ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

№ подстанции

Кольцевая сеть.

Определим токи в линиях в нормальном режиме на основе данных таблицы 3.3.

Далее определим числа часов использования максимума нагрузки в линиях. Точки потокораздела по активной мощности находятся в узлах 1 и 4. Соответственно числа часов использования максимума нагрузки в линиях Л2, Л1, Л4, Л5 примыкающих к точкам потокораздела, равны:

Электроэнергия, потребляемая каждой нагрузкой за год равны:

Подстанция №1:

Подстанция №2:

Источник огранич. мощности №3:

Подстанция №4:

Определим годовые перетоки энергии в линии Л2 через мощности в нормальном режиме и числа часов использования максимума нагрузки:

Определим годовые перетоки энергии в линии Л3 по балансу энергии в узлах:

Рассчитаем числа часов использования максимума нагрузки в линии Л3:

Для вычисленных значений , определим экономические плотности тока в линиях составят:

Экономические сечения линий равны:

Как видно из расчёта, сечения линий получились больше максимально допустимого (240 для данного класса напряжения. Поэтому номинальное напряжение сети следует повысить до 220 кВ. Пересчитаем токи в линиях:

Экономические сечения линий равны:

Как видно из расчёта, сечения линий получились больше максимально допустимого (400 для данного класса напряжения. Поэтому необходимо использовать двухцепные линии. Пересчитаем токи в линиях:

Экономические сечения линий равны:

Как видно из расчёта, сечения линий получились меньше максимально допустимого (400 для данного класса напряжения. Поэтому номинальное напряжение сети устанавливаем на уровне 220 кВ.

Принимаем то есть сечение проводов линий Л1-Л5 Этим сечениям соответствует марка проводов АС-300/39.Далее произведем проверку сечений по нагреву. Для этого определим максимальные рабочие токи в линиях как наибольшие из токов нормального и послеаварийных режимов. Расчёт токов сведём в таблицу 5.1. В ней же приведём максимальные рабочие токи линий, а также допустимые токи.

Таблица 5.1. Рабочие и допустимые токи линий кольцевой сети

Номер линии	1	2	3	4	5
Ток нормального режима А	131,99	32,36	90,86	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л1, А	53,24	10,32	61,74	55,24	120,45
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л2, А	131,99	32,36	181,72	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л3, А	131,99	32,36	181,72	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л4, А	131,99	32,36	363,44	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л5, А	131,9935	32,3619	90,86484	40,9434	72,46033
Максимальный рабочий ток А	53,24	10,32	61,74	55,24	120,45
Допустимый ток А	710	710	710	710	710

Из таблицы 5.1 видно, что условие проверки по допустимому току ( ) выполняется для всех линий.

Все выбранные сечения удовлетворяют условию проверки на коронный разряд:

Проверка по потерям напряжения. Погонные сопротивления воздушной линии, выполненной проводом марки АС-300/39, равны Определим сопротивления линий.

Сопротивления линии Л1 равны:

Сопротивления линии Л2 равны:

Сопротивления линии Л3 равны:

Сопротивления линии Л4 равны:

Сопротивления линии Л5 равны:

Результаты расчета сведём в таблицу 5.2.

Таблица 5.2. Сопротивления линий кольцевой сети

Ом	Ом	Ом	Ом	Ом

Определим потери напряжения в каждой линии для каждого режима. Потери напряжения в линиях в нормальном режиме равны:

Потери напряжения в линиях в послеаварийном режиме, возникающем после отключения одной цепи данной линии равны:

Потери напряжения сведем в таблицу 5.3

Таблица 5.3. Потери напряжения в линиях кольцевой сети

Наименование режима
Нормальный	0,009	0,014	0,024	0,000	0,004
Послеаварийный, возникающий после отключения одной цепи линии	0,019	0,016	0,049	0,000	0,009

Суммарные потери напряжения в нормальном режиме равны:

Суммарные потери напряжения в послеаварийных режимах, возникающих после отключения одной цепи линий Л1 - Л5, соответственно равны:

Таким образом, выбранные линии удовлетворяют всем условиям проверки. Марки и сечения проводов, а также число цепей сведем в таблицу 5.4.

