1 Общие вопросы расчета электрических сетей

1.1 Выбор напряжения

Шкала номинальных напряжений электрических сетей России установлена ГОСТ 21128-83. В России получили распространение две системы напряжения электрических сетей класса 35 кВ и выше: 35-110-220-500-1150 кВ и 35-110(150) -330-750 кВ. Первая система применяется в большинстве объединенных энергосистем (ОЭС), вторая после разделения СССР осталась только в ОЭС Северо - Запада. Кроме того, в ОЭС Центра и Северного Кавказа при основной системе 35-110-500 кВ ограниченное распространение получили также сети 330 кВ. Напряжение 110 кВ имеет наибольшее распространение для распределительных сетей во всех ОЭС России независимо от принятой системы напряжения. Сети напряжением 150 кВ выполняют те же функции, что и сети 110 кВ, но применяются только в Кольской энергосистеме и поэтому это напряжение не рекомендуется к использованию для вновь проектируемых сетей, за исключением тех районов, где оно уже применяется. В учебном проектировании использование этого номинального напряжения допускается независимо от района проектирования.

Номинальное напряжение сети существенно влияет как на ее экономические показатели, так и на технические характеристики.

При повышении номинального напряжения сети снижаются потери мощности и электроэнергии, уменьшаются сечения проводов, растет предельная передаваемая мощность, облегчается бедующее развитие сети, но увеличиваются капитальные затраты на оборудование, вследствие роста затрат на изоляцию.

Определяющими факторами, влияющими на выбор напряжения сети, являются передаваемая мощность и расстояние, на которое она передается.

Для предварительного определения уровня напряжения можно

воспользоваться эмпирической формулой

U = 4,34* , (1)

где U - уровень напряжения, кВ;

l - длина линии, км;

P - передаваемая мощность, МВт.

Формула (1) даёт приемлемые значения напряжения при длине l км и передаваемой мощности по одной цепи P МВт.

Для предварительного формирования возможного значения напряжения сети также можно воспользоваться экономически целесообразными интервалами. Кривые, разграничивающие интервалы номинальных напряжений в зависимости от длины линии и передаваемой мощности, изображены на рисунке 1.

При проектировании местных электрических сетей применяют следующие значения номинальных напряжений:U=6;10;20;35 кВ. Чаще всего для местных сетей применяют U=10;20;35 кВ.

Рисунок 1 - Области применения ЛЭП разных напряжений

1.2 Выбор числа и мощности трансформаторов

К выбору количества и номинальной мощности трансформаторов на понижающих подстанциях предъявляются следующие требования:

-минимум приведенных затрат;

-эффективность использования установленной мощности трансфор-маторов;

-надежность электроснабжения.

Номинальную мощность трансформатора на однотрансформаторной подстанции выбирают из условия

S_{HT max} , (2)

где S_HT - номинальная мощность трансформатора, МВА;

К_ст - коэффициент заполнения графика нагрузки, К_ст=0,75-0,8;

S_max - максимальная полная мощность нагрузки данной под- станции, МВА.

Полную мощность подстанции можно определить, используя исходные данные таблицы 1 и формулу

S_max = , (3)

где P - максимальное значение активной мощности данной подстанции, МВт;

cos --коэффициент мощности этой же подстанции.

При выборе номинальной мощности трансформаторов двухтрансформаторной подстанции исходят из условия

S_HT К_р*S_max (4)

где К_р - коэффициент резерва. К_р = 0,7. При этом суммарная установ-ленная мощность такой подстанции

= 1,4*S_max. (5)

Однотрансформаторная подстанция должна питать потребители и категорий. Двухтрансформаторная подстанция применяется для питания потребителей категории. На мощных узловых подстанциях иногда устанавливают более двух трансформаторов. Для выбора номинальной мощности трансформатора, питающего потребителей категории используют условие:

S_HT (6)

где к_п - коэффициент перегрузки; к_п = 1,3-1,4;

n - количество параллельно работающих трансформаторов.

Зная номинальное напряжение сети U=35 кВ, полную номинальную мощность трансформаторов каждой подстанции S_HT МВА и номинальное напряжение U_2H кВ, выбирается стандартный трансформатор из таблицы 2.