4.3. Расчет мощностей на участках сложнозамкнутой схемы электрической сети

1)Задаем направление мощностей в схеме электрической сети

2)Предполагаем, что сеть является однородной, т.е. сечения всех проводов одинаковые тогда расчет производим через длины линии вместо сопротивления. Используем метод расщепления сети и расчет производим по активной мощности. Найдем активные мощности участков методом контурных уравнений.

Составляем уравнение для контура: 0 – 1 – 2 –0

P₀₁ · L₀₁ + P₁₂ · L₁₂ – P₀₂ · L₀₂ = 0

Составляем уравнение для контура: 0 – 3 –2 –0

P₀₃ · L₀₃ + P₂₃ · L₂₃ – P₀₂ ·L₀₂ = 0

Р01

РЭС 1

Р1

Р03 Р12

Р02

3

Р3 2

Р23 Р2

Рисунок 7 – Направление мощностей в сложнозамкнутой схеме электрической сет

Пусть известные мощности P₀₁,P₀₃.

Неизвестные мощности по участкам ЛЭП выражаем через известные мощности нагрузок и контурные мощности:

P₁₂ = P₀₁–P₁,

P₂₃ = P₀₃–P₃,

P₀₂ = P₂ – P₁₂– P₂₃= P₂ – (P₀₁ – P₁)– (P₀₃ – P₃)= P₁+P₂+P₃–P₀₁–P₀₃.

P₀₁ · L₀₁ + (P₀₁ – P₁) · L₁₂ – (P₁+P₂+P₃– P₀₁– P₀₃)·L₀₂ = 0

P₀₁ · L₀₁ + P₀₁ · L₁₂–P₁ · L₁₂– (P₁+P₂+P₃) · L₀₂+ P₀₁· L₀₂+ P₀₃· L₀₂ = 0

P₀₁ · (L₀₁ +L₁₂ +L₀₂) + P₀₃ · L₀₂–P₁· L₁₂ – (P₁+P₂+P₃) · L₀₂ = 0

210·P₀₁+95·P₀₃= P₁· 65+ (P₁+P₂+P₃) ·95,

210·P₀₁+95·P₀₃ = 17·65 + (17+23+9) ·95,

210·Р₀₁+ 95·Р₀₃ =5760.

P₀₃ · L₀₃ + (P₀₃ – P₃) · L₂₃ – (P₁+P₂+P₃– P₀₁– P₀₃)·L₀₂ = 0

P₀₃ · L₀₃ + P₀₃ · L₂₃ – P₃· L₂₃ – (P₁+P₂+P₃) · L₀₂+ P₀₁· L₀₂ + P₀₃· L₀₂ = 0

_P03 · (L₀₃ + L₂₃ + L₀₂) + P₀₁· L₀₂ = P₃· L₂₃ + (P₁+P₂+P₃) ·L₀₂

245·P₀₃+95·P₀₁=9·105+(17+23+9)·95

245·Р₀₃+95·Р₀₁=5600

Уравнения запишем в виде системы:

_210·P₀₁ 95·P₀₃ 5760

_

_·P₀₃ 95·P₀₁ 

P₀₃ 14_{,82 МВт.}

P01 20.72, МВт,

3) Подставляем полученные значения мощностей P₀₁ , P₀₃ и находим оставшиеся мощности:

P₁₂ = P₀₁ – P₁=20.72–17= 3.72, МВт

P₂₃ = P₀₃ – P3=14.82–9= 5.82, МВт

P₀₂ =P₁+P₂+P₃–P₀₁– P₀₃=17+23+9–20.72–14.82=13.46, МВт.

4) Расчет реактивной мощности.

Q₀₁ = P₀₁·tg (arcos(cosφ_сети))=20.72·tg(arcos(0.9)=9.94, МВар;

Q₀₂ = P₀₂·tg (arcos(cosφ_сети))=13.46·tg(arcos(0.86))=7.94, МВар;

Q₀₃ = P₀₃·tg (arcos(cosφ_сети))=14.82·tg(arcos(0.82))=10.22, МВар;

Q₁₂ = P₁₂·tg (arcos(cosφ_сети))= 3.72·tg(arcos(0.9))=1.78, МВар;

Q₂₃ = P₂₃·tg (arcos(cosφ_сети))=5.82·tg(arcos(0.9))=2.79, МВар;

5) Расчет полной мощности

S₀₁ = P₀₁+j Q₀₁=20.72+j9.94=22.98e^j25.84, МВА;

S₀₂ = P₀₂+j Q₀₂=13.46+j7.94=15.62e^j30.68, МВА;

S₀₃ = P₀₃+j Q₀₃=14.82+j10.22=18.12e^j34.91, МВА;

S₁₂ = P₁₃+j Q₁₂=3.72+j1.78=4.11e^j25.84, МВА;

S₂₃ = P₂₃+j Q₂₃=5.82+j2.79=6.45e^j25.84, МВА;

4. Выбор номинального напряжения для вариантов схем электрической сети

1. Выбор номинального напряжения для радиальной схемы электрической сети

Определяем ориентировочное напряжение по формуле

=86.24, кВ,

=109.28, кВ,

=71.68, кВ.

1. Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем стандартное номинальное напряжение для данной электрической сети, равным 110кВ.

2. Выбор номинального напряжения для кольцевой схемы электрической сети.

=98.08, кВ,

=86.42, кВ,

=93.65, кВ

=83.04, кВ,

1. сходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем стандартное номинальное напряжение для данной электрической сети, равным 110кВ.

3. Выбор номинального напряжения для сложнозамкнутой схемы электрической сети.

=90.72, кВ,

=95.52, кВ,

=81.28, кВ,

=63.04, кВ,

=79.52, кВ.

1)Исходя из полученных расчетов ориентировочного напряжения, выбираем стандартное номинальное напряжение для данной электрической сети, равным 110кВ.

6. Выбор сечений проводов линий электропередач электрической сети

Сечение проводов ЛЭП рассчитываем по методу экономической плотности тока:

=

где I_i– ток, текущий по проводу в режиме максимальной нагрузки, А;

n – число цепей ЛЭП;

P_i– активная мощность, передаваемая по ЛЭП в максимальном режиме, кВт;

U_н – номинальное напряжение сети, кВ;

cosф - коэффициент мощности нагрузки в ЛЭП;

_Jэк – экономическая плотность тока, А/мм².