Таблица 5.4. Марки, сечения и число цепей линий кольцевой сети

Номер линии	1	2	3	4	5
Марка провода	АС-300/39	АС-300/39	АС-300/39	АС-300/39	АС-300/39
Число цепей	2	2	2	2	2

Разомкнутая сеть.

Определим токи в линиях в нормальном режиме на основе данных таблицы 3.4.

Годовые перетоки энергии в линиях и числа часов использования максимума нагрузки:

Для вычисленных значений , определим экономические плотности тока в линиях составят:

Экономические сечения линий равны:

Как видно из расчёта, сечения линий получилось меньше максимально допустимого (400 для данного класса напряжения. Поэтому номинальное напряжение сети оставим 220 кВ.

Принимаем то есть сечение проводов линий Л1-Л4 Этим сечениям соответствует марка проводов АС-240/32.Далее произведем проверку сечений по нагреву. Для этого определим максимальные рабочие токи в линиях как наибольшие из токов нормального и послеаварийных режимов.

Далее произведем проверку сечений по нагреву. Допустимые токи проводов равны Так как послеаварийные режимы в Л1, Л2, Л3, Л4 возникают после отключения одной цепи соответствующих линий и так как потокораспределение в этих послеаварийных режимах такое же, как и в нормальном режиме, то максимальный рабочий ток каждой линии будет равен удвоенному току нормального режима.

Таблица 5.5. Рабочие и допустимые токи линий разомкнутой сети

Номер линии	1	2	3	4	5
Ток нормального режима А	131,99	32,36	90,86	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л1, А	53,24	10,32	61,74	55,24	120,45
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л2, А	131,99	32,36	181,72	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л3, А	131,99	32,36	181,72	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л4, А	131,99	32,36	363,44	40,94	72,46
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л5, А	131,9935	32,3619	90,86484	40,9434	72,46033
Максимальный рабочий ток А	53,24	10,32	61,74	55,24	120,45
Допустимый ток А	710	710	710	710	710

Из таблицы 5.5 видно, что условие проверки по допустимому току ( ) выполняется для всех линий.

Все выбранные сечения удовлетворяют условию проверки на коронный разряд:

Определим сопротивления линий в нормальном и послеаварийном режиме.

Погонные сопротивления воздушной линии, выполненной проводом марки АС-240/32, равны

Сопротивления линий в нормальном режиме:

Сопротивления линии Л1 равны:

Сопротивления линии Л2 равны:

Сопротивления линии Л3 равны:

Сопротивления линии Л4 равны:

Сведём результаты расчета в таблицу 5.6.

Таблица 5.6. Сопротивления линий разомкнутой сети

Наименование режима	Ом	Ом	Ом	Ом
Нормальный
Послеаварийный, возникающий после отключения одной цепи данной линии

Определим потери напряжения в каждой линии для каждого режима.

Потери напряжения в линиях в нормальном режиме равны:

Сведём результаты расчета в таблицу 5.7.

Таблица 5.7. Потери напряжения в линиях разомкнутой сети

Наименование режима
Нормальный	0,010	0,014	0,007	0,000
Послеаварийный, возникающий после отключения одной цепи линии	0,020	0,017	0,014	0,001

Суммарные потери напряжения в нормальном режиме равны:

Суммарные потери напряжения в послеаварийных режимах, возникающих после отключения одной цепи линий Л1 – Л4, соответственно равны:

Таким образом, выбранные линии удовлетворяют всем условиям проверки. Марки и сечения проводов, а также число цепей сведем в таблицу 5.8.

Таблица 5.8. Марки, сечения и число цепей линий разомкнутой сети

Номер линии	1	2	3	4
Марка провода	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32
Число цепей	2	2	2	2

6.ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

Кольцевая сеть.

