в случае рассмотрения режимов сложно замкнутой сети рекомендуется использовать ЭВМ.

На основании предварительной оценки расчетных нагрузок линий производится выбор номинального напряжения. Номинальное напряжение U_ном определяется, в основном, передаваемой активной мощностью Р (МВт) и длиной l (км).

Для ориентировочного определения величины экономически целесообразного напряжения линий U_ном (кВ) можно воспользоваться эмпирической формулой, предложенной Г.А. Илларионовым [3, с. 257],

Однако автоматически пользоваться данной формулой недопустимо. Необходимо учитывать диапазоны фактически передаваемых по одной цепи ВЛ мощностей при том или ином номинальном напряжении, а также предельные протяженности ВЛ. Пропускная способность ВЛ устанавливается на основе расчета электрической сети. Средние значения дальности передачи и пропускной способности по линиям электропередачи напряжением 110‒1150 кВ приведены в приложении 5.

Рекомендуется выполнять проектируемую сеть с одним уровнем напряжения. При этом определяющим следует считать номинальное напряжение, полученное по (16) для более загруженных головных участков.

Зная потоки мощностей по ВЛ S _л = P_л + jQ_л, номинальное напряжение U_ном, можно перейти к выбору сечений проводов. Для этого определяют токи в ВЛ:

где ‒ число параллельно работающих ВЛ; ‒ полная мощность, передаваемая по ВЛ, определяемая выражением:

В России при проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным обобщенным показателям. В качестве таких показателей используются нормированные значения экономической плотности тока.

Суммарное сечение F проводов фазы проектируемой ВЛ составляет:

, (19)

где – расчетный ток, А; – нормированная плотность тока, А/мм² (приложение П.6).

Расчетный ток линии определяют из выражения

(20)

где – ток линии на пятый год ее эксплуатации, для линий распределительной сети определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы; – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации ВЛ, для линий 110–220 кВ значение принимают 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки; – коэффициент, учитывающий время наибольшей нагрузки T_нб, и коэффициент ее попадания в максимум нагрузки энергосистемы К_м (приложение П.7).

При пользовании нормированными значениями плотности тока необходимо также руководствоваться следующим. Приведенные выше значения относятся только к проектируемым линиям и не являются критерием экономической нагрузки существующих линий. На таких линиях по сравнению с прокладкой дополнительных цепей или заменой проводов проводами больших сечений допускается превышение (вплоть до двукратного) нормативных величин плотности тока.

В Украине в соответствии с п. 2.5.86 "Правил устройства электроустановок" [3] в части, относящейся к ВЛ 35-750 кВ, выбор проводов вновь сооружаемых или реконструируемых воздушных линий электропередачи регламентируется применение номинальных сечений проводов, приведенных в приложении П.8.

Сечения проводов на ответвлениях от основной ВЛ длиной до 2 км, сооружаемых одновременно с основной линией, принимается таким же, как и на основной линии. Для заходов действующих ВЛ на новые ПС сечение провода выбирается, как правило, не меньшим, чем на основной линии.

Выбранные сечения проводов должны быть проверены по допустимому току на нагрев в наиболее тяжелых после аварийных режимах. Для магистральных и радиальных ВЛ ‒ это отключение одной цепи, для кольцевых и сложнозамкнутых сетей ‒ отключение головных участков сети. Условие проверки:

, (21)

где ‒ ток через рассматриваемую ВЛ в наиболее тяжелом из послеаварийных режимов; ‒ допустимые токовые нагрузки на провода согласно [2, с. 94], значения которых приведены в приложении П.9; К_п ‒ поправочный коэффициент на температуру воздуха [2, c.95], в проекте его рекомендуется принять равным 1.

Если условие (21) не выполняется, то данный вариант является технически нереализуемым и должен быть исключен из дальнейшего рассмотрения.

Далее определяют активное сопротивление проводов линии r_л и индуктивное сопротивление фазы линии x_л:

r _л = r ₀·l / n _л; x _л = x ₀·l / n _л, (22)

где r ₀ и x ₀ – удельные активные и реактивные сопротивления воздушной линии, Ом/км (приложение П.10); l – протяженность линии, км; n _л – число параллельных линий (цепей).

Потом рассчитывают потери напряжения в линиях в процентах от номинального в нормальном ∆U^н и послеаварийных ∆U^А режимах, используя уравнения:

где , и – потоки активной и реактивной мощности в линии в нормальном и послеаварийных режимах.

