4 Розрахунок усталеного режиму роботи електричної мережі

4.1 Вибір перерізів проводів повітряних ліній напругою 110 кВ

Рисунок 4.1.1 – Вихідна схема електричної мережі

Представимо кільцеву мережу напругою 110 кВ у вигляді мережі з двохстороннім живленням (рисунок 4.1.2). Розглянемо випадок, коли РУ ВН місцевої електростанції генерує в мережу максимальну потужність S_max:

S_max = (15 – j5,2) МВА.

Рисунок 4.1.2 – Розрахункова схема кільцевої мережі напругою 110кВ з двостороннім живленням при максимальній потужності РУ ВН

При розрахунку попереднього потокорозподілу припустимо, що мережа однорідна і переріз проводів по всій довжині однаковий. Отже, можемо знайти активну та реактивну потужності, які витікають з пункту А, за формулами:

Отже,

За першим законом Кірхгофа знайдемо потужність, яка протікатиме на ділянці 1-2:

Потужність на ділянці 2-3 становить:

Знак «–» перед активною потужністю та «+» перед реактивною означає те, що потужність на ділянці 2-3 протікає від вузла 3 до вузла 2 і вузол 2 є точкою поділу.

Потужність на ділянці 3-4 становить:

Потужність на ділянці 4- :

Рисунок 4.1.3 – Розрахункова схема мережі напругою 110 кВ з попереднім потокорозподілом на ділянках

Розглянемо випадок, коли РУ ВН місцевої електростанції генерує в мережу мінімальну потужність S_min:

S_min = (21-j4) МВА.

Рисунок 4.1.4 – Розрахункова схема кільцевої мережі напругою 110кВ з двостороннім живленням при мінімальній потужності РУ ВН

При розрахунку попереднього потокорозподілу припустимо, що мережа однорідна і переріз проводів по всій довжині однаковий. Отже, можемо знайти активну та реактивну потужності, які витікають з пункту А:

За першим законом Кірхгофа знайдемо потужність, яка протікатиме на ділянці 1-2:

Потужність на ділянці 2-3 становить:

Потужність на ділянці 3-4 становить:

Потужність на ділянці 4- :

Рисунок 4.1.5 – Розрахункова схема мережі напругою 110 кВ з попереднім потокорозподілом на ділянках

Найбільші навантаження будуть при мінімальній потужності S_min місцевої електростанції на ділянці А-2, а також при S_max місцевої електростанції на ділянці 2- .

При умові, якщо живлення споживачів перевищує потужність 20 МВт, згідно з [1] для ліній напругою 110 кВ слід вибирати переріз проводу 240 мм². Отже, виберемо провід марки АС-240/32 для всієї кільцевої мережі.

За [4] вибираємо параметри для проводу марки АС-240/32:

• r₀ = 0,118

• d = 21,6∙10^-3 м.

Визначимо погонний індуктивний опір для вибраного проводу за формулою:

де = 4 м – середня відстань між фазами ПЛ напругою 110 кВ.

Отже,

Ємнісна провідність лінії розраховується за формулою:

Зарядна потужність розраховується за формулою:

Визначимо активний та індуктивний опори ділянок лінії та їх зарядну потужність:

• для лінії L1:

r₁ = 0,118 ∙ 22,7= 2,68 Ом;

х₁ = 0,39 ∙ 22,7 = 8,85 Ом;

0,41 МВАр.

• Для лінії L2:

r₂ = 0,118 ∙ 29,1 = 3,43 Ом;

х₂ = 0,39 ∙ 29,1 = 11,349 Ом;

0,52 МВАр.

• Для лінії L3:

r₃ = 0,118 ∙ 20,6= 2,43Ом;

х₃ = 0,39 ∙ 20,6 = 8,034Ом;

0,37 МВАр.

• Для лінії L4:

r₄ = 0,118 ∙ 29,2 = 3,45Ом;

х₄ = 0,39 ∙ 29,2 = 11,4Ом;

0,52 МВАр.

• Для лінії L5:

r₅ = 0,118 ∙ 69,6 = 8,21 Ом;

х₅ = 0,39 ∙ 69,6 = 27,14Ом;

1,24 МВАр.

Рисунок 4.1.6 – Схема заміщення розрахункової мережі з опорами та зарядними потужностями

Знайдемо еквівалентні навантаження у вузлах 1, 2, 3 та 4 з урахуванням зарядних потужностей:

― ПС1:

― ПС2:

― місцева електростанція (при S_min):

― ПС3:

Рисунок 4.1.7 – Схема заміщення розрахункової мережі з еквівалентними навантаженнями у вузлах