Выберем трансформаторы:

Подстанция №1:

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет 100 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДЦН-100000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S _н = 100 МВА; пределы регулирования напряжения составляют ±8×1,5%; номинальное высшее напряжение U _вн=230 кВ; номинальное низшее напряжение U _нн = 11 кВ; активные потери холостого хода P _хх = 115 кВт; потери короткого замыкания P _кз = 360 кВт; напряжение короткого замыкания U _к%_, = 12%; ток холостого хода I _х%_, = 0,7%. Число трансформаторов n _т = 2.

Подстанция №2:

Подстанция №4:

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет 63 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №2 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДЦН-63000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S _н = 63 МВА; пределы регулирования напряжения составляют ±8×1,5%; номинальное высшее напряжение U _вн=230 кВ; номинальное низшее напряжение U _нн = 11 кВ; активные потери холостого хода P _хх = 82 кВт; потери короткого замыкания P _кз = 300 кВт; напряжение короткого замыкания U _к%_, = 12%; ток холостого хода I _х%_, = 0,8%. Число трансформаторов n _т = 2.

Разомкнутая сеть.

Подстанция №1:

Подстанция №2:

Подстанция №4:

7. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ

И СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА МОЩНОСТЕЙ

Кольцевая сеть.

Погонные емкостные проводимости линий кольцевой сети (таблица 5.4) равны

Нагрузочные потери активной и реактивной мощности, емкостная проводимость и общая зарядная мощность линии Л1 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощности, емкостная проводимость и общая зарядная мощность линии Л2 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощности, емкостная проводимость и общая зарядная мощность линии Л3 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощности, емкостная проводимость и общая зарядная мощность линии Л4 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощности, емкостная проводимость и общая зарядная мощность линии Л5 равны:

Результаты расчета сведем в таблицу 7.1.

Таблица 7.1. Потери мощности в линиях кольцевой сети

Номер линии	1	2	3	4	5
	1,82	0,02	0,56	0,034	0,908
	8,08	0,09	2,49	0,15	4,02

	19,457	15,565	9,443	5,8	16,41

Сопротивления обмоток трансформаторов, нагрузочные потери мощности и условно-постоянные потери мощности на подстанции №1 равны:

Сопротивления обмоток трансформаторов, нагрузочные потери мощности и условно-постоянные потери мощности на подстанции №2 равны:

Сопротивления обмоток трансформаторов, нагрузочные потери мощности и условно-постоянные потери мощности на подстанции №4 равны:

Результаты расчета сведем в таблицу 7.2.

Таблица 7.2. Потери мощности в трансформаторах подстанций кольцевой сети

№ подстанции	1	2	4
	0,9522	0,9522	1,9992
	31,74	31,74	50,381
	0,4015	0,3772	0,4131
	13,3839	12,5722	10,409
	0,23	0,23	0,164
	1,4	1,4	1,008

Активная и реактивная мощности, выдаваемые источником неограниченной мощности, равны:

Естественная реактивная мощность источника:

Так как , то в сети требуется установка компенсирующих устройств суммарной мощностью:

Устанавливаем на подстанцию 2 один синхронный компенсатор типа КСВБ 100-11У1, мощностью

Нагрузки подстанции №2 после компенсации реактивной мощности составят:

После выбора КУ и расчета новых значений нагрузок необходимо сделать расчет потокораспределения в нормальном режиме.

Предварительный расчет потокораспределения в нормальном режиме кольцевой сети.

1. Развернутый вид сети изображен на рисунке 7.1

Рис. 7.1. Развернутый вид кольцевой сети.

2. Определим мощности на головных участках сети.

Линия Л1:

Линия Л5:

3. Определим мощности на остальных участках сети:

узел 1:

узел 2:

узел 3:

узел 4:

Значения мощности , определенные по правилу моментов и по первому закону Кирхгофа, совпали, что подтверждает правильность проведенных расчетов. Направление необходимо изменить так как при расчётах мы получили их отрицательные значения.

Рис. 7.2 Развернутый вид кольцевой сети с точками потокораздела.

