6 Расчет оптимального варианта электрической сети в режиме максимальных нагрузок

6.1 Расчет приведенных нагрузок ПС с двухобмоточными трансформаторами

Расчеты приведены в таблице 6.1

Таблица 6.1

Участок	Мощность, нагрузка
ПС 6
Шины НН ПС	13+j5,33
Потери в звене	=0,059+j1,037
Начало звена	(13+0,059)+j(5,33+1,037)=13,059+j6,367
Потери в стали	0,028+j0,014
Шины ВН	(0,028+13,059)+j(0,014+6,367)=13,087+j6,381
ПС 2
Шины НН ПС	8,5+j3,15
Потери в звене	=0,053+j0,614
Начало звена	(8,5+0,053)+j(3,15+0,614)=8,553+j3,764
Потери в стали	0,014+j0,08
Шины ВН	(0,014+8,553)+j(0,08+3,764)=8,57+j3,844
8
Шины НН ПС	28+j12,04
Потери в звене	=0,089+j1,95
Начало звена	(28+0,089)+j(12,04+1,95)=28,089+j13,99
Потери в стали	0,05+j0,35
Шины ВН	(0,05+28,089)+j(0,35+13,99)=28,094+j14,34

6.2 Расчет сети 35 кВ

Выбор сечения проводов ЛЭП-35 кВ выполняем по нормированным обобщенным показателям

Расчетный ток

А

Для ПС 2:

А

=1,05 – коэффициент, учитывающий изменения нагрузки по годам

=1, при Т_max=4200 ч. – учитывает число годов использования максимальной нагрузки

Определяем сечение провода по формуле

А/мм²

J_н=0,9, т.к. T_max<4000 ч.

Выбираем провод марки АС-150/24

Выполняется проверка по допустимому току

I_доп.=450 А>I_р=162,3 А

I_доп.=450 А – выбран по таблице 3.15 [5]

r₀=0,204 Ом/км

х₀=0,406 Ом/км

R=r₀*l=0,204*20=4,08 Ом

Х=х₀*l=0,406*20=8,93 Ом

Значение мощности ЛЭП наносится на схему замещения

Таблица 6.2

Участок	Мощность и потери
ЛЭП ПС 2
Конец линии	8,57+j3,844
Потери в ЛЭП	0,293+j0,584
Начало линии	(8,57+0,293)+j(3,844+0, 584)=8,86+j4,428

6.3 Расчет приведенных нагрузок ПС с трехобмоточным трансформатором

Расчет приведенных нагрузок ПС с трехобмоточным трансформатором выполняется после расчета сети 35 кВ, если от шин 35 кВ ПС с трехобмоточным трансформатором питается ПС 5. Расчет ведется по схеме замещения, используя данные для активной и реактивной мощности. Параметры схемы замещения приведены в таблице 7. При расчете мощности на шинах СН ПС с трехобмоточным трансформатором, следует учесть мощность нагрузки на шинах СН ПС (Р_сн+jQ_сн), просуммировать эту мощность с мощностью начала звена ЛЭП 35 кВ.

Схема замещения трехобмоточного трансформатора

Таблица 6.3

Участок	Мощность, потери
ПС 5
Шины НН	10+j4
Потери мощности в обмотке НН	=0,003+j0,097
Начало звена обмотки НН	(10+0,003)+j(4+0,097)=10,003+j4,097
Шины СН	(16+8,86)+j(6,32+4,428)=24,86+j10,75
Потери мощности в обмотке СН	=0,02+j0
Начало звена обмотки СН	(24,86+0,02)+j(10,75+0)=24,88+j10,75
Конец звена обмотки ВН	(10,003+24,88)+j(4,097+10,75)=34,883+j14,85
Потери мощности в обмотке ВН	=0,045+j1,9
Начало звена обмотки ВН	(34,883+0,045)+j(14,85+1,9)=34,93+j16,75
Потери в стали	0,086+j0,48
Шины ВН (приведенная мощность)	(34,94+0,086)+j(16,75+0,48)=35,02+j17,23

7 Расчет радиальной части сети в режиме максимальных нагрузок

Для расчета сечения ВЛ используется метод нормированных обобщенных показателей, аналогично тому, как выполняется расчет ЛЭП-35 кВ в разделе 6 курсового проекта. Сечение ЛЭП-110 кВ принимается по таблицам в зависимости от расчетного тока I_р.

