Потери напряжения в максимальном режиме.

Для нахождения потери напряжения суммируются относительные потери напряжения по участкам сети одной ступени напряжения, так как в узлах понижения или повышения напряжения имеются средства регулирования напряжения; в случае разветвлённой сети одного номинального напряжения потери напряжения определяются от источника питания до каждой концевой подстанции, наибольшая U_нб сравнивается с U_доп: в замкнутой сети или в сети с двухсторонним питанием наибольшие потери напряжения определяются от источника питания до точки раздела мощности; среди аварийных режимов требуется выбирать такой, при котором потери напряжения увеличиваются на наибольшую величину. В разветвлённой сети с двухцепными линиями такой послеаварийный режим обусловлен обрывом одной цепи в линии с наибольшим значением потерь напряжения. В кольцевой сети аварийный режим обусловлен, как правило, обрывом одного из головных участков.

Линия РЭС-1:

Провод АС-240/32, l=57 км, r₀=0,118 Ом/км, x₀=0,435 Ом/км.

Сопротивления линии:

R_Л= ∙ r₀∙l=0,11857=6,726 Ом;

Потери напряжения составят:

Потери активной мощности в линии:

Линия 1-2:

Провод АС-240/32 l=47,5 км.

R_Л= r₀∙l=0,11847,5=5,605 Ом; Х_Л= ∙x₀∙l=0,43547,5=20,663 Ом;

Линия 2-3:

Провод АС-240/32 l=38 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,11838=4,48 Ом; Х_Л= ∙x₀∙l=0,43538=16,53 Ом;

Линия 5-3:

Провод АС-240/32, l=49,4 км.

Сопротивления линии:

R_Л= ∙ r₀∙l=0,11849,4=5,83 Ом; Х_Л= ∙x₀∙l=0,43549,4=21,49 Ом;

Линия 4-5:

Провод АС-240/32, l=38 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,11838=4,48 Ом; Х_Л= ∙x₀∙l=0,43538=16,53 Ом;

Линия РЭС-4:

Провод АС-240/32 l=66,5 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,11866,5=7,85 Ом; Х_Л= ∙x₀∙l=0,43566,5=28,93 Ом;

Найдем суммарные потери мощности на каждой ступени напряжения в максимальном режиме:

Потери напряжения в послеаварийном режиме.

Рассмотрим ветвь РЭС-1-2-3-5-4-РЭС:

Отключение линии РЭС-1:

Линия 1-2:

Провод АС-240/32, l=47,5 км, R_Л=5,61 Ом, Х_Л=20,66 Ом.

l=47,5 км, R_Л=5,61 Ом, Х_Л=20,66 Ом.

Линия 2-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48 Ом, Х_Л=16,53 Ом.

Линия 5РЭС-3:

Провод АС-240/32, l=49,4 км, R_Л=5,83 Ом, Х_Л=21,49 Ом.

Линия 4РЭС-5:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48 Ом, Х_Л=16,53 Ом.

Линия РЭСРЭС-4:

П ровод АС-240/32, l=66,5 км, R_Л=7,85 Ом, Х_Л=28,93 Ом.

Определим суммарные потери напряжения в послеаварийном режиме:

U_{1-2-3-5-4-РЭС}=2,738 +3,707+7,01 +6,348+13,566 =33,37 кВ;

U_нб220=U_{1-2-3-5-4-РЭС %}=12% < U_доп=17%.

Данная схема проходит по допустимым потерям напряжения в максимальном и аварийном режимах.

Таблица 3.2.1. Результаты расчетов для варианта 1.

Линия	РЭС-1	1-2	2-3	4-5	5-3	Рэс-4
Uном, кВ	220	220	220	220	220	220
I, А	221,388	108,019	29,534	107,088	57,67	179,76
Jэк, А/мм2	1	1	1	1	1	1
Fрасч, мм2	221,388	108,019	29,534	107,088	57,67	179,76
Fст, мм2	240	240	240	240	240	240
Марка провода	АС-240	АС-240	АС-240	АС-240	АС-240	АС-240
Iдл.доп, А	610	610	610	610	610	610
l, км	57	47,5	38	38	49,4	66,5
R0, Ом/км	0,118	0,118	0,118	0,118	0,118	0,118
Х0, Ом/км	0,435	0,435	0,435	0,435	0,435	0,435
Rл, Ом	6,726	5,61	4,48	4,48	5,83	7,85
Хл, Ом	24,795	20,66	16,53	16,53	21,49	28,93
Р, МВт	76,16	37,16	10,16	36,84	19,84	61,84
Q, Мвар	36,28	17,702	4,84	17,55	9,45	29,46
, кВ	6,417	2,609	0,571	2,07	1,449	6,079
, МВт	0,98	0,19	0,01	0,15	0,05	0,76

=2,14МВт.

