, Принимаем число бск равной 6
Действительные реактивные нагрузки, с учетом установленных конденсаторных батарей:
Определим приведенные к шинам ВН нагрузки
подстанций
,
пренебрегая потерями активной мощности
в трансформаторах и принимая потери
реактивной мощности в трансформаторах
равными 8% от полной нагрузки подстанций,
в соответствии с выражением:
Таблица 3.2. Данные по нагрузкам на подстанциях
ПС
Параметры
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
65 |
35 |
22 |
24 |
34 |
|
31,46 |
13,825 |
10,648 |
12,288 |
17,408 |
|
72,213 |
37,631 |
24,441 |
26,963 |
38,197 |
|
7.2 |
– |
2.4 |
4,8 |
4.8 |
|
24.26 |
13.825 |
8.248 |
7.488 |
12.608 |
|
0.373 |
0.395 |
0.375 |
0.312 |
0.371 |
|
5,735 |
3.85 |
1.98 |
0.648 |
2.924 |
|
18,525 |
9.975 |
6.268 |
6.84 |
9.684 |
|
6 |
4 |
2 |
2 |
4 |
|
67,588 |
36.394 |
22.875 |
24.956 |
35.352 |
|
|
35+j12,886 |
22+j8,098 |
24+j8,836 |
34+j12,512 |
Выбор сечений проводов линий электропередачи и их проверка по условиям технических ограничений
На ВЛ предусматривается применение только сталеалюминиевых проводов марки АС, маркируемых в соответствии с ГОСТ 839-80Е [5].
Сечения проводов ВЛ выше 1 кВ выбираются
исходя из экономических соображений.
В практике проектирования сечения
проводов выбираются по нормируемым
обобщенным показателям, к которым для
ВЛ до 500 кВ относится экономическая
плотность тока
.
Экономически целесообразное сечение
проводов
линии определяется выражением
где
расчетный ток одной цепи линии;
норматив экономической плотности тока.
Нормированное значение плотности тока
для ВЛ (алюминиевые провода), при числе
использования максимума нагрузки
[Справочник по проектированию электрических
сетей. Под ред. Д. Л. Файбисовича, табл.
3.12, стр.78]:
Значение
определяется по выражению
где
наибольший ток одной цепи линии на пятый
год ее эксплуатации (рассчитывается по
мощности, протекающей в линии режиме
наибольших нагрузок и определяемой по
приведенным к шинам ВН нагрузкам ПС);
коэффициент, учитывающий изменение
нагрузки по годам эксплуатации за
расчетный период (10 лет). Для линий
110-220 кВ:
.
Теперь нам необходимо выполнить потокораспределения реактивной мощности в кольцевой сети.
Рассчитаем мощности, протекающие на каждом участке кольцевой сети:
Проверка баланса:
+
=12.886+8.098+8.836+12.512
42.332
=42.332
→
Баланс сходится
МВар
Результаты вычислений сведем в таблицу №4.1
«Активные и реактивные мощности участков цепи.»
Линия
Параметр |
Ц-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-1 |
Qij, Мвар |
66.263 |
23.392 |
10.506 |
2.408 |
6.427 |
18.939 |
Pij ,МВт |
180 |
63.5438 |
28.5438 |
6.5438 |
17.4562 |
51.4562 |
Определим
:
Расчетный ток одной цепи линии:
Экономически целесообразное сечение провода:
Результат дальнейших расчетов сведен в таблицу 4.1.
Таблица 4.2. К выбору сечений и марок проводов ВЛ
Линия
Параметры
|
Ц-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-1 |
|
191.81 |
67.713 |
30.416 |
6.973 |
18.602 |
54.831 |
|
0,251 |
0.355 |
0.16 |
0.037 |
0.098 |
0.288 |
|
0,264 |
0.373 |
0.168 |
0.038 |
0.103 |
0.302 |
|
294 |
415 |
186.249 |
42.697 |
113.906 |
335.752 |
Марка провода АС |
300/39 |
240/39 |
185/29 |
50/8 |
120/19 |
240/39 |
Fmax(110кВ)=240мм2 Fmax(220кВ)=400мм2.
Выбранное экономически целесообразное сечение проводов ВЛ должно удовлетворять ряду технических требований:
ограничение по механической прочности;
ограничение по потерям на корону и уровню радиопомех;
ограничение по длительно допустимому нагреву;
ограничение по потерям напряжения;
ограничение по термической стойкости к токам КЗ.
Проверка на условие механической прочности.
При воздействии на провода ВЛ нагрузок от собственного веса провода и от внешних нагрузок (гололед, температура, ветер) механическое напряжение в проводе может превысить допустимое и привести к разрушению провода.
Таким образом, проверка выбранного экономически целесообразного сечения провода по условию механической прочности, сводится к условию
Для ВЛ, сооружаемых на одноцепных опорах
в районе по гололеду II -
III
Из табл. 10 видно, что на участках кольцевой сети (одноцепные опоры), экономически целесообразное сечение соответствует условию механической прочности.
Проверка на условие ограничения потерь на корону и уровня радиопомех.
