Практическое занятие 3

Выбор номинального напряжения линий

Теоретическая часть

Номинальное напряжение можно предварительно определить по известным передаваемой мощности Р, МВт, и длине линии , км, по формуле Стилла:

. (3.1)

Эта формула приемлема для линий длиной до 250 км и передаваемых мощностей, не превышающих 60 МВт. В случае больших мощностей, передаваемых на расстояние до 1000 км, используется формула А. М. Залесского:

. (3.2)

Г. А. Илларионов предложил для предварительного определения следующее выражение:

. (3.3)

В отличие от эмпирических выражений (3.1), (3.2) формула (3.3) дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ.

Задание 3

Для вновь проектируемой сети, рассмотренной в заданиях 1 и 2, определить ориентировочное значение номинального напряжения линий. На рисунке 1.1 показана схема варианта, где длины линий указаны в километрах. Нагрузки подстанций равны: МВт, =17 МВт, =36 МВт, 39 МВт, =41 МВт.

Решение:

Найдем по первому закону Кирхгофа мощности в линиях, МВт:

= 41 + 17 + 22 = 80;

=41+17=58; =41; = 36 + 39 = 75;

= 39.

Номинальное напряжение можно предварительно определить по эмпирическому выражению (3.1). Напряжения, кВ, определенные по этому выражению, для линий сети равны

,

,

,

,

.

Ближайшим стандартным напряжением является 150 кВ.

По кривым на рисунке 6.5 [2.1] получим, что значения и попадают в область выше кривой 7, для которой ориентировочное номинальное напряжение сети 150 кВ. По таблице 6.5 [2.1] также получим =150 кВ для сети на рисунке 6.5,е. Таким образом, эмпирическое выражение (3.1), кривые на рисунке 6.5 и таблица 6.5 [2.1] дают одну и ту же приближенную оценку значения . Однако номинальное напряжение 150 кВ не рекомендуется применять во вновь проектируемых сетях. Поэтому надо сравнить по приведенным затратам варианты использования сетей с номинальным напряжением 110 и 220 кВ.

Вопросы к практическому занятию

1. От каких факторов зависит экономически целесообразное номинальное напряжение проектируемой сети?

2. Что понимается под средней дальностью передачи?

3. Каковы преимущества и недостатки применения более высокого номинального напряжения?

Практическое занятие 4

Выбор сечений линий электропередачи по экономическим интервалам тока

Теоретическая часть

При использовании экономических интервалов тока необходимо уточнение понятия наибольшего тока линии. Сечения проводов надо выбирать по расчетной токовой нагрузке линии , которая определяется по выражению

I_p=I_Нб·α_i·α_T , (4.1)

Где I_Нб – ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распределительной сети I_p определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы;

α_i – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии. Для линий 110–220 кВ значение α_i может быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки.

– коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии и коэффициент ее попадания в максимум энергосистем (таблица 4.1).

Таблица 4.1 – Усредненные значения коэффициента α_T

Напряжение ВЛ, кВ	Коэффициент участия в максимуме энергосистемы, Д,	Значение коэффициента а, при числе часов использования максимума нагрузки линии, Tmax , час/год
		до 4000	4000-6000	более 6000
35-330	1,0	0,8	1,0	1,3
	0,8	0,9	1,2	1,6
	0,6	1,1	1,5	2,2
500	1,0	0,7	0,9	1,1
	0,8	0,8	1,0	1.4
	0,6	0,9	1,4	1,9

Для линий с максимумом нагрузки летом или в часы снижения нагрузки энергосистемы (при К_м < 0,5) I_Нб принимается по максимальной нагрузке линии, а α_Т – равным 0,4.

Экономические интервалы тока для выбора сечений проводов воздушных линий 35–750 кВ приведены в [2.2, таблица 7.8] в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, определенной по (4.1), района по гололеду, материала опор и количества цепей в линии. Таблица составлена для всех стандартных сечений проводов для четырех регионов нашей страны.

Задание 4

На рисунке 4.1, а и б показаны варианты схем проектируемой сети с номинальным напряжением 110 кВ. Длины линий в километрах указаны на рисунках. Нагрузки и коэффициенты мощности всех подстанций принять по результатам выбора компенсирующих устройств (задание 2).

Выбрать сечения сталеалюминиевых проводов по экономическим интервалам тока, принимая для всех подстанций одно и то же время наибольшей нагрузки =3800 ч.

Рисунок 4.1– варианты схемы сети

Решение:

Вариант 1. Определим распределение мощности в проектируемой сети по первому закону Кирхгофа:

= 36 + 39 = 75 МВт; = 39 МВт; МВт;

МВт; = 41 МВт.

= 12,6 + 14,85 = 27,45 Мвар; = 14,85 Мвар; Мвар;

Мвар; = 16,35 Мвар.

В нормальном режиме работы сети наибольший ток в каждой цепи линии равен

;

Расчетную токовую нагрузку цепи определим по формуле (4.1), где =1,05; = 0,8:

=176,1 А;

= 92,0 А;

= 188,6 А;

= 137,4 А;

=97,3 А.

По [2.2, таблица 7.8] выбираем сечения сталеалюминиевых проводов: = 185 мм²; = 120 мм² ; = 185 мм² ; = 120 мм²;

= 120 мм².

Вариант 2. Для кольца 1231 находим сначала активные мощности на головных участках по активным мощностям и длинам линий:

;

где =23+50=73 км; =50 км; 103 км;

=44,45 МВт;

=30,55 МВт.

Правильность найденных значений и подтверждается следующей проверкой:

+ =44,45+30,55= =75 МВт.

Мощность в линии 23 определим в соответствии с первым законом Кирхгофа:

= 44,45–36 = 8,45 МВт.

Аналогично активным мощностям рассчитаем реактивные потоки мощности.

=16,14 Мвар;

=11,31 Мвар;

= 16,14–12,6 = 3,54 МВт.

Мощности в линиях 14, 45 и 56 те же, что и в варианте 1

Таблица 4.2 – Результаты расчета и выбора сечений для варианта 2

Линия	12	23	13	14	45	56
Расчетный наибольший ток цепи линии , А	248,2	48,1	171,0	224,5	163,5	115,8
Расчетная токовая нагрузка цепи линии , А	208,5	40,4	143,6	188,6	137,4	97,3
Сечение провода, мм2	185	70	150	185	120	120

Вопросы к практическому занятию

1. От каких факторов зависит расчетная токовая нагрузка?

2. В чем существо метода экономических интервалов для определения сечений проводов?

3. Каковы условия проверки выбранных проводов?