3. Предварительный расчёт отобранных вариантов

3.1 Радиально-магистральная сеть электроснабжения (вариант 4)

Расчетная схема этого варианта сети представлена на рис. 3.1. Расчёт ведём в соответствии с первым законом Кирхгофа.

Рис. 3.1- Расчётная схема радиально-магистрального варианта

S_РПП-2=S₂=6,88+j2,28 МВА.

Результаты помещаем в табл. 3.1 и наносим на расчетную схему (рис 3.1).

3.1.1 Определение номинального напряжения

Далее с помощью формулы Илларионова (3.1) определяем величину номинального напряжения на участках. При этом учитываем, что линию с двухсторонним питанием целесообразно спроектировать на одно напряжение.

U= ,кВ (3.1)

Где L-длина линии, Р_ц активная мощность, приходящаяся на одну цепь линии.

U_РПП-1= =51,81 кВ

Таблица 3.1-Выбор напряжений для варианта 4

Участок	L, км	Р, МВт	Q, Мвар	S, МВА	U, кВ	Uном, кВ
РПП-2	50	6,88	2,28	12,3	51,81	110
РПП-6	41	15,3	10,02	36	74	110
6-4	41	7,60	7,16	25	52,63	110
РПП-1	29	26,34	9,86	33	94,33	110
РПП-5	18	11,4	4,14	15	63,7	110
ТЭЦ-3	32	10,7	0,19	10,7	69,94	110

Принимаем номинальное напряжение для всей линии 110 кВ .Это объясняется тем, что напряжение 35 кВ не обеспечит нужного режима линии. Аналогично проведём расчёты напряжений для всех участков и выберем номинальные напряжения. Результаты расчетов представлены в табл. 3.1.

3.1.3 Выбор сечений проводов линий

Выбираем сечения проводов линий. При этом в качестве основного метода используем метод экономических интервалов.

Построим номограммы границ экономических интервалов. Будем считать, что по климатическим условиям район сооружения сети соответствует II району по гололеду и будут использоваться одноцепные и двухцепные ВЛ на железобетонных опорах. Стоимости сооружения 1 км линии и активные погонные сопротивления для различных сечений представлены в табл.3.2. Они взяты из [3, табл. 6.99 и 6.100] с учетом коэффициента удорожания (здесь принято k_уд = 18)

Таблица 3.2-Стоимости 1 км ВЛ и погонные сопротивления

Тип линии	Стоимость сооружения К0i , тыс.руб/км для провода марки:
	АС-70/11	АС-95/16	АС-120/19	АС-150/24	АС-185/29	АС-240/32	АС-300/39
Одноцепная 110 кВ	540	540	513	526,5	580,5	630	-
Двухцепная 110 кВ	801	801	814,5	900	990	1080	-
Одноцепная 220 кВ	-	-	-	-	-	738	778,5
Погонное сопротивление, R0i , Ом/км	0,429	0,306	0,249	0,198	0,162	0,121	0,098

Как следует из таблицы, стоимость сооружения линий с проводами марок АС-70/11 и АС-95/16 для двухцепной линии 35кВ и одноцепной линии 110 кВ выше, чем с проводами больших сечений. Это значит, что при данных ценах сечения 70 мм² и 95 мм² экономически невыгодны, поэтому далее эти сечения для данных случаев не рассматриваем.

Определим наибольшее значение параметра .

= (3.2) (3.2)

Примем эффективность капиталовложений E=0,5; стоимость потерь электроэнергии С_э=1,6 руб./кВт∙ч ; норму отчислений на амортизацию и обслуживание α=0,028; время наибольших потерь τ_нб=1000 ч.

= =0,0105 (кВт/руб.)^1/2.

Определим граничный ток для одной из пар сечений, скажем, для F_i=120 мм² и F_i+1=150 мм² для двухцепной линии 110 кВ.

I_{гр 120/150}= ∙ (3.3)

I_{гр 120/150}= =429,9 А.

Граничные токи для всех остальных пар сечений определяем аналогично. Результаты заносим в табл.3.3.

Таблица 3.3 - Граничные токи между сечениями

Пары сечений	70/95	95/120	120/150	150/185	185/240	150/240	240/300
Одноцепная 110 кВ	-	-	170,83	406,66	364,84	384,96	-
Двухцепная 110 кВ	-	161,59	429,92	525,00	491,95	507,67	-
Одноцепная 220 кВ	-	-	-	-	-	-	440,6

Для одноцепной линии 110 кВ граничный ток для пары сечений 185 и 240 мм² получился меньше, чем для пары сечений 150 и 185 мм². Это озна­чает, что сечение 185 мм² экономического интервала не имеет. Поэтому оп­ределяем граничный ток для пары сечений 150 и 240 мм².

Для двухцепной линии 110 кВ граничный ток для пары сечений 185 и 240 мм² получился меньше, чем для пары сечений 150 и 185 мм². Это озна­чает, что сечение 185 мм² экономического интервала не имеет. Поэтому оп­ределяем граничный ток для пары сечений 150 и 240 мм².

Одноцепная 110 кВ Двухцепная 110 кВ

Одноцепная 220 кВ

Рис. 3.2- Номограммы экономических интервалов

По построенным номограммам выберем сечения. Для этого нужно найти значение параметра и величину тока в каждой цепи в часы наибольших нагрузок.

Для заданного значения числа часов использования максимума Т_им=6400 ч определяем _нб:

τ_наиб = (3.4)

τ_наиб= = 5113 ч.

В качестве приемлемого срока окупаемости примем Т_ок=3 года. Соответствующая этому сроку окупаемости эффективность капиталовложений составит:

Е=1/Т_ок=1/3=0,33 (3.5)

Стоимость потерь электроэнергии принимаем 1,8 руб./кВт∙ч. Норму отчислений на амортизацию и обслуживание на основании [3, табл.6.32] примем α=0,028. Тогда в соответствии с формулой (3.2) найдём .

= =0,0036 (кВт/руб.)^1/2.

Определяем наибольший ток в одной цепи линии РПП-2.

I_нб = (3.6)

I_{нб РПП-2} = =32,31 А.

По номограмме для двухцепной линии 110 кВ определяем, что при =0,0036 ток 32,31 А попадает в экономический интервал сечения 95 мм². Следовательно, для этой линии выбираем провод марки АС-95/16.

Проверяем выбранный провод по техническим ограничениям. В наиболее тяжелом послеаварийном режиме, когда одна из цепей линии будет выведена из работы, ток в оставшейся цепи удвоится, то есть достигнет величины 64,62 А. Допустимая же нагрузка для этой марки провода составляет 330 А, то есть значительно выше.