Электрические сети и электроэнергетические системы. Задачи для решения
.pdf
Таблица 79
Варианты исходных данных
Номер |
Длина участков сети, км |
Номер |
Длина участков сети, км |
||||
варианта |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
варианта |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
1 |
9,5 |
3,7 |
6,4 |
6 |
9,7 |
5,3 |
5,3 |
2 |
5,2 |
6,3 |
3,1 |
7 |
4,8 |
6,5 |
6,3 |
3 |
2,7 |
5,1 |
4,4 |
8 |
5,2 |
7,7 |
7,3 |
4 |
3,6 |
8,4 |
7,2 |
9 |
2,6 |
8,9 |
8,3 |
5 |
3,2 |
5,8 |
4,7 |
10 |
8,2 |
1,7 |
2,3 |
Задача 53
Выбрать по допустимой потере напряжения Uдоп = 6 % площади сечения сталеалюминиевых проводов на участках электрической сети напряжением 10 кВ, схема которой приведена на рис. 24.
Данные о нагрузках указаны в табл. 78, длины участков сети – в табл. 79. Удельное реактивное сопротивление проводов принять равным x0 = 0,36 Ом/км, удельную проводимость материала прово-
дов γ =31,7 Омммм2 .
Расчет выполнить для следующих условий:
а) площади сечения проводов одинаковы на всех участках сети; б) обеспечивается минимум расхода материала проводников; в) обеспечивается одинаковая плотность тока на всех участках сети. Выбранные площади сечения проводов записать в табл. 80.
|
|
|
|
Таблица 80 |
|
|
Результаты расчетов |
|
|
|
|
|
|
|
Участок |
Выбранные площади сечения сталеалюминиевых проводов, мм2, |
|||
|
|
при условии |
|
|
сети |
|
|
|
|
а |
|
б |
в |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
А–1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1–2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2–3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
96
Задача 54
Выбрать по допустимой потере напряжения Uдоп = 6 % площади сечения сталеалюминиевых проводов на участках электрической сети напряжением 10 кВ, схема которой приведена на рис. 25.
Данные о нагрузках указаны в табл. 81, длины участков сети – в табл. 82. Удельное реактивное сопротивление проводов линий принять равным x0 = 0,36 Ом/км, удельную проводимость материала
проводов γ =31,7 Ом ммм2 .
Расчеты выполнить для условия постоянства сечения вдоль магистральной линии А–1–2–3, а также отдельно – для ответвления
1–4–5.
А |
|
1 |
|
|
|
2 |
3 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
S2 |
|
|
|
|
S3 |
|
||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
S1 |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
S5 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Рис. 25. Схема распределительной сети напряжением 10 кВ
Таблица 81
Нагрузки в узлах, МВ∙А
Номер |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
|
варианта |
||||||
|
|
|
|
|
||
1 |
0,6 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,1 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
2 |
0,7 + j0,15 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
3 |
0,6 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,6 + j0,2 |
0,2 + j0,1 |
|
4 |
0,9 + j0,1 |
0,6 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
|
5 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,4 + j0,3 |
0,3 + j0,2 |
|
6 |
0,3 + j0,25 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
97
Окончание табл. 81
Номер |
S1 |
S2 |
S3 |
S4 |
S5 |
|
варианта |
||||||
|
|
|
|
|
||
7 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
|
8 |
0,6 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
0,1 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
|
9 |
0,8 + j0,3 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
10 |
0,9 + j0,4 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