Суммарные потери напряжения от ЦП до электрически наиболее удаленной точки не должны превышать 13–15 % в нормальном и 18–20 % в послеаварийных режимах. Если эти условия выполняются, то предполагают, что диапазон устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) двухобмоточных трансформаторов достаточен для обеспечения встречного регулирования на шинах 10 кВ. Если это условие не выполняется, то рассматриваемый вариант может быть исключен из дальнейшего рассмотрения как технически нереализуемый.

На основании положений ранее изложенного материала последовательно намечают и рассчитывают 3–5 возможных вариантов схем соединения сети с соответствующими номинальными напряжениями. На схеме варианта показывают расположения ЦП и ПС, нагрузки ПС, проектируемые ВЛ (с указанием их длин и сечений проводов). Наносят направления стрелками и значения потоков мощности в ВЛ, напряжение на ЦП и ПС. Результаты по вариантам заносят соответственно в табл. 2. После каждой таблицы приводят выводы по результатам анализа произведенных расчетов соответствующих вариантов.

Пример 4. Выполнить предварительные расчеты установившихся режимов вариантов сети, предложенных в примере 3.

Вариант I. Схема и нагрузки сети показаны на рис. 2.

Определим потоки мощности, передаваемые в нормальном режиме по линиям:

S _Ц3 = S ₃ = 15,6 + j2,88 МВ·А;

S ₄₁ = S ₄ = 45,6 + j17,43 МВ·А;

S _Ц4 = S ₄₁ + S ₄ = 45,6 + j17,43 + 5,8 + j3,6 = 51,4 + j21,03 МВ·А;

S ₂₅ = S ₅ = 7,3 + j1,98 МВ·А;

S _Ц2 = S ₂₅ + S ₂ = 7,3 + j1,98 + 25,7 + j10,07 = 33,00 + j12,05 МВ·А.

Результаты расчетов заносим в табл. 2.1.

Таблица 2 ‒ Результаты предварительного расчёта установившихся режимов варианта конфигурации сети

№ п/п	Расчетная величина	Ед. изм.	Обозн.	Линии
				1‒2	…		n‒m
1	Протяженность линии	км	l
2	Поток активной мощности в нормальном режиме	МВт
3	Поток реактивной мощности в нормальном режиме	Мвар
4	Полная мощность в нормальном режиме	МВ∙А
5	Номинальное напряжение	кВ	Uном
6	Ток нагрузки в нормальном режиме	А
7	Количество цепей и сечение провода, выбранного в нормальном режиме	мм2	n·Fн
8	Допустимый длительный ток по нагреву линии с проводами n·Fн	А	Iдоп
9	Поток полной мощности в послеаварийном режиме 1 (повреждена ВЛ...)	МВ·А
10	Поток полной мощности в послеаварийном режиме 2 (повреждена ВЛ...)	МВ·А
11	Поток полной мощности в послеаварийном режиме 3 (повреждена ВЛ...)	МВ·А
12	Ток в послеаварийном режиме I	А
13	Ток в послеаварийном режиме 2	А
14	Ток в послеаварийном режиме 3	А
15	Количество цепей, сечение провода с учетом проверки по Iдоп	мм2	n F
16	Удельное активное сопротивление провода	Ом/км	r0
17	Удельное индуктивное сопротивление фазы линии	Ом/км	x0
18	Активное сопротивление провода ВЛ	Ом	r
19	Индуктивное сопротивление линии	Ом	x
20	Потери напряжения в ВЛ в нормальном режиме	%
21	Максимальная потеря напряжения в сети в нормальном режиме	%
22	Потери напряжения в ВЛ в послеаварийном режиме 1	%
23	Максимальная потеря напряжения в сети в послеаварийном режиме 1	%
24	Потери напряжения в ВЛ в послеаварийном режиме 2	%
25	Максимальная потеря напряжения в сети в послеаварийном режиме 2	%
26	Потери напряжения в ВЛ в послеаварийном режиме 3	%
27	Максимальная потеря напряжения в сети в послеаварийном режиме 3	%

Примечание. В табл. 2 сведения о послеаварийных режимах вносят по фактическому числу послеаварийных режимов.