Расчетный ток

А

Где

I₅ – ток линии на пятый год ее эксплуатации

I_р – определяется в распределительные сети в режиме максимальных нагрузок

_i – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии

Для линии 110-220 кВ, значение _i=1,05

_Т – коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки (Т_max), и коэффициент К_m – отражающий участие нагрузки ВЛ в максимуме энергосистемы

Для двухцепной ВЛ

=82,91 А

Сечение провода ВЛ составляет

F= А/мм²

Где

J_н – нормированная плотность тока

Определив сечение F, выбирается марка провода АС-95/16

Выбранный провод проверяется по длительному допустимому току

I_доп.=330 А>I_р=96,1 А

Из таблицы 3.8 [5] выписываются значения для 110-220 кВ

r₀=0,301 Ом/км

х₀=0,434 Ом/км

b₀=2,611*10^-6 Ом/км

Определяются значения

R=r₀*l=0,301*105=31,605 Ом

Х=х₀*l=0,434*105=45,57 Ом

МВар

Где

l – длина линии

Составляется схема замещения ЛЭП 110 кВ

Линия 110-220 кВ

Для двухцепной ЛЭП 110-220 кВ, в схеме замещения учитываются эквивалентные сопротивления

Ом

Ом

МВар

Составляется схема замещения ЛЭП-110 кВ. Линия 110 кВ

Расчет баланса мощности по линии 110 кВ выполнен в таблице 7.1

Таблица 7.1

Участок	Мощность, потери
ЛЭП И- ПС 8
Конец линии	28,09+j14,34
Зарядная мощность конца линии
Мощность конца звена	28,09+j(14,34-3,32)=28,09+j11,02
Потери мощности в звене	= =1,17 +j1,714
Мощность начала звена	(28,09+1,17)+j(11,02+1,714)=29,26+j12,734
Зарядная мощность начала звена
Начало ВЛ		29,26+j(12,734- )=329,26+j9,414

8 Расчет кольцевой части сети в режиме максимальных нагрузок

Кольцевая сеть с одним источником питания является частным случаем сети с двухсторонним питанием. Поскольку в курсовом проекте сопротивление проводов еще неизвестны, расчет начинается с предварительного определения мощностей, предполагая, что все участки выполнены проводом одинакового сечения. Тогда, вместо сопротивления, можно использовать длины участков. Кольцевую сеть разрезают по источнику питания.

МВт

МВар

МВт

МВар

Мощность на среднем участке 1-2 находится по первому закону Кирхгофа, при этом выясняется, какая из этих точек приложения нагрузки, является точкой токораздела, где мощность, подтекающая с двух сторон, полностью потребляется нагрузкой. Иногда точка токораздела активной мощности не совпадает с точкой токораздела мощности реактивной.

Мощность на участке цепи 1-2

МВт

МВар

Определяются токи на всех участках кольцевой сети и выбираются сечения проводов по методу нормированных токовых интервалов.

Для определения величины , следует определить

ЛЭП ИП^1- ПС 5

А

А

F= мм²

Выбираем провод АС-150/24

I_доп.=450 А

ЛЭП 5-6

А

Где А

F=

Выбираем провод АС-70/11

I_доп.=265 А

ЛЭП ИП^1- ПС6

А

А

F=

Выбираем провод АС-150/24

I_доп.=450 А

Ток аварийного режима

=

=

На промежуточном участке 5-6 рассматривается режим обрыва ЛЭП ИП’-6

А

Определяются и заносятся в таблицу 8.1, параметры схемы замещения линии на всех участках кольцевой сети (Х, R, Q_В)

Таблица 8.1

Участок	Провод	L	r0	x0	b0	R	X	QB
ИП’-6	АС-150/24	75	0,204	0,42	2,707	15,3	31,5	2,45
5-6	АС-70/11	25	0,422	0,444	2,5547	10,55	11,1	0,77
И-5	АС-150/24	60	0,204	0,42	2,707	12,24	25,2	1,96

Составляется схема замещения сети с учетом рассчитанных параметров ЛЭП

Для упрощения расчетов, определяются расчетные мощности ПС5, ПС6, как сумма мощностей

=35,02+j15,86

6,38+j4,765

Схема примет вид

Определяются потоки мощностей на головных участках с учетом реальных параметров ЛЭП

Определяются активные и реактивные проводимости кольцевой сети

=38,09 Ом

=67,8 Ом

См

См

; 0,006298<0,011142

Мощность на головных участках

А

С

=

МВт

МВар

N

M

МВт

МВар

Проверка

(27,795+j19,93)+(12,57+j7,826)=(35,02+j13,037)+(15,86+j4,765)

47,905+j20,396=68,057+j20,625

Условно разрезаем кольцевую сеть по точке токораздела и превращаем ее в две радиальные сети

Таблица 8.2

Участок		Мощность, потери
Линия И5
Конец линии		27,975+j12,57
Потери в линии
Мощность в начале звена		(27,975+0,951)+j(12,57+1,958)=28,926+j14,528
Зарядная мощность		-j0,98
Начало линии		258,926+j13,548
Линия 5-6
Конец линии		7,045+j2,7
Потери в линии
Мощность в начале звена		(7,045+0,049)+j(2,7+0,052)=7,094+j2,752
Линия И-6
Конец линии		20,131+j7,517
Потери в линии
Начало звена	(20,131+0,583)+j(7,517+1,202)=20,714+j8,715
Зарядная мощность	-j1,225
Начало линии	20,714+j7,494

МВт

МВар

МВт

МВар

Потери активной мощност