11 |
0,6 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,1 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
12 |
0,7 + j0,15 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
13 |
0,6 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,6 + j0,2 |
0,2 + j0,1 |
|
14 |
0,9 + j0,1 |
0,6 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
|
15 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,4 + j0,3 |
0,3 + j0,2 |
|
16 |
0,3 + j0,25 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
17 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
|
18 |
0,6 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
0,1 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
|
19 |
0,8 + j0,3 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
20 |
0,9 + j0,4 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
21 |
0,6 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,1 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
22 |
0,7 + j0,15 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
23 |
0,6 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,6 + j0,2 |
0,2 + j0,1 |
|
24 |
0,8 + j0,1 |
0,6 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
|
25 |
0,5 + j0,2 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,4 + j0,3 |
0,3 + j0,2 |
|
26 |
0,3 + j0,25 |
0,2 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
|
27 |
0,4 + j0,1 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,2 |
0,5 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
|
28 |
0,6 + j0,2 |
0,5 + j0,2 |
0,1 + j0,1 |
0,5 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
|
29 |
0,8 + j0,3 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,2 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
|
30 |
0,9 + j0,4 |
0,3 + j0,1 |
0,2 + j0,1 |
0,4 + j0,2 |
0,3 + j0,1 |
Таблица 82
Длина участков сети, км
Номер |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
1–4 |
4–5 |
Номер |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
1–4 |
4–5 |
варианта |
варианта |
||||||||||
1 |
9,5 |
3,7 |
6,4 |
5,2 |
1,8 |
6 |
9,7 |
5,3 |
5,3 |
5,2 |
1,8 |
2 |
5,2 |
6,3 |
3,1 |
4,5 |
3,3 |
7 |
4,8 |
6,5 |
6,3 |
5,9 |
2,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2,7 |
5,1 |
4,4 |
3,7 |
2,8 |
8 |
5,2 |
7,7 |
7,3 |
6,6 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3,6 |
8,4 |
7,2 |
6,1 |
1,2 |
9 |
2,6 |
8,9 |
8,3 |
7,3 |
2,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
3,2 |
5,8 |
4,7 |
3,9 |
0,8 |
10 |
8,2 |
1,7 |
2,3 |
3,1 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
98
Задача 55
Выбрать по допустимой потере напряжения Uдоп = 8 % площади сечения сталеалюминиевых проводов на участках электрической сети напряжением 10 кВ, схема которой приведена на рис. 26.
Данные о нагрузках указаны в табл. 83, длины участков сети – в табл. 84. Принять для нагрузок узлов 1, 4 cosφ = 0,9, для нагрузок узлов 2, 3, 5 cosφ = 0,8. Удельное реактивное сопротивление проводов принять равным x0 = 0,36 Ом/км, удельную проводимость мате-
риала проводов γ = 31,7 Омммм2 .
Расчеты выполнить для условия постоянства сечения вдоль магистральной линии А–1–2–3. Отдельно выбрать площади сечения проводов для ответвлений 1–4 и 2–5.
|
|
|
|
|
|
5 |
|
А |
|
|
|
|
I5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2 |
3 |
||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
I2 |
|
|
I3 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
I1
I4
Рис. 26. Схема распределительной сети напряжением 10 кВ
99
Таблица 83
Нагрузка в узлах, А
Номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Номер |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
варианта |
варианта |
||||||||||
1 |
28 |
36 |
18 |
11 |
24 |
16 |
63 |
10 |
12 |
8 |
4 |
2 |
50 |
28 |
22 |
19 |
14 |
17 |
84 |
16 |
18 |
12 |
10 |
3 |
20 |
20 |
26 |
27 |
39 |
18 |
112 |
25 |
18 |
12 |
9 |
4 |
93 |
12 |
3 |
4 |
12 |
19 |
48 |
15 |
4 |
7 |
2 |
5 |
104 |
14 |
5 |
29 |
10 |
20 |
44 |
23 |
18 |
10 |
6 |
6 |
25 |
14 |
30 |
38 |
22 |
21 |
35 |
20 |
14 |
12 |
8 |
7 |
15 |
32 |
24 |
9 |
18 |
22 |
62 |
30 |
22 |
16 |
11 |
8 |
18 |
33 |
25 |
16 |
19 |
23 |
78 |
33 |
21 |
18 |
12 |
9 |
75 |
23 |
14 |
28 |
10 |
24 |
86 |
29 |
24 |
16 |
13 |
10 |
64 |
21 |
34 |
28 |
17 |
25 |
80 |
74 |
36 |
19 |
8 |
11 |
86 |
27 |
8 |
5 |
13 |
26 |
66 |
40 |
27 |
13 |
5 |
12 |
80 |
8 |
14 |
4 |
27 |
27 |
22 |
37 |
20 |
12 |
15 |
13 |
52 |
30 |
13 |
8 |
5 |
28 |
66 |
45 |
28 |
16 |
10 |
14 |
30 |
24 |
12 |
8 |
11 |
29 |
72 |
34 |
28 |
23 |
17 |
15 |
54 |
32 |
20 |
17 |
6 |
30 |
44 |
61 |
29 |
37 |
19 |
Таблица 84
Длина участков сети, км
Номер |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
1–4 |
2–5 |
Номер |
А–1 |
1–2 |
2–3 |
1–4 |
2–5 |
варианта |
|
|
|
|
|
варианта |
|
|
|
|
|
1 |
9,5 |
3,7 |
6,4 |
5,2 |
1,8 |
6 |
1,3 |
3,5 |
2,8 |
6,3 |
2,2 |
2 |
5,2 |
6,3 |
3,1 |
4,5 |
3,3 |
7 |
8,2 |
1,7 |
2,3 |
3,1 |
0,9 |
3 |
2,7 |
5,1 |
4,4 |
3,7 |
2,8 |
8 |
5,4 |
5,3 |
3,9 |
4,7 |
2,3 |
4 |
3,6 |
8,4 |
7,2 |
6,1 |
1,2 |
9 |
2,6 |
8,9 |
5,5 |
6,3 |
3,7 |
5 |
3,2 |
5,8 |
4,7 |
3,9 |
0,8 |
10 |
4,8 |
2,5 |
7,1 |
7,9 |
5,1 |
100
Задача 56
В нормальном режиме нагрузка S питается от шин напряжением 10 кВ районных подстанций А и В так, как показано на рис. 27.
Выбрать по допустимой потере напряжения Uдоп= 6 % площади сечения алюминиевых проводов на участках электрической сети. Данные о нагрузке указаны в табл. 85, длины участков сети– в табл.86.
Удельное |
реактивное сопротивление проводов принять равным |
|||
x0 = 0,36 |
Ом/км, удельную проводимость материала проводов |
|||
γ = 31,7 |
|
м |
. |
|
Ом мм2 |
||||
|
|
|||
Проверить выбранные площади сечения проводов по допусти-
мому току нагрева. |
|
|
|
А |
Л1 |
Л2 |
В |
0,5S
0,5S
Рис. 27. Схема электрической сети
|
|
|
|
|
Таблица 85 |
|
Варианты исходных данных |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Номер |
Нагрузка |
Номер |
Нагрузка |
Номер |
Нагрузка |
варианта |
S, МВ∙А |
варианта |
S, МВ∙А |
варианта |
S, МВ∙А |
1 |
0,6 + j0,2 |
11 |
0,8 + j0,1 |
21 |
0,2 + j0,2 |
2 |
0,7 + j0,1 |
12 |
0,5 + j0,2 |
22 |
0,5 + j0,2 |
3 |
0,6 + j0,1 |
13 |
0,3 + j0,2 |
23 |
0,6 + j0,2 |
4 |
0,9 + j0,1 |
14 |
0,4 + j0,1 |
24 |
0,2 + j0,2 |
5 |
0,5 + j0,2 |
15 |
0,6 + j0,2 |
25 |
0,4 + j0,3 |
6 |
0,3 + j0,2 |
16 |
0,9 + j0,4 |
26 |
0,3 + j0,2 |
7 |
0,4 + j0,1 |
17 |
0,5 + j0,2 |
27 |
0,5 + j0,1 |
8 |
0,6 + j0,2 |
18 |
0,6 + j0,2 |
28 |
0,5 + j0,2 |
9 |
0,8 + j0,3 |
19 |
0,2 + j0,2 |
29 |
0,4 + j0,2 |
10 |
0,9 + j0,4 |
20 |
0,4 + j0,3 |
30 |
0,4 + j0,2 |
101
Таблица 86
Длина участков сети, км
Номер |
Л1 |
Л2 |
Ном |
Л1 |
Л2 |
|
варианта |
ер варианта |
|||||
|
|
|
|
|||
1 |
8,9 |
5,5 |
6 |
2,9 |
3,3 |
|
2 |
2,5 |
7,1 |
7 |
4,1 |
4,3 |
|
3 |
6,1 |
8,7 |
8 |
5,3 |
3,9 |
|
4 |
1,7 |
9,3 |
9 |
8,9 |
5,5 |
|
5 |
7,3 |
8,9 |
10 |
2,5 |
7,1 |
Задача 57
Выбрать по допустимому току нагрева площадь сечения кабеля напряжением 0,38 кВ с медными жилами, с пропитанной бумажной изоляцией для подключения нагрузки P, мощность которой указана в табл. 87, коэффициент мощности – в табл. 88. Кабель прокладывается в помещении.
