3 Точный электрический расчет выбранного варианта

3.1 Составление схемы замещения сети

Рис. 3.1 Схема замещения сети

3.2 Расчет потокораспределения в сети без учета потерь мощности

3.2.1 Режим максимальных нагрузок

Рис. 3.2 Потокораспределение в сети без учета потерь мощности в режиме максимальных нагрузок

Напряжение РЭС в режиме максимальных нагрузок:

Определяем расчетные нагрузки по формуле:

(3.1)

где S_нi– полная мощность нагрузки, МВА;

ΔS_трi– потери в трансформаторе, МВА;

ΔS_хх^трi– потери холостого хода трансформатора, МВА;

Q^ки Q^н– зарядные мощности конца и начала линий соответственно рядом с рассматриваемой подстанцией, МВАр;

Q_КУ– мощность компенсирующего устройства, МВАр.

Потери в трансформаторе рассчитываем по формуле:

(3.2)

где Р_нi– активная нагрузка на подстанции, МВт;

Q_нi– реактивная нагрузка на подстанции, МВАр;

R_трi– активное сопротивление трансформатора на подстанции, Ом;

Х_трi– реактивное сопротивление трансформатора на подстанции, Ом;

U– напряжение РЭС в рассматриваемом режиме, кВ.

Зарядная мощность линии определяем по формуле:

(3.3)

Зарядные мощности конца и начала линии определяем по формуле:

(3.4)

Определяем потери в трансформаторе:

Определяем потери холостого хода в трансформаторах:

,,

,.

Определяем зарядные мощности линий:

Определяем зарядные мощности конца и начала линий:

Определяем расчетные нагрузки:

Потоки мощностей в линиях определяем по следующей формуле:

(3.5)

где Z^*- сопряженная величина полного сопротивления.

Проверка правильности расчетов потоков мощностей на головных участках цепи:

Условие выполняется.

Определение потоков мощности в остальных линиях:

Мощность, потребляемая с шин РЭС в режиме максимальных нагрузок:

3.2.2 Режим минимальных нагрузок

Рис. 3.3 Потокораспределение в сети без учета потерь мощности в режиме минимальных нагрузок

Напряжение РЭС в режиме минимальных нагрузок:

По заданию P_min= 45 %:

Определяем расчетные нагрузки по формуле (3.1).

Потери в трансформаторе рассчитываем по формуле (3.2).

Зарядная мощность линии определяем по формуле (3.3).

Зарядные мощности конца и начала линии определяем по формуле (3.4).

Определяем потери в трансформаторе:

Определяем зарядные мощности линий:

Определяем зарядные мощности конца и начала линий:

Определяем расчетные нагрузки:

Потоки мощностей в линиях определяем по следующей формуле (3.5):

Проверка правильности расчетов потоков мощностей на головных участках цепи:

Условие выполняется.

Определение потоков мощности в остальных линиях:

Мощность, потребляемая с шин РЭС в режиме минимальных нагрузок:

3.2.3 Послеаварийный режим

Аварийным режимом для сети является обрыв самой загруженной линии (РЭС-4) (рис. 3.4).

Рис. 3.4 Потокораспределение в сети без учета потерь мощности в послеаварийном режиме

Расчетные нагрузки в послеаварийном режиме равны расчетным нагрузкам при режиме максимальных нагрузок.

Определение потоков мощности в остальных линиях:

3.3 Расчет потокораспределения в сети с учетом потерь мощности

3.3.1 Режим максимальных нагрузок

Рис. 3.4 Потокораспределение в сети с учетом потерь мощности в режиме максимальных нагрузок

Потери мощности в линии рассчитываем по формуле:

(3.6)

где U²– напряжение РЭС при рассматриваемом режиме работы.

Мощность в конце линии 1-4:

Потери мощности на участке 1-4:

Мощность в начале линии 1-4:

Расчет линии 4-РЭС:

Расчет линии 1’-2:

Расчет линии 2-3:

Расчет линии 3-РЭС’:

3.3.2 Режим минимальных нагрузок

Потери мощности в линии рассчитываем по формуле (3.6).

Расчет линии 4-1:

Расчет линии 4-РЭС:

Расчет линии 1’-2:

Расчет линии 2-3:

Расчет линии 3-РЭС’:

3.3.3 Послеаварийный режим работы

Аварийным режимом для сети является обрыв самой загруженной линии (РЭС-4).

Потери мощности в линии рассчитываем по формуле (3.6).

Расчет линии 4-1:

Расчет линии 1-2:

Расчет линии 2-3:

Расчет линии 3-РЭС’:

3.4 Определение падений напряжения на головном участке сети и напряжений на шинах узловой подстанции

Падение напряжения состоит из продольной составляющей и поперечной составляющей.

Продольную составляющую рассчитываем по формуле:

(3.7)

где U – напряжение источника питания при рассматриваемом режиме, кВ.