Таблица 7.3. Потокораспределение в замкнутой сети в нормальном режиме после компенсации реактивной мощности

Наименование режима	МВА	МВА	МВА	МВА	МВА
Нормальный

Выберем заново трансформаторы на подстанции №2:

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет 63 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №4 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДЦН-63000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S _н = 63 МВА; пределы регулирования напряжения составляют ±8×1,5%; номинальное высшее напряжение U _вн=230 кВ; номинальное низшее напряжение U _нн = 11 кВ; активные потери холостого хода P _хх = 82 кВт; потери короткого замыкания P _кз = 300 кВт; напряжение короткого замыкания U _к%_, = 12%; ток холостого хода I _х%_, = 0,8%. Число трансформаторов n _т = 2.

Пересчитаем потери активной и реактивной мощностей в линиях и на подстанциях. Результаты расчета сведем в таблицу 7.4.

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л1 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л2 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л3 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л4 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л5 равны:

Нагрузочные потери мощности на подстанции №2 равны:

Таблица 7.4. Потери активной мощности в линиях и подстанциях замкнутой сети после установки компенсирующих устройств

Номер линии или подстанции	1	2	3	4	5
	1,14	0,049	0,33	0,0069	0,44
	5,05	0,22	1,48	0,03	1,93
	0,4015	0,34	-	0,4131	-
	13,3839	8,46	-	10,409	-

Время максимальных потерь для линии Л1 равно:

Время максимальных потерь для линии Л2 равно:

Время максимальных потерь для линии Л3 равно:

Время максимальных потерь для линии Л4 равно:

Время максимальных потерь для линии Л5 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №1 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №2 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №3 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №4 равно:

Определим по данным таблицы 7.1 нагрузочные потери энергии в линии Л1:

Определим по данным таблицы 7.1 нагрузочные потери энергии в линии Л2:

Определим по данным таблицы 7.1 нагрузочные потери энергии в линии Л3:

Определим по данным таблицы 7.1 нагрузочные потери энергии в линии Л4:

Определим по данным таблицы 7.1 нагрузочные потери энергии в линии Л5:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №1 (по данным таблицы 7.4) равны:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №2 (по данным таблицы 7.4) равны:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №4 (по данным таблицы 7.4) равны:

Результаты расчета сведем в таблицу 7.5.

Таблица 7.5. Потери энергии в линиях и на подстанциях кольцевой сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4	5
	6691,55	6691,55	3965,83	3979,46	3979,46
	6691,55	3979,46	8760	3979,46	–
	7628,367	327,89	1308,72	27,46	1750,96
	2686,66	1193,84	–	1643,91	–
	2014,8	1436,64	–	1436,64	–

Суммарные годовые потери энергии в сети равны:

Разомкнутая сеть.

Погонные емкостные проводимости одной цепи линий разомкнутой сети

Результаты расчета сведем в таблицу 7.6.

Таблица 7.6. Потери мощности в линиях разомкнутой сети

Номер линии	1	2	3	4
	1,87	1,43	0,09	0,85
	6,8	5,21	0,33	3,1

	19,17	16,16	5,71	9,3

Результаты расчета сведем в таблицу 7.7.

Таблица 7.7. Потери мощности в трансформаторах подстанций кольцевой сети

№ подстанции	1	2	4
	0,9522	0,9522	1,9992
	31,74	31,74	50,381
	0,4015	0,3772	0,4131
	13,3839	12,5722	10,409
	0,23	0,23	0,164
	1,4	1,4	1,008

Активная и реактивная мощности, выдаваемые источником неограниченной мощности, равны:

Естественная реактивная мощность источника:

Так как , то в сети требуется установка компенсирующих устройств суммарной мощностью:

Устанавливаем на подстанцию 2 один синхронный компенсатор типа КСВБ 100-11У1, мощностью

Нагрузки подстанции №2 после компенсации реактивной мощности составят:

Предварительный расчет потокораспределения в нормальном режиме разомкнутой сети.

1. Развернутый вид сети изображен на рисунке 7.3

Рис. 7.3. Развернутый вид разомкнутой сети.

Мощности в линиях равны:

узел 1:

узел 2:

узел 3:

узел 4:

Направление необходимо изменить так как при расчётах мы получили их отрицательное значение.

Рис. 7.4 Развернутый вид разомкнутой сети с точками потокораздела.

