4 Выбор схем электрической сети

Таблица 4.1 – Схемы электрической сети

№ схе- мы	Схема сети	Длина трассы, км	Суммарная длина линий, км	Число выключателей на сети
1		69	110	13
2		80	80	14
3		65	102	16
4		87	87	11

№ схе- мы	Схема сети	Длина трассы, км	Суммарная длина линий, км	Число выключателей на сети
5		74	74	14

Продолжение таблицы 4.1

Вывод: Выбираем 1 и 4 вариант схем сети, т.к. они имеют наименьшую длину линий и число выключателей. Подробно рассчитаем их в максимальном режиме.

5 Расчет вариантов сетей

5.1 Расчет разомкнутой сети в максимальном режиме

Рисунок 5.1 – Схема сети

Линия 0-1

_{Определяем}

(12)

(13)

где Q – реактивная мощность в линии, МВар;

х_0ср – среднее значение сопротивления линии, Ом;

l – длина линии, км;

U_н – номинальное напряжение, кВ.

(14)

где △U_доп – допустимые потери напряжения, кВ;

△U_р0-1 – допустимая реактивная часть потери напряжения в линии 0-1, кВ.

(15)

(16)

где △U_адоп – допустимая активная часть потери напряжения в линии, кВ;

 - удельное сопротивление для алюминиевых проводов, 28,8 ;

cos φ – коэффициент мощности;

l – длина линии, км.

Определяем

Определим сечения проводов на участке 0-1 по j_э

(17)

где S₁ – мощность, протекающая в линии 0-1, МВА;

U_н – номинальное напряжение, кВ.

(18)

где I_max – максимальный ток в линии, А;

n – количество цепей в линии;

- экономическая плотность тока, А/мм².

Выбираем провода типа А-95 [5,с428]

Проверим провода на нагрев

- провода проходят на нагрев

Проверим провода на механическую прочность

- провода проходят на механическую прочность

Линия 0-2

Определяем

Определяем

Определим сечения проводов на участке 0-2 по j_э

Выбираем провода типа А-120 [5,с428]

Проверим провода на нагрев

- провода проходят на нагрев

Проверим провода на механическую прочность

- провода проходят на механическую прочность

Линия 0-3

Определяем

Определяем

Определим сечения проводов на участке 0-3 по j_э

Выбираем провод типа А-35 [5,с428]

Проверим провод на нагрев

- провод проходит на нагрев

Проверим провод на механическую прочность

- провод проходит на механическую прочность

Составляем схему замещения и определяем её параметры по формулам. Технические данные проводов сносим в таблицу 5.1.

(19)

где r₀ - сопротивление 1 км провода постоянному току при 20°С, Ом;

l – длина провода, км.

(20)

где х₀ – индуктивное сопротивление 1 км провода, Ом;

l – длина провода, км.

r₀ и х₀ определяем из [4, с 428, 435]

В местных сетях Q_B=0, S_расч = S_пр

ВЛ 0-1 и 0-2 двухцепные

ВЛ 0-3 одноцепная

Все провода расположены «треугольником», Д=Д_срг=3м

Таблица 5.1 – Технические данные проводов

Номер линии	Тип провода	Длина L, км	r0, Ом/км	Х0, Ом/км	R, Ом	Х, Ом
0 – 1	А-95	19	0,3147	0,401	5,98	7,62
0 – 2	А-120	22	0,251	0,393	5,52	8,65
0 – 3	А-35	28	0,8502	0,435	23,81	12,18

Рисунок 5.2 – Расчетная схема замещения

Определяем потоки мощности

(21)

где S_расч1 – расчетная нагрузка линии, МВА;

△S_0-1 – потери в линии, МВА.

Определим напряжения во всех точках сети, расчет ведем по началу сети

(22)

где U₀ – напряжение на системной подстанции, кВ;

△U_0-1 – потери в линии, кВ.

Проверим провода на потерю напряжения

(23)

где U₀ – напряжение на системной подстанции, кВ;

U₁ – напряжение на подстанции №1, кВ.

Провода проходят на потерю напряжения.

5.2 Расчет замкнутой сети в максимальном режиме

Рисунок 5.3 – Схема замкнутой сети

Определяем предварительное протекание мощностей в линиях, предполагая, что сеть однородная с одинаковым сечением проводов

Рисунок 5.4 – Развернутая схема сети

(24)

где Р_ПР – приведенная активная мощность линии, МВт;

L – длина линии, км;

L_АА` – суммарная длина линий, км.

(25)

где Q_ПР – приведенная реактивная мощность линии, МВар;

L – длина линии, км;

L_АА` – суммарная длина линий, км.