Рис. 2. Расчет режима сети по I варианту

Таблица 2.1 ‒ Результаты предварительного расчета установившихся режимов для радиально-магистральной конфигурации, сети (Вариант I)

№ п/п	Обозн.	Ед. изм.	ЛИНИИ
			ЦП - ПСЗ	ЦП - ПС2	ПС2-ПС5	ЦП - ПС4		ПС4-ПС1
1	l	км	42	18	22,8	31,2	33,6
2		МВт	15,6	33	7,3	51,4	45,6
3		Мвар	2,88	12,05	1,98	21,03	17,43
4		М∙ВА	15,86	35,13	7,56	55.54	48,8
5	Uном	кВ	55 (110)	75 (110)	38 (110)	94 (110)	90 (110)
6		А	2·41,7	2·92,2	2·19,8	2·145,8	2·128,1
7	n·Fн	мм2	2·120	2·120	2·120	2·240	2·240
8	Iдоп	А	2·390	2·390	2·390	2·610	2·610
9		МВ·А	15,6 + +j2,88	33 + +j12,05	7,3 + +j1,98	51,4 + +j21,03	45,6 + +j17,43
10		A	83,3	184,4	39,7	291,5	256,2
11	n F	мм2	2·120	2·120	2·120	2·240	2·240
12	r0	Ом/км	0,249	0,249	0,249	0,12	0,12
13	x0	Ом/км	0,427	0,427	0,427	0,405	0,405
14	r	Ом	5,23	2,24	2,84	1,87	2,02
15	x	Ом	8,97	3,84	4,87	6,32	6,8
16		%	1,38	0,99	0,25	1,89	1,64
17		%	1,38	1,24		3,53
18		%	2,76	1,98	0,5	3,78	3,28
19		%	2,76	2,48		7,06

Полную мощность по линиям находим по формуле (18), например:

МВА.

Аналогично определяем полную мощность на остальных участках.

Определяем желаемое номинальное напряжение для участков сети (16), например, ВЛ Ц-3:

Полученные на каждом из участков значения желаемых номинальных напряжений округляем до ближайших стандартных значений (35 кВ ‒ на участках ЦП‒ПСЗ и ПС2‒ПС5; 110 кВ ‒ на участках ЦП‒ПС2, ЦП‒ПС4 и ПС1‒ПС4). В качестве номинального напряжения сети выбираем номинальное напряжение головных участков – 110 кВ, одинаковые для всей сети.

Определяем ток на каждом из участков (17), начиная с ВЛ _{ЦП‒ПСЗ}:

При использовании российской методики определяем расчетный ток и по нему выбираем сечение проводов. В проекте используем подход, регламентированный в Украине. На линиях ЦП‒ПС4, ПС4‒ПС1 выбираем провода типа АС-240 (I_доп = 610 А). На линиях ЦП‒ПСЗ, ЦП‒ПС2, ПС2‒ПС5 выбираем провода АС-120 (I_доп= 390 А), так как по ним передается мощность меньше 20 МВт.

Аварийным режимом для радиально-магистральных сетей является отключение одной из двух параллельных линий (цепей), обеспечивающих питанием каждую из ПС. При этом потоки мощностей и токи, протекающие по оставшейся в работе ВЛ, увеличатся в два раза: по ВЛ _{ЦП‒ПСЗ} будет протекать поток полной мощности S _{ЦП‒ПСЗ} = 15,6 + j2,88 МВА, а ток составит 83,3 А. Данный ток является допустимым для принятого сечения. Поэтому по результатам проверки сечение проводов рассматриваемого участка ВЛ увеличивать не требуется.

Согласно приложению П.10 для ВЛ с проводами сечением 120 мм² r₀ = 0,249 Ом/км, x₀ = 0,427 Ом/км, с проводами сечением 240 мм² – r₀ = 0,12 Ом/км, x₀ = 0,405 Ом/км. Определяем активное и реактивное сопротивления ВЛ по формулам (22),

Далее, по формулам (23) и (24) находим падения напряжения на каждой из ВЛ в нормальном и послеаварийном режимах:

Наиболее электрически удаленной от ЦП подстанцией является ПС1, так как потеря напряжения на связи ЦП - ПС1 является наибольшей по сравнению с другими подстанциями и составляет в нормальном режиме

а в послеаварийном режиме

В нормальном и послеаварийных режимах максимальные потери напряжения в сети не превышают допустимых значений по условию регулирования напряжения, ток во всех линиях меньше допустимого по нагреву.

I вариант ‒ технически реализуем.