Проверка варианта 2

Режим максимальных нагрузок.

Распределение мощности:

Рассмотрим кольцо РЭС-1-2-3-4-РЭС

Рассекаем это кольцо в точке РЭС.

Исходя из предположения, что сеть выполнена проводом одинакового сечения, т.е. , распределение мощности на участках сети будет следующим:

Проверка:

Распределение мощности в линиях:

Так как , то точка 3 является точкой потокораздела.

Полные мощности, протекающие в линиях:

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА.

МВА, МВА.

Рассмотрим участок 4-5.

Принимаем что номинальное напряжение на проектируемом участке .

Сечение провода:

выбираем провод

Выбранное сечение провода необходимо проверить по допустимому току в аварийном режиме.

Ток в линии в послеаварийном режиме при отключении одного провода:

Для провода АС – 70 , т.е. провод на рассматриваемом участке проходит проверку по длительному току в послеаварийном режиме.

Рассмотрим кольцо РЭС – 1 – 2 – 3 - 4 – РЭС.

Принимаем, что номинальное напряжение в проектируемом районе .

Находим токи в линиях в режиме максимальных нагрузок:

202,25 А;

88,88 А;

10,39 А;

76,8 А;

198,89 А.

Сечения проводов:

выбираем провод

Выбранные сечения проводов необходимо поверить по допустимому току в послеаварийном режиме.

Послеаварийный режим.

Отключение участка РЭС – 1:

Распределение мощности в линиях:

Полные мощности, протекающие в линиях:

Ток в линиях в послеаварийном режиме:

Отключение участка РЭС – 4:

Распределение мощности в линиях:

Полные мощности, протекающие в линиях:

Ток в линиях в послеаварийном режиме:

Для провода АС – 240 , т.е. все выбранные провода прошли проверку по допустимому току в послеаварийном режиме.

Для нахождения потери напряжения суммируются относительные потери напряжения по участкам сети одной ступени напряжения, так как в узлах понижения или повышения напряжения имеются средства регулирования напряжения. в случае разветвлённой сети одного номинального напряжения потери напряжения определяются от источника питания до каждой концевой подстанции, наибольшая сравнивается с . В замкнутой сети или в сети с двухсторонним питанием наибольшие потери напряжения определяются от источника питания до точки раздела мощности, среди аварийных режимов требуется выбирать такой, при котором потери напряжения составляют наибольшую величину. В разветвлённой сети с двухцепными линиями такой аварийный режим обусловлен обрывом одной цепи в линии с наибольшим значением потерь напряжения. В кольцевой сети аварийный режим обусловлен, как правило, обрывом одного из головных участков.

Потери напряжения в максимальном режиме.

Линия РЭС-1:

Провод АС-240/32, l=57 км, r₀=0,118 Ом/км, x₀=0,435 Ом/км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,11857=6,726 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,43557=24,795 Ом.

5,86 кВ;

0,825 МВт.

Линия 1-2:

Провод АС-240/32, l=47,5 км, R_Л=5,61Ом, Х_Л =20,66 Ом.

2,147 кВ;

0,133 МВт.

Линия 2-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

0,201 кВ;

МВт.

Линия 4-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

1,484 кВ;

0,079 МВт.

Линия Рэс-4:

Провод АС-240/32, l=66,5 км, R_Л=7,85 Ом, Х_Л =28,93 Ом.

6,73 кВ;

0,93 МВт.

Линия 4-5:

Провод АС-70/11, l=38 км, r₀=0,422 Ом/км, x₀=0,444 Ом/км.

1,86 кВ;

0,23 МВт.