Таблица 87
Варианты исходных данных
Номер |
Нагрузка |
Номер |
Нагрузка |
Номер |
Нагрузка |
варианта |
P, кВт |
варианта |
P, кВт |
варианта |
P, кВт |
|
|
|
|
|
|
1 |
30 |
11 |
80 |
21 |
130 |
2 |
35 |
12 |
85 |
22 |
135 |
3 |
40 |
13 |
90 |
23 |
140 |
4 |
45 |
14 |
95 |
24 |
145 |
5 |
50 |
15 |
100 |
25 |
150 |
6 |
55 |
16 |
105 |
26 |
155 |
7 |
60 |
17 |
110 |
27 |
160 |
8 |
65 |
18 |
115 |
28 |
165 |
9 |
70 |
19 |
120 |
29 |
170 |
10 |
75 |
20 |
125 |
30 |
175 |
102
Таблица 88
Варианты исходных данных
Номер варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cosφ |
0,9 |
0,85 |
0,8 |
0,82 |
0,92 |
0,88 |
0,84 |
0,8 |
0,76 |
0,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 58
Воспользовавшись выражением приведенных затрат на 1 км кабельной линии электропередачи, построить экономические интервалы нагрузки для заданных стандартных площадей сечений жил кабеля при его номинальном напряжении 10 кВ (табл. 89).
Стоимость кабеля рассчитать по формуле ККЛ из задачи 49. Стоимость 1 кВт∙ч нагрузочных потерь электроэнергии β и время наибольших потерь τ принять из табл. 90. Суммарный коэффициент, отражающий нормы отчислений от капитальных затрат на амортизацию, обслуживание и ремонт линии принять р = 0,073, норму дисконта Е = 0,12.
Результаты расчетов представить в виде табл. 91 и в виде зависимостей З = f(Iнб).
Расчетным путем найти граничные значения токов Iнб, при которых экономически целесообразно переходить от одной площади сечения жилы кабеля к другой.