Вариант II. Потокораспределение без учета потерь мощности в линиях совпадает с потокораспределением по I варианту (см. рис. 2). Выберем сечение провода одноцепной ВЛ ЦП-ПСЗ. Так как по линии передается мощность меньше 20 МВт, выбираем провода АС-120 (I_доп= 390 А).

Потеря напряжения на ВЛ _{ЦП‒ПСЗ} составит = 1,78 % (23).

II вариант, аналогично I варианту, технически реализуем.

Вариант III. Кольцевая схема и нагрузки сети показаны на рис. 3. Находим потокораспределение в кольцевой сети. Расчет начинаем с определения потока мощности на одном из головных участков (15). Для сокращения записи в индексах сохраним только номера узлов, которые совпадают с номерами подстанций.

Находим потоки мощности в остальных линиях по условию баланса мощностей в узлах.

Изменение знака означает, что узел 2 (ПС 2) является точкой потокораздела. Он получает питание с двух сторон. При этом

Рис. 3. Расчет режима сети по III варианту

Проверка расчета потокораспределения. Для проверки следует найти по (15) и сравнить с полученным ранее значением.

Для ручного счета совпадение достаточное. Результаты потокораспределения и последующих расчетов заносим в табл. 2.2.

По формуле (16) находим желаемое номинальное напряжение для участков и выбираем номинальное напряжение сети. Имеем = 110 кВ.

По формулам (17), (I8) определяем полные мощности и токи на участках сети. На всех линиях, кроме ВЛ ПС1‒ПС2, выбираем провода типа АС-240 (I_доп= 610 А). На линии ПС1‒ПС2 выбираем провода АС-120 (I_доп= 390 А), так как по ней передается мощность меньше 20 МВт.

Наиболее тяжелыми аварийными режимами для кольцевых схем являются отключения ВЛ на головных участках. Расчет потоков мощностей в послеаварийных режимах не отличается от расчетов для разомкнутой сети. В случае отключения ВЛ ЦП‒ПСЗ распределение потоков активных и реактивных мощностей будет следующим:

В табл. 2.2 занесены результаты расчета без учета направления перетоков мощности.

В случае отключения ВЛ _{ЦП - ПС4} распределение потоков активных и реактивных мощностей будет следующие:

Таблица 2.2 ‒ Результаты предварительного расчета установившихся режимов для кольцевой сети (III вариант)

№ п/п	Обозн.	Ед. изм.	ЛИНИИ
			ЦП‒ПС3	ПС3‒ПС5	ПС5‒ПС2	ПС2‒ПС1	ПС1‒ПС4	ПС4‒ЦП
1	l	км	42	38,4	22,8	40,8	33,6	31,2
2		МВт	45	29,4	22,07	3,63	49,23	55
3		Мвар	14,6	11,7	9,7	0,38	17,8	21,4
4		МВ∙А	47,3	31,6	24,1	3,65	52,4	59,05
5	Uном	кВ	121 (110)	101 (110)	86 (110)	38 (110)	123 (110)	110 (110)
6		А	248	166	126	19	275	310
7	n·Fн	мм2	240	240	240	120	240	240
8	Iдоп	А	610	610	610	390	610	610
9		МВ·А	‒	15,6 + j2,9	23 + j4,9	48,6 + j15	94 + j32,1	100 + j35
10		МВ·А	100 + j36	84 + j33	77 + j31	51,4 + j21	5,8 + j3,6	‒
11		А	‒	83	123	267	522	558
12		А	558	476	436	292	36	‒
13	n F	мм2	240	240	240	120	240	240
14	r0	Ом/км	0,12	0,12	0,12	0,249	0,12	0,12
15	x0	Ом/км	0,405	0,405	0,405	0,427	0,405	0,405
16	r		5,04	4,61	2,74	10,16	4,03	3,75
17	x		17,01	15,55	9,23	17,42	13,61	12,64
18		%	3,92	2,62	1,24	0,36	3,64	3,94
19		%	7,8
20		%	-	0,82	0,89	6,23	6,78	6,86
21		%	9,22	5,56	4,11	7,35	0,6	-
22		%	21,58
23		%	26,84

Максимальные токи участков сети в послеаварийных режимах, найденные по формуле (17), составляют (см. табл. 2.2):

Токи в послеаварийных режимах не превосходят допустимые. Выбранные сечения могут остаться без изменения.

По формулам (22)–(24) находим сопротивления линий и потерю напряжений на участках сети в нормальном и наиболее тяжелых послеаварийных режимах (табл. 2.2).