Определим суммарные потери напряжения в максимальном режиме:

=5,86+2,147+0,201=8,21 кВ,

_% 3,73%;

_% 1,69%;

U_нб220 = =7,46% < U_доп=15%.

U_нб110 = =1,69%< U_доп=15%.

Потери напряжения в послеаварийном режиме.

Отключение участка РЭС-1

Линия 1-2:

Провод АС-240/32, l=47,5 км R_Л=5,61Ом, Х_Л =20,66 Ом.

2,739 кВ;

0,216 МВт.

Линия 2-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

3,7 кВ;

0,49 МВт.

Линия 4-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

5,27 кВ;

0,94 МВт.

Линия РЭС-4:

Провод АС-240/32, l=66,5 км, R_Л=7,85 Ом Х_Л=28,93 Ом

13,35 кВ;

3,526 МВт.

Линия 4-5:

Провод АС-70/11, l=38 км, r₀=0,422 Ом/км, x₀=0,444 Ом/км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,42238=16,036 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,14438=16,872 Ом.

3,72 кВ;

0,47 МВт.

Определим суммарные потери напряжения в послеаварийном режиме:

=13,35+3,7+5,27+2,739=25,059 кВ,

_% 11,39%;

U_нб220= _%=11,39% < U_доп=17%.

_% 3,38%;

U_нб110= _%=3,38% < U_доп=17%.

Отключение участка РЭС-4

Линия 4-3:

Провод АС-240/32, l=38 км R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

кВ;

0,2 МВт.

Линия 2-3:

Провод АС-240/32, l=38 км, R_Л=4,48Ом, Х_Л =16,53 Ом.

4,04 кВ;

0,59 МВт.

Линия 1-2:

Провод АС-240/32, l=47,5 км, R_Л =5,61Ом, Х_Л =20,66 Ом.

6,95 кВ;

1,4 МВт.

Линия РЭС-1:

Провод АС-240/32, l=57 км, R_Л =6,726 Ом Х_Л =24,795 Ом

11,63 кВ;

3,25 МВт.

Определим суммарные потери напряжения в послеаварийном режиме:

=11,63+6,95+4,04+2,36=24,98 кВ,

_% 11,35%;

U_нб220= _%=11,35% < U_доп=17%.

_% 3,38%;

U_нб110= _%=3,38% < U_доп=17%.

Данная схема проходит по допустимым потерям напряжения в максимальном и послеаварийном режимах.

Таблица 3.2.2. Результаты расчетов для варианта 2.

Линия	РЭС-1	1-2	2-3	4-3	РЭС-4	4-5
Uном, кВ	220	220	220	220	220	110
I, А	202,25	88,88	10,39	76,8	198,89	49,42
jэк, А/мм2	1	1	1	1	1	1
Fрасч, мм2	202,25	88,88	10,39	76,8	198,89	49,42
Fст, мм2	240	240	240	240	240	70
Марка провода	АС-240	АС-240	АС-240	АС-240	АС-240	АС-70
Iдл.доп, А	610	610	610	610	610	265
l, км	57	47,5	38	38	66,5	38
R0, Ом/км	0,118	0,118	0,118	0,118	0,118	0,422
Х0, Ом/км	0,435	0,435	0,435	0,435	0,435	0,444
Rл, Ом	6,726	5,61	4,48	4,48	7,85	8,018
Хл, Ом	24,795	20,66	16,53	16,53	28,93	8,436
Р, МВт	69,577	30,577	3,577	26,423	68,423	17
Q, Мвар	33,143	14,565	1,705	12,585	32,595	8,1
, кВ	5,86	2,147	0,201	1,484	6,73	1,86
, МВт	0,825	0,133	0,0015	0,079	0,93	0,23

_% 7,46%;

=2,2МВт.

Проверка варианта 3

Режим максимальных нагрузок.

Распределение мощности:

.

Полные мощности, протекающие в линиях:

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА;

МВА, МВА;

Принимаем, что номинальное напряжение в проектируемом районе

Находим ток в линиях в режиме максимальных нагрузок:

А,

А,

А,

А,

А,

Сечения проводов:

209,29мм², выбираем провод АС-240/32;

49,41 мм², выбираем провод АС-70/11;

72,67мм², выбираем провод АС-95/16;

мм², выбираем провод АС-240/32;

мм², выбираем провод АС-95/16;

Выбранные сечения проводов необходимо проверить по допустимому току в послеаварийном режиме, т.е. при обрыве одного провода.

