kursovik (Электрическая сеть района системы 110 кВ), страница 3

4. РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ РАЙОНА СИСТЕМЫ

Предлагаемые варианты схем электрической сети должны в одинаковой степени отвечать требованиям надежности электроснабжения и в тоже время по возможности меньше требовать для своего исполнения коммутационной аппаратуры и протяженности линий. Разработка вариантов ведется комплексно, то есть схема сети намечается с учетом схем коммутации подстанций, числа присоединений, взаимного географического положения подстанций, баланса мощностей района.

По заданным координатам подстанций в масштабе М1:10⁶ (в 1 мм – 1 км) найдем место расположения подстанций и наметим два различных варианта схемы электрической сети.

В первом варианте примем разомкнутую сеть. При питании подстанций с ответственными потребителями от разомкнутой сети, необходимо питать их от двух линий. Линия С-3 и одноцепная, так как связь с другим районом обеспечивает надежность питания подстанции.

Во втором варианте примем простую замкнутую сеть с одноцепными ЛЭП.

ВАРИАНТ 1. ВАРИАНТ 2.

Рис.4.1 рис. 4.2

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЕТИ ДВУХ ВАРИАНТОВ В МАКСИМАЛЬНОМ РЕЖИМЕ ДО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ И УРОВНЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ

5.1. Расчет первого варианта.

5.1.1. Расчет линии 2-1.

Линия двухцепная, длиной 18 км. U_ном=110 кВ.

Мощность в конце линии 2-1 равна S_пр.пс1 плюс мощность, уходящая в другой район системы. S₂=S_пр.пс1+S

S₂ = 12,085+j7,98+10+j4= 22,085+j11,98= = 25,125 МВА

Определяем ток линии

Так как линия двухцепная, то ток нормального режима в одной цепи равен

I_норм.р = 131,8/2 = 65,9 А

Определяем расчетный ток при выборе сечений проводов методом экономических интервалов

I_р = I_норм.р_i_T = 65,91.051 = 69,2 А

a_i – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам, который для линий 110-220 кВ можно принять равным 1,05; что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки.

a_T – коэффициент, зависящий от времени использования максимальной нагрузки, номинального напряжения линии и коэффициента участия в максимуме нагрузки.

Принимаем железобетонные опоры типа ПБ-110-4, и по [5.с.280.] для III района по гололеду выбираем сечения проводов в каждой цепи 95 мм² с предельной экономической нагрузкой на одну цепь 80 А.

Принимаем провод АС-95/16 с допустимым током I_0ДОП=330 А, что больше тока нормального режима работы и тока общей нагрузки I=131,8 А, который будет проходить в одной цепи, при отключении другой. Ro=0.299 Ом/км, d=13,5 мм. Конструктивная схема принятой опоры для расчета среднего геометрического расстояния между фазами представлена на рисунке 5.1.

Определяем индуктивное сопротивление на один километр

. [2.с.70.ф.3-6]

2 м

1

Д_1-2 = Д_2-3 = = 4,27 м

Д_3-1 = 4+4 = 8 м

Д_срюг= =

= 5,26 м = 5260 мм

[2, с.69.ф.3-5]

3,5 м 4 м

2

4 м

3

рис.5.1.

Определяем емкостную проводимость линии на 1 км.

[2.с.213.ф.10-5]

Определяем эквивалентное сопротивление линии

R = ×Ro×l = ×0,299×18 = 2,691 Ом [2.с.67.ф.3-1]

X = ×Xo×l = ×0,432×18 = 3,889 Ом [2.с.72.ф.3-9]

где n число цепей в линии.

Зарядная мощность на одном конце ЛЭП

[2.с.215.ф.10-8б]

Составляем «П»-образную схему замещения

S_кон = 22,085+j11,98-j0,571 = (22,085+j11,409) МВА

S_нач = 22,085+j11,409+0,14+j0,203 = (22,225+j11,612) МВА

S_1-2 = 22,225+j11,612-j0,571 = (22,225+j11,041) МВА

5.1.2. Расчет линии С-2.

Линия двухцепная, длиной 18 км. U_ном=110 кВ.

Мощность в конце линии S₂=S_пр.пс2+S_2-1

S₂ =22,225+j11,041+20,135+j13,325=42,36+j24,366= = 48,868 МВА

Определяем ток линии

Так как линия двухцепная, то ток нормального режима в одной цепи равен

I_норм.р = 256,5/2 = 128,2 А

Определяем расчетный ток при выборе сечений проводов методом экономических интервалов

I_р = I_i_T = 128,21.051 = 134,66 А

Принимаем железобетонные опоры типа ПБ-110-4, и для III района по гололеду выбираем сечения проводов в каждой цепи 120 мм² с предельной экономической нагрузкой на 1 цепь 150А.

Принимаем провод АС-150/24 с допустимым током I_0ДОП=445 А, что больше тока нормального режима работы и тока общей нагрузки I=256,5 А, который будет проходить в одной цепи, при отключении другой. Ro=0.194 Ом/км, d=17,1 мм.

Определяем индуктивное сопротивление на 1 км.

Определяем емкостную проводимость линии на 1 км.

Определяем эквивалентное сопротивление линии

R = Rol = 180,194 = 1,746 Ом

X = Xol = 180,417 = 3,756 Ом

где n число цепей в линии.