Р^i-j– активная мощность в начале линии при рассматриваемом режиме, МВт;

Q^i-j– реактивная мощность в начале линии при рассматриваемом режиме, МВАр.

Поперечную составляющую рассчитываем по формуле:

(3.8)

Напряжение на шинах подстанции рассчитываем по формуле:

(3.9)

3.4.1 Режим максимальных нагрузок

Продольную и поперечную составляющие рассчитываем по формулам (3.7) и (3.8) соответственно. Напряжение на шинах подстанции рассчитываем по формуле (3.9).

Участок 4-РЭС:

Участок 3-РЭС':

3.4.2 Режим минимальных нагрузок

Продольную и поперечную составляющие рассчитываем по формулам (3.7) и (3.8) соответственно. Напряжение на шинах подстанции рассчитываем по формуле (3.9).

Участок 4-РЭС:

Участок 3-РЭС':

3.4.3 Послеаварийный режим

Аварийным режимом для сети является обрыв самой загруженной линии (РЭС-4).

Продольную и поперечную составляющие рассчитываем по формулам (3.7) и (3.8) соответственно. Напряжение на шинах подстанции рассчитываем по формуле (3.9).

Участок 3-РЭС':

3.5 Определение потерь напряжений и напряжений в узлах распределительной сети

3.5.1 Режим максимальных нагрузок

Продольную и поперечную составляющие рассчитываем по формулам (3.7) и (3.8) соответственно. Напряжение на шинах подстанции рассчитываем по формуле (3.9).

Участок 4-1:

Участок 3-2:

Участок 1-2:

3.5.2 Режим минимальных нагрузок

Участок 4-1:

Участок 3-2:

Участок 1-2:

3.5.3 Послеаварийный режим работы

Аварийным режимом для сети является обрыв самой загруженной линии (РЭС-4).

Участок 3-2:

Участок 1-2:

Участок 4-1:

3.6 Выбор ответвлений и расчет действительных напряжений на шинах узловых подстанций

Потери напряжения в трансформаторе рассчитываем по формуле:

(3.10)

где Pⁱ– активная мощность нагрузки на i-ой подстанции при рассматриваемом режиме, МВт;

ΔР^трi– потери активной мощности в трансформаторе наi-ой подстанции при рассматриваемом режиме, МВт;

Qⁱ– реактивная мощность нагрузки на i-ой подстанции при рассматриваемом режиме, МВт;

ΔQ^трi– потери реактивной мощности в трансформаторе наi-ой подстанции при рассматриваемом режиме, МВт;

R_тi– активное сопротивление трансформатора на i-ой подстанции, Ом;

Х_тi– реактивное сопротивление трансформатора на i-ой подстанции, Ом;

Uⁱ– напряжение на i-ой подстанции при рассматриваемом режиме, кВ.

Потери напряжения в трансформаторе, приведенные к вторичной обмотке рассчитываем по формуле:

(3.11)

где Uⁱ_НН– напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора на i-ой подстанции, кВ;

Uⁱ_ВН– напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора на i-ой подстанции, кВ.

Диапазон отклонения напряжения в сети рассчитываем по формуле:

(3.12)

Расчетное напряжение на стороне высшего напряжения определяем по формуле:

(3.13)

где U_{хх трi} – напряжение холостого хода трансформатора, кВ;

U^трi_{НН жел}– желаемое напряжение на стороне низшего напряжения, кВ.

Действительное напряжение на стороне низшего напряжения рассчитываем по формуле:

(3.14)

На подстанции 1 используются трансформаторы ТРДН-63000/220, на подстанциях 2, 3 и 4 используются трансформаторы ТРДН-32000/220.

Диапазон регулирования трансформатора ТРДН-63000/220 с

РПН ±12х1%:

nотв	-12	-11	-10	-9	-8	-7	-6	-5	-4	-3
Uотв, кВ	202,4	204,7	207	209,3	211,6	213,9	216,2	218,5	220,8	223,1
nотв	-2	-1	0	1	2	3	4	5	6	7
Uотв, кВ	225,4	227,7	230	232,3	234,6	236,9	239,2	241,5	243,8	246,4
nотв	8	9	10	11	12
Uотв, кВ	248,4	250,7	253	255,3	257,36

Диапазон регулирования трансформатора ТРДН-32000/220 с

РПН ±8х1,5%:

nотв	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0
Uотв, кВ	202,4	205,85	209,3	212,75	216,2	219,65	223,1	226,55	230
nотв	1	2	3	4	5	6	7	8
Uотв, кВ	233,45	236,9	240,35	243,8	247,25	250,7	254,15	257,6

Так как U_ННlля трансформаторов ТРДН-63000/220 и ТРДН-32000/220 равно 11 кВ, то U_{хх трi} = 1,1U_НН= 12,1 кВ.