Таблица 7.8. Потокораспределение в разомкнутой сети в нормальном режиме после компенсации реактивной мощности

Наименование режима	МВА	МВА	МВА	МВА
Нормальный

Выберем заново трансформаторы на подстанции №2:

Пересчитаем потери активной и реактивной мощностей в линиях и на подстанциях. Результаты расчета сведем в таблицу 7.9.

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л1 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л2 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л3 равны:

Нагрузочные потери активной и реактивной мощностей линии Л4 равны:

Нагрузочные потери мощности на подстанции №2 равны:

Таблица 7.9. Потери активной мощности в линиях и подстанциях разомкнутой сети после установки компенсирующих устройств

Номер линии или подстанции	1	2	3	4
	1,87	0,4	0,05	0,36
	6,8	1,46	0,19	1,31
	0,4015	0,34	-	0,4131
	13,3839	8,46	-	10,409

Время максимальных потерь для линии Л1 равно:

Время максимальных потерь для линии Л2 равно:

Время максимальных потерь для линии Л3 равно:

Время максимальных потерь для линии Л4 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №1 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №2 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №3 равно:

Время максимальных потерь для подстанции №4 равно:

Определим по данным таблицы 7.9 нагрузочные потери энергии в линии Л1:

Определим по данным таблицы 7.9 нагрузочные потери энергии в линии Л2:

Определим по данным таблицы 7.9 нагрузочные потери энергии в линии Л3:

Определим по данным таблицы 7.9 нагрузочные потери энергии в линии Л4:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №1 (по данным таблицы 7.9) равны:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №2 (по данным таблицы 7.9) равны:

Нагрузочные и условно-постоянные потери энергии на подстанции №4 (по данным таблицы 7.9) равны:

Результаты расчета сведем в таблицу 7.10.

Таблица 7.10. Потери энергии в линиях и на подстанциях разомкнутой сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4
	6691,55	3979,46	3979,46	3979,46
	6691,55	3979,46	8760	3979,46
	12513,2	1591,78	198,97	1432,61
	2686,66	1193,84	–	1643,91
	2014,8	1436,64	–	1436,64

Суммарные годовые потери энергии в сети равны:

8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Расчет приведенных затрат в кольцевой сети.

Выберем открытые распределительные устройства (ОРУ). Все подстанции в кольцевой сети являются проходными, поэтому выбираем для всех подстанций схему ОРУ «Мостик с выключателем в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий» напряжением 220 кВ. Стоимость трансформаторов и постоянная часть затрат на одной подстанции

Стоимости трансформаторов, закрытых распределительных устройств учитывать не будем, так как они одинаковы для обоих вариантов сети.

Зональные коэффициенты для Сибири равны . Тогда суммарные капитальные вложения в строительство подстанций составят:

Суммарные капиталовложения в строительство линий равны:

Общие капиталовложения составят:

Ежегодные отчисления на ремонт и обслуживание линий и подстанций равны а_л% = 0,8 %, а_пс%= 4,9 % [4]. Тогда издержки на эксплуатацию линий и подстанций:

Стоимость годовых потерь энергии и суммарные издержки:

Приведенные затраты на строительство и эксплуатацию сети:

Расчет приведенных затрат в разомкнутой сети.

Согласно [3], подстанция № 1 и подстанция №2 в разомкнутой сети являются тупиковыми, а подстанция № 4 – проходная. Выбираем схемы ОРУ «Мостик с выключателем в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий» и «Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий» напряжением 220 кВ и стоимостью

Постоянная затрат .

Тогда суммарные капитальные вложения в строительство подстанций составят:

Выбираем для всех линий сети стальные свободностоящие опоры. Стоимость линий АС-240 напряжением 220 кВ в источнике [3] отсутствует. Поэтому определим ее методом экстраполяции по данным табл. 7.4 [3]. Согласно этой таблице, стоимость сооружения 1 км двухцепной линии на стальных свободностоящих опорах составит для сечения 300мм² К_л₃₀₀=2195 тыс. руб/км, а для сечения 400 мм² К_л₄₀₀ = 2420 тыс. руб/км. Тогда искомая стоимость строительства линий АС-240:

. Суммарные капиталовложения в строительство линий равны:

Общие капиталовложения составят:

Стоимость годовых потерь энергии и суммарные издержки:

Приведенные затраты на строительство и эксплуатацию сети:

Затраты в кольцевой сети получились больше, чем в разомкнутой, поэтому в качестве окончательного варианта выбираем разомкнутую сеть. Параметры сети приведены в таблице 8.1, а схема с открытыми распределительными устройствами – на рис. 8.1.

