1. Выбор вариантов распределительной сети.

Выбор схемы электрической сети производится одновременно с выбором напряжения и заключается в определении размещения подстанций, связей между ними, предварительной разработке принципиальных схем подстанций.

Основные требования к сети: схема должна обеспечивать необходимую надежность, под которой понимается способность выполнять заданные функции, сохраняя эксплутационные характеристики в условиях оговоренных в нормативных документах.

Составляем схемы соединительной сети.

При построении схемы электрической сети руководствуемся следующими критериями:

1) При построении схемы сети необходимо разделить всех потребителей на категории по надежности электроснабжения;

2) В сети не должно быть обратных перетоков мощности, длина линий должна быть по возможности наименьшей; пересечение линий допускается, в крайнем случае, один раз.

3) В качестве узловой подстанции выбирают подстанцию с наибольшей нагрузкой; если это невозможно в силу условий пункта 3, то выбирают подстанцию со второй по величине нагрузкой.

4) При объединении подстанций в кольцевую сеть их нагрузки не должны отличаться от нагрузки узловой подстанции больше, чем в 4 раза.

Согласно ПУЭ все потребители электроэнергии по надежности электроснабжения делятся на три категории. Данная РЭС содержит потребителей двух категорий:

• 1-4 подстанции - потребители I и II категории (Кк 0);

Согласно приведенным критериям составляем схемы сети:

Рис 1. Радиальная сеть

Рис 2 Смешанная сеть

Схемы радиальной и смешанной сети показаны на рисунках 1 и 2.

Таблица 2. Длины ЛЭП.

Участок	0-2	2-3	3-4	1-2	2-4
Длины ЛЭП(км).	25	60	42	55	80

Предварительный расчёт потоков мощности

Определим (Рис.1, 2):

;

;

;

;

;

;

;

.

• Определим ,,,для радиальной сети (Рис.1):

;

;

;

Проверка:

;

;

.

Условие выполнено.

• Определим ,,,,для смешанной сети (Рис.2):

Рассчитаем предварительное потокораспределение в кольце методом моментов, считая цепь однородной ().

Проверка:

;

;

.

Условие выполнено.

;

Проверка:

;

;

.

Условие выполнено.

Выбор номинальных напряжений сети

Номинальное напряжение сети влияет как на её технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. Так при повышении номинального напряжения уменьшаются потери мощности и электроэнергии,

т. е. снижаются эксплутационные расходы, уменьшаются сечения проводов, растут предельные мощности, передаваемые по линиям, облегчается перспективное развитие сети, но увеличиваются капиталовложения на сооружения сети. Сеть меньшего напряжения наоборот требует меньших капиталовложений, но увеличиваются эксплутационные расходы за счет потери мощности и электроэнергии, обладает меньшей пропускной способностью. Из сказанного следует, важность выбора номинального напряжения при ее проектировании.

Номинальные напряжения электрических сетей в России установлены действующим стандартом (ГОСТ 721-77*). Для выбора номинальных напряжений на каждом из участков сети воспользуемся формулой, предложенной Илларионовым Г. А. [1]

,

где L - длина линии, км;

Р - активная мощность, протекающая по линии, МВт; - число цепей.

• Выбор номинальных напряжений для радиальной сети

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

• Выбор номинальных напряжений для смешанной сети

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

. принимаем из стандартного ряда.

Примечание:

В смешанной сети на участках 3-4;2-3 и 2-4 было выбрано номинальное напряжение 110 кВ, т.к. в кольце напряжение на всех участках должно быть одинаковым. Номинальные напряжения (по итогам расчета и принятые из стандартного ряда) всех участков сети для всех вариантов сведены в таблицу 3

Таблица 3.

Схема	Участок
РАДИАЛЬНАЯ	0-2	2	25	127	129,783	220
	2-3	2	60	28	73,146	110
	2-4	1	80	10	62,47	110
	1-2	2	55	70	111,442	220
СМЕШАННАЯ	0-2	2	25	127	129,783	220
	2-3	1	60	23,165	92,746	110
	2-4	1	80	14,835	75,643	110
	3-4	1	42	4,835	111,442	220
	2-1	2	55	70	43,48	110

Выбор сечений проводов.

Для определенных участков сети определим средневзвешенное время действия наибольшей нагрузки.

Для радиальной схемы:

участок 02:

На остальных участках число часов использования максимума нагрузки определено заданием.

Для смешанной схемы:

участок 02

Используя [1], составим таблицы, по которым определяем значения и :

Таблица 1. Усредненные значения коэффициента

Тmax	до 4000	4000-6000	более 6000
t	0,8	1	1,3

Таблица 2. Нормированные значения плотности тока

Проводники	Плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки, Tmax, ч/год
	более 1000 до 3000	более 3000 до 5000	более 5000
Неизолированные провода и шины: медные алюминиевые	2,0 1,0	1,7 0,9	1,4 0,8

Определим максимальные токи для каждого участка.

• Радиальная сеть.

;

;

;

.

• Смешанная сеть.

;

;

;

Определим расчетные токи для каждого участка.

• Радиальная сеть.

;

Выбор сечения проводов будем проводить по экономической плотности тока по формуле [1]:

, где

–нормированная плотность тока, А/мм²;

- расчетный ток, А;

- ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распре­делительной сетиопределяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы;- коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эк­сплуатации линии. Для линий 110 - 220 кВ значениеможет быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициен­та в зоне наиболее часто встре­чающихся темпов роста нагруз­ки.

- учитывает число часов использования максимальнойнагрузки ВЛ.

Расчетная токовая нагрузка участка 23

;

Расчетная токовая нагрузка участка 24

;

Расчетная токовая нагрузка участка 21

.

• Смешанная сеть.

Расчетная токовая нагрузка участка 02

;

Расчетная токовая нагрузка участка 21

Расчетная токовая нагрузка участка 23

;

Расчетная токовая нагрузка участка34 ;

Расчетная токовая нагрузка участка 24 .

Исходя из полученных значений расчетных токов и зная, что материал опор - железобетон, район по гололеду – I-II, выберем марки проводов для каждого участка и занесем их в таблицу 4.

Таблица 4.

Схема	Участок					Марка провода
РАДИАЛЬНАЯ	0-2	2	220	127+j97.637	221	АС-240/32
	2-3	2	110	28+j19.544	122	АС-120/19
	2-4	1	110	10+j8.023	71	АС-120/19
	1-2	2	220	70+j54.326	122	АС-240/32
СМЕШАННАЯ	0-2	2	220	127+j97.637	221	АС-240/32
	2-3	1	110	23.165+j16.628	157	АС-120/19
	2-4	1	110	14.835+10.939	102	АС-120/19
	3-4	1	110	4.835+j2.197	31	АС-150/24
	2-1	2	220	70+j54.326	122	АС-240/32

Проверка выбранных сечений по техническим ограничениям.

Проверка по нагреву.