Зарядная мощность на одном конце ЛЭП

Составляем «П»-образную схему замещения

S
_кон =42,36+j24,366-j0,592=(42,36+j23,774) МВА

S_нач=42,36+j23,774+0,345+j0,741 =(42,705+j24,515) МВА

S_С-3=42,705+j24,515-j0,592=(42,705+j23,923) МВА

5.1.3. Расчет линии 3-4.

Линия двухцепная, длиной 25 км. U_ном=110 кВ.

Мощность в конце линии S₂=S_пр.пс4

S₂ = 32,281+j21,426 = = 38,745 МВА

Определяем ток линии

Так как линия двухцепная, то ток нормального режима в одной цепи равен

I_норм.р = 203,4/2 = 101,7 А

Определяем расчетный ток при выборе сечений проводов методом экономических интервалов

I_р = I_i_T = 101,71.051 = 106,8 А

Принимаем железобетонные опоры типа ПБ-110-4, и для III района по гололеду выбираем сечения проводов в каждой цепи 120 мм² с предельной экономической нагрузкой на 1 цепь 150А.

Принимаем провод АС-95/16 с допустимым током I_0ДОП=330А, что больше тока нормального режима работы и тока общей нагрузки I=101,7 А, который будет проходить в одной цепи, при отключении другой. Ro=0.299 Ом/км, d=13,5 мм.

Определяем индуктивное сопротивление на 1 км.

Определяем емкостную проводимость линии на 1 км.

Определяем эквивалентное сопротивление линии

R = Rol = 250,299 = 3,737 Ом

X = Xol = 250,432 = 5,401 Ом

где n число цепей в линии.

Зарядная мощность на одном конце ЛЭП

Составляем «П»-образную схему замещения

S
_кон =32,281+j21,426-j0,793=(32,281+j20,633) МВА

S_нач=32,281+j20,633+0,464+j0,67 =(32,745+j21,303) МВА

S_С-3=32,745+j21,303-j0,793=(32,745+j20,51) МВА

5.1.4. Расчет линии С-3.

Линия одноцепная, длина 20 км. U_ном=110 кВ.

Мощность в конце линии С-3 равна S₂=S_пр.пс3+S_3-4 за вычетом мощности, приходящей из другого района системы.

S₂=32,745+j20,51+57,702+j38,803-42-j20=(48,447+j39,313) МВА

где I - ток линии, а I_норм.р –ток нормального режима.

Расчетный ток при выборе сечений проводов методом экономических интервалов:

I_p = _i_тI_норм = 1,051327,5 = 343 А

Хотя линия и одноцепная, но ее нужно проверить по нагреву не только по току нормального режима, но и аварийному, так как отключение линии связи с другим районом увеличит ее загрузку до S₂=S_пр.пс3+S_3-4

.

Принимаем железобетонные опоры типа ПБ-110-3, и для III района по гололеду выбираем сечения проводов в каждой цепи 240 мм² с предельной экономической нагрузкой на 1 цепь 370 А.

Принимаем провод АС-240/39 с допустимым током I_0ДОП=610А, что больше тока нормального режима работы и аварийного тока I=567,7А Ro=0.122 Ом/км, d=21,6 мм. Конструктивная схема принятой опоры [3.с.394.] для расчета среднего геометрического расстояния между фазами представлена на рисунке 5.5.

2 м

1

4 м

3,5 м

2

3

рис.5.5.

[2.с.69.ф.3-5]

Определяем индуктивное сопротивление на один километр

.

Определяем емкостную проводимость линии на 1 км.

Определяем эквивалентное сопротивление линии

R = Rol = 0,12220 = 2,44 Ом

X = Xol = 0,40120 = 8,016 Ом

Зарядная мощность на одном конце ЛЭП

Составляем «П»-образную схему замещения

S_кон = 48,447+j39,313-j0,343 = (48,447+j38,97) МВА

S_нач = 48,447+j38,97+0,785+j2,579 = (49,232+j41,549) МВА

S_1-2 = 49,232+j41,549-j0,343 = (49,232+j41,206) МВА

5.2. Расчет второго варианта.

5.2.1. Нагрузки узлов в максимальном режиме и расчет потокораспределения в нормальном режиме работы.

ПС1: S_у1 = S_ПР1+ S_ух = 12,085+j7,98+10+j4 = 22,085+j11,98 МВА

ПС2: S_у2 = S_пр2 = 20,135+j13,325 МВА

ПС3: S_у3 = S_пр3- S_прих = 57,702+j38,803-42-j20 = 15,702+j18,803 МВА

ПС4: S_у4 = S_пр4 = 32,281+j21,426 МВА

ПС «С»-балансирующий узел, по которому и «разрежем» замкнутую сеть, превратив её в линию с двухсторонним питанием.

47,708+j31,333 27,573+j18,008 5,488+j6,028 26,793+j15,398 42,495+j34,201

С 18 км 2 18 км 1 30 км 4 25 км 3 20 км. С’

20,135+j13,325 22,085+j11,98 32,281+j21,426 15,702+j18,803

рис.5.7

Находим поток на головном участке, подставляя в формулу все нагрузки с одинаковым знаком, так как в точках 1,2,3,4 только потребители.

О
стальные потоки мощности, в том числе и S_С-3 найдем по 1 закону Кирхгофа непосредственно по рис.5.7.