Примечания к рис. 8.1:

1. Трансформаторы с расщепленной обмоткой изображены как двухобмоточные трансформаторы;

2. Распределительное устройство источника питания показано упрощенно.

Таблица 8.1. Параметры окончательного варианта сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4
Марка провода линии	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32
Количество цепей линии	2	2	2	2
Длина линии, км	75	63,25	22,36	36,4
Тип трансформатора	ТРДЦН-100000/220	ТРДЦН-63000/220	_	ТРДЦН-63000/220
Количество трансформаторов	2	2	_	2
Напряжение сети, кВ	220

Обозначения на рисунке: РЭС – источник неограниченной мощности; Л – линия электропередач; П/С – трансформаторная подстанция; ЭС – электростанция.

Рис. 8.1. Схема сети с открытыми распределительными устройствами

9. ТОЧНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Режим максимальных нагрузок.

На предыдущем этапе в качестве окончательного варианта была выбрана разомкнутая сеть. Полная схема замещения этой сети представлена на рис. 9.1, а схема замещения с расчетными нагрузками – на рис. 9.2.

Рис. 9.1. Полная схема замещения разомкнутой сети

Рис. 9.2. Схема замещения разомкнутой сети с расчетными нагрузками подстанций

Сопротивления линий, по данным таблицы 5.6, составляют

Сопротивления и условно-постоянные потери трансформаторов подстанций определены на этапе 7 и составляют ;

Зарядные мощности линий определим через емкостные проводимости, значения которых приведены в таблице 7.6:

Определим номинальные коэффициенты трансформации:

Определим расчетные нагрузки подстанций.

Подстанция №1. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

Подстанция №2. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

Подстанция №3. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

Подстанция №4. Нагрузочные потери мощности вычислены в главе 7. Тогда

Вычисление расчетных нагрузок сведем в таблицу 9.1.

Таблица 9.1. Определение расчетных нагрузок подстанций

№ подстанции			МВА	МВА
1	0,4015	13,3839
2	0,34	8,46
3	–	–	–
4	0,4131	10,409

Произведём расчёт потокораспределения с учётом потерь мощности (рис. 9.2.).

147,05 МВ∙А;

91,059 МВ∙А;

МВ∙А;

Суммарная мощность, потребляемая от источника питания:

Рассчитаем напряжения в узлах сети на основе рис. 9.1. Согласно исходным данным, напряжение на шинах РЭС в нормальном режиме максимальных нагрузок равно , то есть

Расчет начнем с линии Л2. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в этой линии равны:

Тогда напряжение равно:

Линия Л3. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в этой линии равны:

Тогда напряжение равно:

Линия Л4. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в этой линии равны:

Тогда напряжение равно:

Линия Л1. Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в этой линии равны:

Тогда напряжение равно:

Расчет напряжений для остальных линий сведем в таблицу 9.2.

Таблица 9.2. Расчет напряжений в линиях электропередач

№ линии	Мощность, по которой определяются потери напряжения	Напряжение в начале линии			Напряжение в конце линии
1
2
3			-0,99	0,06
4			1,18	2,85

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах подстанции №1 равны:

Тогда получим:

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах подстанции №2 равны:

Тогда получим:

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения в трансформаторах подстанции №4 равны:

Тогда получим:

Расчет напряжений для остальных подстанций сведем в таблицу 9.3.

Таблица 9.3. Расчет напряжений на подстанциях

Допустимый диапазон напряжений на стороне низкого напряжения подстанций составляет (1,05 ÷ 1,1)U _н,ном = (1,05 ÷ 1,1)∙10 = 10,5 ÷ 11 кВ. Из таблицы 9.3 видно, что в этот диапазон не попали напряжения и . Поэтому расчет регулировачных ответвлений необходимо произвести для подстанций 1и 2.