При выборе сечений проводов ВЛ напряжением 110 кВ и выше необходимо соблюдать ограничение напряженности электрического поля на поверхности проводов до уровней, допустимых по короне и радиопомехам. По условиям ограничения потерь мощности на корону и уровня радиопомех рекомендуется применять на ВЛ провода диаметром не менее, чем [5]:
|
110 |
220 |
|
11,4 |
21,6 |
|
70/11 |
240/32 |
Проверка выбранного экономически целесообразного сечения провода по условию ограничения потерь на корону и уровня радиопомех сводится к условию
Из табл. 10 видно, что участок сети,
выполненный на номинальное напряжение
220 кВ, данному условию удовлетворяет, а
на участке кольцевой сети (
необходимо увеличить сечение провода
на участке 3-4
.
Проверка на условие длительно допустимого нагрева.
Длительный нагрев неизолированного провода ВЛ сверх допустимого может вызвать разрушение контактных соединителей провода, увеличение стрелы провеса, приводящее к нарушению допустимых габаритных расстояний до земли.
Для проводов ВЛ на основе практики
эксплуатации установлено значение
длительно допустимой температуры
нагрева проводов
,
равной 70 °С [5]. В справочных данных для
расчетной температуры воздуха
,
равной 25 °С, приводятся соответствующие
длительно допустимые токи
,
при протекании которых провод нагревается
до длительно допустимой температуры.
Так как, фактическая температура воздуха
незначительно отличается от расчетной
температуры воздуха, то значение
длительно допустимого тока определяем
по табл. 3.15 [Справочник по проектированию
электрических сетей. Под ред. Д. Л.
Файбисовича, стр.82].
Тогда проверка выбранного экономически целесообразного сечения провода по условию длительно допустимого нагрева сводится к условию:
где
ток, протекающий в линии в режиме
наибольших нагрузок.
В случае несоблюдения неравенства необходимо увеличить сечение провода до значения, при котором неравенство будет выполняться.
Проверку экономически целесообразных сечений проводов ВЛ напряжением до 220 кВ включительно по условию допустимого нагрева необходимо выполнять только в послеаварийных режимах для линий кольцевых сетей.
Проверка на условие ограничения потерь напряжения.
Сечения проводов линий 35 кВ и выше проверке по допустимым потерям напряжения не подлежат, так как уменьшение потерь напряжения путем увеличения сечений линий экономически нецелесообразно по сравнению с применением трансформаторов с устройством РПН и устройств компенсации реактивной мощности [5].
Проверка на условие термической стойкости к токам КЗ.
В соответствии с ПУЭ провода ВЛ напряжением выше 1 кВ на термическую стойкость к токам КЗ не проверяются, за исключением линий, оборудованных устройствами быстродействующего АПВ.
Для определения
рассмотрим послеаварийный режим работы
участка кольцевой сети. На данном этапе
расчета потерями мощности в линиях и
генерацией реактивной мощности
пренебрегаем.
Отключаем самую нагруженную линию (линия 1-2).
Рис. 4.1. Схема кольцевой сети в послеаварийном режиме
- поправочный
коэффициент на температуру воздуха
– длительно
допустимая температура нагрева проводов
– расчетная
температура воздуха
– среднеянварская
температура заданного региона
Сечения проводов воздушных линий должны удовлетворять условиям длительно допустимого нагрева не только в нормальном, но и в послеаварийном режиме. Но анализ длительно допустимых токов показывает:
- длительно допустимый ток провода воздушной линии всегда превосходит ток, протекающий в нормальном режиме по проводу, выбранного по экономическим соображениям. Значит в нормальном режиме неравенство всегда будет выполняться.
- для проводов ВЛ напряжением до 220 кВ включительно экономическая плотность тока более чем в 2 раза меньше длительно допустимой плотности тока. Значит для двухцепных радиальных и магистральных линий в послеаварийных режимах, связанных с отключением одной из цепи, удвоенный ток нормального режима будет меньше длительно допустимого тока, т.е. неравенство при этом условии всегда будет выполняться.
Определим
:
Определим ток, текущий по самой нагруженной линии в послеаварийном режиме:
Для АС 240/39 I дл.доп=610 (А) (1-2,1-5)
АС 185/29 I дл.доп=510 (А) (2-3)
АС 70/11 I дл.доп=265 (А) (3-4)
АС 120/19 I дл.доп=390 (А) (4-5)
Проверим выполнение неравенства:
Линия 1-2,1-5
I
дл.доп ∙kT
=610∙1,385=844,85 А >
=
=643
А.
Для
2-3 I дл.доп ∙kT
=510∙1,385=706,35 А >
(А).
Для 5-4 I дл.доп ∙kT =390∙1,385=540,15 А >453 (А).
Для 3-4 I дл.доп ∙kT =265∙1,385=367,025(А) >324 (А).
Результаты проверки сечений проводов по условиям технических ограничений сведены в таблицу 4.2.
Таблица 4.2. К проверке по условиям технических ограничений.
Линия
Параметры
|
Ц-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-1 |
|
120/19 |
50/8 |
50/8 |
50/8 |
50/8 |
50/8 |
|
240/32 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
70/11 |
|
710 |
610 |
510 |
265 |
390 |
610 |
|
- |
1.385 |
1.385 |
1.385 |
1.385 |
1.385 |
|
- |
844,85 |
706,35 |
367,025 |
540,15 |
844,85 |
|
- |
|
|
324 |
453 |
|
Марка провода АС |
300/39 |
240/39 |
185/29 |
70/11 |
120/19 |
240/39 |