Мощность в линии 1-2 определяем на основании I закона Кирхгофа

(26)

где S_A – мощность, выходящая с системной подстанции, МВА;

S_пр1 – приведенная мощность подстанции №1, МВА.

Определяем сечение проводов на каждом участке сети

Линия A-1

Определим сечения проводов на участке А-1 по

На участке А-1 следует установить 3 ВЛ

Выбираем провода типа А-150 [5,с428]

Проверим провода на нагрев

- провода проходят на нагрев

Проверим провода на механическую прочность: - провода проходят на механическую прочность

Линия 1-2

Определим сечения проводов на участке 1-2 по j_э

Выбираем провод типа А-35 [5,с428]

Проверим провод на нагрев

- провод проходит на нагрев

Проверим провод на механическую прочность: - провод проходит на механическую прочность

Линия А`-2

Определим сечения проводов на участке 2-А’ по

На участке 2-А’ следует установить 3 ВЛ

Выбираем провода типа А-185 [5,с428]

Проверим провода на нагрев

- провода проходят на нагрев

Проверим провода на механическую прочность: - провода проходят на механическую прочность

Участок А-3 замкнутой сети сопадает с участком 0-3 разомкнутой сети, его расчет не проводим.

Проверка проводов на нагрев

При проверке проводов на нагрев рассматриваются аварийные режимы

Авария №1, повреждение линии А-1

Рисунок 5.5 – Схема повреждения линии 1-2

Определяем максимальный аварийный ток для линий

Линия А-1, наиболее тяжелой аварией является авария №1

так как на участке 3 линии, тогда

Линия 2-А`, наиболее тяжелой аварией является авария №1

так как на участке 3 линии, тогда

ВЛ А-1 и 2-А` - по двухцепной и одноцепной ВЛ

ВЛ 1-2 однцоепная

Расположение проводов на опорах «треугольником», Д=Д_срг=3 м

Составляем схему замещения и определяем её параметры по формулам (19-20). Технические данные проводов сносим в таблицу 5.2

Таблица 5.2 – Технические данные проводов

Номер линии	Тип провода	Длина L, км	r0, Ом/км	Х0, Ом/км	R, Ом	Х, Ом
А – 1	А-150	19	0,1978	0,388	3,76	7,37
1 – 2	A-35	18	0,8502	0,435	15,3	7,83
2 – А`	А-185	22	0,1611	0,382	3,54	8,4
А – 3	А-35	28	0,8502	0,435	23,81	12,18

Рисунок 5.6 – Расчетная схема замещения

Определим предварительные протекания мощностей в линиях, расчет ведем по «коротким» формулам

(27)

где Р_расч – расчетная активная мощность подстанции, МВт;

R – активное сопротивление участка линии, Ом;

R_AA` – суммарное сопротивление всех линий, Ом.

(28)

где Q_расч – расчетная реактивная мощность подстанции, МВт;

R – активное сопротивление участка линии, Ом;

R_AA` – суммарное сопротивление всех линий, Ом.

Определим мощность в линии 1-2

Проверим расчет в точке токораздела №2

(29)

0,24+j0,2+11,83+j9,78=12,07+j9,98

12,07+j9,98=12,07+j9,98

Определяем мощности в линиях

Рисунок 5.7 – Расчетная схема замещения участка А-3

Определяем напряжения в точках электрической сети

Погрешность расчета

Проверим провода на потерю напряжения

Провода проходят на потерю напряжения

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ. СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

6.1 Разомкнутая сеть

Приведенные затраты определяем по формуле

(30)

где И₁ – годовые затраты на потерянную электроэнергию, тыс.руб.;

И₂ – амортизационные издержки, тыс.руб.;

И₃ – издержки на обслуживание сети, тыс.руб.;

Е_Н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, 0,12;

К_С – стоимость линий и подстанций, тыс.руб.

Годовые затраты на потерянную электроэнергию определяются

(31)

где – стоимость потерь в ВЛ для европейской части России, 0,8 руб./кВт*час.

(32)

где – норма отчислений на амортизацию и текущий ремонт;

– норма отчислений на амортизацию и текущий ремонт электрооборудования подстанции;

К_Л и К_ПС – стоимость линий и подстанций, тыс.руб.

(33)

(34)

6.2 Замкнутая сеть

Годовые затраты на потерянную электроэнергию определяются:

Сравниваем З_ПР1 и З_ПР2

Выбираем схему разомкнутой сети, так как она экономичнее на 37,66%.

Рисунок 6.1 – Схема разомкнутой сети

Рисунок 6.2 – Схема замкнутой сети