В нормальном режиме наибольшее отклонение напряжения имеет место в точке потокораздела (ПС2). Поэтому максимальная потеря напряжения будет в цепи ЦП–ПС2:

В нормальном режиме потери напряжения не превышают допустимых значений. Максимальные потери напряжения в наиболее тяжелых послеаварийных режимах:

= 6,86 + 6,78 + 6,23 + 0,89 + 0,82 = 21,58 % > 20 %;

= 9,22 + 5,56 + 4,11 + 7,32 + 0,6 = 26,84 % > 20 %;

Вариант III технически нереализуем.

Вариант IV. Схема, содержащая кольцевую и магистральную сети (рис. 4). Магистральная линия ЦП–ПС4–ПС1 не требует расчета, который уже выполнен при расчете по первому варианту. Данные из табл. 2.1 по ВЛ ЦП-ПС4, ВЛ ПС4-ПС1 могут быть полностью перенесены в табл. 2.3 и рис. 4.

Определяем мощность на головном участке кольцевой сети (15):

Мощности в ветвях:

Рис. 4. Расчет режима сети по IV варианту

Проверка расчета потокораспределения. Для проверки следует найти по формуле (15) и сравнить с полученным ранее значением.

Проверка подтвердила правильность расчета. Результаты потокораспределения и последующих расчетов заносим в табл. 2.3.

Таблица 2.3 ‒ Результаты предварительного расчета по варианту IV

№ п\п	Обозн.	Ед. изм.	ЛИНИИ
			ЦП-ПСЗ	ПСЗ-ПС5	ЦП-ПС2	ПС2-ПС5	ЦП-ПС4	ПС4-ПС1
1	l	км	42	38,4	18	22,8	31,2	33,6
2		МВт	16,47	0,87	32,13	6,43	51,4	45,6
3		Мвар	4,4	1,16	10,89	0,82	21,03	17,43
4		М∙ВА	16,96	1,45	33,93	6,48	55.54	48,8
5	Uном	кВ	78/110	19/110	97/110	49/110	94 (110)	90 (110)
6		А	89,1	7,6	178,3	34,1	2145,8	2128,1
7	n·Fн	мм2	120	120	240	120	2240	2240
8	Iдоп	А	390	390	610	390	2610	2610
9		МВ·А	‒	15,6 + j2,88	48,6+ +j14,93	22,9 + j4,86	51,4 + j21,03	45,6 + j17,43
10		МВ·А	48,6+ j14.93	33 + j12.0	‒	25,7 + j10,07	‒	‒
11		А	‒	83,4	267,2	123	291,5	256,2
12		А	267,2	184,6	‒	145	‒	‒
13	n F	мм2	120	120	240	120	2240	2240
14	r0	Ом/км	0,249	0,249	0,12	0,249	0,12	0,12
15	x0	Ом/км	0,427	0,427	0,405	0,427	0,405	0,405
16	r		10,46	9,56	2,16	5,68	1,87	2,02
17	x		17,93	16,4	7,29	9,74	6,32	6,8
18		%	2,02	0,23	1,23	0,37	1,89	1,64
19		%	2,25			3,53
20		%	‒	1,62	1,77	1,47	3,78	3,28
21		%	6,41	4,24	‒	2,09	‒	‒
22		%	4,86			7,06
23		%	12,74			-

По формуле (16) находим желаемое номинальное напряжение для участков и выбираем номинальное напряжение сети. Имеем = 110 кВ.

По формулам (17), (I8) определяем полные мощности и токи на участках сети.

На всех линиях ЦП‒ПС2, ЦП‒ПС4, ПС4‒ПС1 выбираем провода типа АС-240 (I_доп= 610 А). На линиях ЦП‒ПС3, ПС3-ПС5, ПС2-ПС5 выбираем провода АС-120 (I_доп= 390 А), так как по ним передается мощность меньше 20 МВт.

Дальнейшие расчеты по четвертому варианту проведены аналогично тому, как это было выполнено для кольцевой сети в третьем варианте.

Особенностью является определение максимальной потери напряжения в сети, которая отдельно определена для кольцевой и магистральной сети. В нормальном режиме для кольцевой сети = 2,25 %, для магистральной – =3,53 %. В послеаварийных режимах для кольцевой сети =12,74 %, для магистральной – = 7,06 %.

Схема по IV варианту технически реализуема.

Вариант V. Сложнозамкнутая схема (рис. 5).