Таблица 89
Площадь сечения жил кабеля марки, мм2
Номер варианта |
ПВПУ |
АПВПУ |
|
|
|
1, 2 |
50, 95, 120 |
– |
3, 4 |
95, 120, 240 |
– |
5, 6 |
70, 150, 240 |
– |
7, 8 |
95, 185, 300 |
– |
9, 10 |
120, 240, 400 |
– |
103
|
|
Окончание табл. 89 |
|
|
|
Номер варианта |
ПВПУ |
АПВПУ |
|
|
|
11, 12 |
150, 240, 500 |
– |
13, 14 |
95, 150, 400 |
– |
15, 16 |
70, 120, 500 |
– |
17, 18 |
– |
50, 95, 120 |
19, 20 |
– |
95, 120, 240 |
21, 22 |
– |
70, 150, 240 |
23, 24 |
– |
95, 185, 300 |
25, 26 |
– |
120, 2 0, 400 |
27, 28 |
– |
150, 240, 500 |
29, 30 |
– |
70, 120, 500 |
Таблица 90
Исходные данные к построению экономических интервалов нагрузки
Номер |
τ, ч |
β, |
Номер |
τ, ч |
β, |
|
варианта |
руб. / (кВт∙ч) |
варианта |
руб. / (кВт∙ч) |
|||
|
|
|||||
1 |
5200 |
180 |
6 |
4700 |
220 |
|
2 |
5100 |
190 |
7 |
4600 |
230 |
|
3 |
5000 |
200 |
8 |
4500 |
170 |
|
4 |
4900 |
170 |
9 |
4400 |
160 |
|
5 |
4800 |
210 |
10 |
4300 |
240 |
Таблица 91
Результаты расчетов экономических интервалов нагрузки
Данные |
Приведенные затраты, тыс. руб./км |
Ток, А |
|
Площадь
сечения кабеля, мм2
104
Задача 59
К электрической сети с номинальным напряжением Uном, схема которой приведена на рис. 28, предполагается подключить нагрузки S1 и S2 (табл. 92) с временем использования наибольшей мощности
Тнб1 и Тнб2 (табл. 93).
Требуется выбрать провода марки АС по нормативной экономической плотности тока, по условию короны и по условию нагревания.
|
|
S1 |
|
|
S2 |
0 |
1 |
2 |
|
Рис. 28. Схема электрической сети
Таблица 92
Исходные данные о номинальном напряжении линий и нагрузке
Номер |
|
Нагрузка узлов, |
Номер |
|
Нагрузка узлов, |
|||||
Uном, кВ |
МВ∙А |
Uном, кВ |
|
МВ∙А |
|
|
||||
варианта |
варианта |
|
|
|
||||||
S1 |
S2 |
|
S1 |
|
S2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
110 |
15 + j8 |
50 + j20 |
16 |
220 |
94 |
+ j30 |
135 |
+ j70 |
|
2 |
110 |
25 + j10 |
30 + j15 |
17 |
220 |
60 |
+ j25 |
120 |
+ j50 |
|
3 |
110 |
30 + j12 |
40 + j16 |
18 |
220 |
50 |
+ j20 |
140 |
+ j70 |
|
4 |
110 |
40 + j18 |
32 + j14 |
19 |
220 |
75 |
+ j25 |
170 |
+ j50 |
|
5 |
110 |
22 + j12 |
36 + j17 |
20 |
220 |
85 |
+ j35 |
160 + 40 |
||
6 |
220 |
70 + j30 |
120 + j50 |
21 |
110 |
30 |
+ j14 |
25 |
+ j10 |
|
7 |
220 |
100 + j50 |
180 + j70 |
22 |
110 |
36 |
+ j16 |
18 |
+ j8 |
|
8 |
220 |
80 + j40 |
160 + j60 |
23 |
110 |
34 |
+ j18 |
16 |
+ j7 |
|
9 |
220 |
90 + j45 |
170 + j60 |
24 |
110 |
40 |
+ j21 |
21 |
+ j9 |
|
10 |
220 |
96 + j40 |
180 + j50 |
25 |
110 |
32 |
+ j14 |
22 |
+ j6 |
|
11 |
110 |
36 + j14 |
42 + j17 |
26 |
35 |
10 + j6 |
5 |
+ j3 |
||
12 |
110 |
24 + j13 |
60 + j21 |
27 |
35 |
12 + j7 |
3 |
+ j2 |
||
13 |
110 |
28 + j16 |
53 + j24 |
28 |
35 |
14 + j8 |
6 |
+ j3 |
||
14 |
110 |
32 + j18 |
40 + j16 |
29 |
35 |
8 |
+ j3 |
7 |
+ j4 |
|
15 |
110 |
18 + j10 |
28 + j16 |
30 |
35 |
11 + j7 |
5 |
+ j3 |
||
105