Токи в линиях в послеаварийном режиме:

Для провода АС – 70 , т.е. участок 3 – 5 прошёл проверку по допустимому току в послеаварийном режиме. Для провода АС – 95 , т.е. участки 3 – 4, 1-2 проверку по допустимому току в послеаварийном режиме прошли.. Для провода АС – 240 , т.е. участки РЭС – 1, РЭС – 3 проверку по допустимому току в послеаварийном режиме прошли.

Потери напряжения в режиме.

Линия РЭС-3:

Провод АС-240/32, l=38 км.

Сопротивление линии:

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,11838=2,242 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,40538=7,695 Ом.

Потери напряжения:

3,87 кВ;

Потери активной мощности:

1,178 МВт.

Линия 3-5:

Провод АС-70/11, l=49,4 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,42249,4=10,42 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,44449,4=10,97 Ом.

2,42 кВ;

0,3 МВт.

Линия 3-4:

Провод АС-95/16, l=38 км.

Сопротивление линии:

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,30138=5,72 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,43438=8,25 Ом.

2,19 кВ;

МВт.

Линия РЭС-1:

Провод АС-240/32, l=57 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,11857=3,36 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,40557=11,54 Ом.

5,31 кВ;

1,48 МВт.

Линия 1-2:

Провод АС-95/16, l=47,5 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,30147,5=7,149 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,43447,5=10,31 Ом.

2,96 кВ;

0,53 МВт.

Найдем суммарные потери мощности на каждой ступени напряжения в максимальном режиме:

Потери напряжения в послеаварийном режиме.

Линия РЭС-3: Отключение участка

Провод АС-240/32, l=38 км.

Сопротивление линии:

R_Л= ∙r₀∙l=0,11838=4,484 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,40538=15,39 Ом.

Потери напряжения:

7,734 кВ;

Линия 3-5:

Провод АС-70/11, l=49,4 км,.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,42249,4=10,42 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,44449,4=10,97 Ом.

2,42 кВ;

Линия 3-4:

Провод АС-95/16, l=38 км.

Сопротивление линии:

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,30138=5,72 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,43438=8,25 Ом.

2,19 кВ;

Линия РЭС-1:

Провод АС-240/32, l=57 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,11857=3,36 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,40557=11,54 Ом.

5,31 кВ;

Линия 1-2:

Провод АС-95/16, l=47,5 км.

R_Л= ∙r₀∙l=0,50,30147,5=7,149 Ом, Х_Л= ∙x₀∙l=0,50,43447,5=10,31 Ом.

2,96 кВ;

Определим суммарные потери напряжения в послеаварийном режиме:

Данная схема проходит по допустимым потерям напряжения в максимальном и послеаварийном режимах.

Таблица 3.2.3. Результаты расчетов для варианта 3.

Линия	РЭС-3	3-5	3-4	РЭС-1	1-2
Uном, кВ	110	110	110	110	110
I, А	209,29	49,41	72,67	191,84	78,47
Jэк, А/мм2	1	1	1	1	1
Fрасч, мм2	209,29	49,41	72,67	191,84	78,47
Fст, мм2	240	70	95	240	95
Марка провода	АС-240	АС-70	АС-95	АС-240	АС-95
Iдл.доп, А	610	265	330	610	330
l, км	38	49,4	38	57	47,5
R0, Ом/км	0,118	0,422	0,301	0,118	0,301
Х0, Ом/км	0,405	0,444	0,434	0,405	0,434
Rл, Ом	2,242	10,42	5,72	3,36	7,149
Хл, Ом	7,695	10,97	8,25	11,54	10,31
Р, МВт	72	17	25	66	27
Q, Мвар	34,3	8,1	11,91	31,438	12,86
, кВ	3,87	2,42	2,19	5,31	2,96
, МВт	1,178	0,3	0,36	1,48	0,53

=3,85МВт

Для технико-экономического сравнения выбираем вариант № 1, так как у него наименьшие потери активной мощности в линиях среди вариантов с , и вариант № 3, так как у него .