Расчет потокораспределения в сложно замкнутой сети рекомендуется проводить на ЭВМ. В данном примере он проведен методом эквивалентирования сети и не показан, так как в этом нет необходимости. Приведен только конечный результат в виде потокораспределения, которое нанесено на схему сети (рис. 5) и указано в табл. 2.4. Дальнейший ход расчета установившегося режима такой же, как и в предыдущих вариантах.

Рассмотрены три наиболее тяжелых послеаварийных режима:

AI – отключение ВЛ ЦП–ПСЗ, А2 – отключение ВЛ ЦП–ПС4, A3 – отключение ВЛ ЦП–ПС2.

Рис. 5. Расчет режима сети по V варианту

Послеаварийный режим A1 – отключение ВЛ ЦП–ПСЗ (рис. 6, а).

Особенностью расчета является то, что кольцевая сеть Ц-2-1-4-Ц рассчитана при нагрузке в узле 2, равной S₂ + S₅ + S₃. Наименьшее напряжение может быть либо в точке потокораздела (ПСI), либо на ПСЗ. Согласно расчету (табл. 2.4):

2,53 + 1,47 + 1,64 = 5,64 %.

Таблица 2.4 ‒ Результаты предварительного расчета установившихся режимов для сложно замкнутой сети (вариант V)

№ п\п	Обозн.	Ед. изм.	ЛИНИИ
			ЦП-ПСЗ	ПСЗ-ПС5	ПС5-ПС2	ПС2-ПС1	ПС1-ПС4	ПС4-ЦП	ПС2-ЦП
1	l	км	42	38,4	22,8	40,8	33,6	31,2	18
2		МВт	19,62	4,02	3,28	21,17	24,43	30,23	50,15
3		Мвар	5,34	2,46	0,48	8,65	8,78	12,38	18,25
4		М∙ВА	20,23	4,7	3,32	22,8	25,99	32,7	53,4
5	Uном	кВ	110	110	110	110	110	110	110
6		А	107	24,7	17,4	119,9	136,4	171,6	280,1
7	n·Fн	мм2	120	120	120	240	240	240	240
8	Iдоп	А	390	390	390	610	610	610	610
9		МВ·А	‒	15,6 + + j 2,9	22,9 + + j 4,9	18,3 + + j 7,9	27,3 + + j 9,6	33,1 + + j 13	66,9+ + j 22
10		МВ·А	24,1 + + j 7,2	8,5 + + j 4,3	1,2 + + j 2,3	51,4 + + j 21	5,8 + + j 3,6	‒	75,9+ + j 29
11		МВ·А	45 + + j 15	29,4 + + j 12	22,1 + + j 10	3,6 + + j 0,4	49,2 + + j 18	55 + + j 21	‒
12		A	-	82,56	123,3	105	151,7	186,9	226,3
13		A	132,3	50,02	13,65	290,8	35,85	‒	410,3
14		A	248,3	165,9	126,5	20,36	312,8	309,8	‒
15	n F	мм2	120	120	120	240	240	240	240
16	r0	Ом/км	0,249	0,249	0,249	0,12	0,12	0,12	0,12
17	x0	Ом/км	0,427	0,427	0,427	0,405	0,405	0,405	0,405
18	r	Ом	10,46	9,56	5,68	4,9	4,03	3,74	2,16
19	x	Ом	17,93	16,4	9,74	16,52	13,61	12,64	7,29
20		%	2,49	0,65	0,19	2,04	1,8	2,23	2,89
21		%	4,03
22		%	‒	1,64	1,47	1,82	1,99	2,38	2,53
23		%	5,64
24		%	3,15	1,04	0,24	4,95	0,6	‒	3,09
25		%	8,64
26		%	6,05	3,9	1,82	0,2	3,66	3,89	‒
27		%	11,77

Послеаварийный режим А2 – отключение ВЛ ЦП–ПС4 (рис. 6, б).

3,09 + 4,94 + 0,6 = 8,63 %.

Послеаварийный режим A3. Потокораспределение такое же, как в кольцевой сети в нормальном режиме (см. рис. 3). 0тличие в потерях напряжения будет за счет разных сечений проводов.

6,05 + 3,9 + 1,82 = 11,76 %.

Учитывая, что перегруженных линий нет и суммарные потери напряжения до наиболее удаленных ПС не превышают допустимых значений в нормальном и послеаварийных режимах, можно сделать вывод: V вариант является технически реализуемым.