Желаемое значение коэффициента трансформации на подстанции 1 равно:

где в качестве желаемого напряжения , выбрана нижняя граница допустимого диапазона, то есть 10,5 кВ.

Диапазон регулирования для трансформаторов ТРДЦН-100000/220составляет ±8´1,5%. Соответственно шаг регулирования напряжения ΔU _рег = 0,015, а номер ответвления может изменяться от -8 до +8. Расчетное значение номера ответвления равно:

Округляя это значение до ближайшего большего целого числа, окончательно получим . Фактический коэффициент трансформации и фактическое напряжение на стороне НН равны:

Как видно, теперь напряжение U _н1 попало в допустимый диапазон.

Желаемое значение коэффициента трансформации на подстанции 2 равно:

где в качестве желаемого напряжения , выбрана нижняя граница допустимого диапазона, то есть 10,5 кВ.

Диапазон регулирования для трансформаторов ТРДЦН-63000/220составляет ±8´1,5%. Соответственно шаг регулирования напряжения ΔU _рег = 0,015, а номер ответвления может изменяться от -8 до +8. Расчетное значение номера ответвления равно:

Как видно, теперь напряжение U _н2 попало в допустимый диапазон.

Вычислим токи в линиях по мощностям и напряжениям полученным в ходе точного электрического расчёта:

Все линии в нормальном режиме максимальных нагрузок удовлетворяют условию проверки по допустимому нагреву.

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

СПРОЕКТИРОВАННОЙ СЕТИ

Определим суммарные капиталовложения в строительство подстанций с учетом ЗРУ .

Подстанция 1.

Стоимость трансформаторов:

тыс. руб.

Число отходящих линий определяеться через их пропускную способность, которая при напряжении 10 кВ – 3…4 МВА. Так, для подстанции №1 минимальное число отходящих линий:

В действительности отходящих линий должно быть больше трансформаторы ТРДН-100000/220 имеют расщепленную обмотку низкого напряжения, поэтому в ЗРУ будет 4 секции шин, от каждой из которой должно отходить несколько линий. Произвольно приняв, что для каждой секции отходит 4 линий, получим . Кроме того, на каждую пару секций шин приходиться по одной ячейке с секционным выключателем. Тогда общее число ячеек с выключателями и стоимость ЗРУ для подстанции №1 составит:

тыс. руб.

Подстанция 2.

тыс. руб.

В действительности отходящих линий должно быть больше, поэтому в ЗРУ будет 2 секции шин, от каждой из которой должно отходить несколько линий. Произвольно приняв, что для каждой секции отходит 4 линий, получим . Кроме того, на каждую пару секций шин приходиться по одной ячейке с секционным выключателем. Тогда общее число ячеек с выключателями и стоимость ЗРУ для подстанции №2 составит

тыс.руб.

Подстанция 4.

тыс. руб.

В действительности отходящих линий должно быть больше: трансформаторы ТРДН-63000/220 имеют расщепленную обмотку низкого напряжения, поэтому в ЗРУ будет 4 секции шин, от каждой из которой должно отходить несколько линий. Произвольно приняв, что для каждой секции отходит 6 линий, получим . Кроме того, на каждую пару секций шин приходиться по одной ячейке с секционным выключателем. Тогда общее число ячеек с выключателями и стоимость ЗРУ для подстанции №4 составит:

тыс. руб.

Суммарные капитальные вложения в строительство подстанций составят:

тыс. руб.

Общие капиталовложения составят:

тыс. руб.

Потери активной мощности в элементах сети определены на стадии точного электрического расчета. Для наглядности сведем эти потери в таблицу 10.1.

Таблица 10.1. Потери активной мощности в элементах сети

№ линии или подстанции	1	2	3	4
	1,98	1,48	0,09	0,902
	0,9522	0,34	_	0,4131
	0,23	0,164	_	0,164

Суммарные потери активной мощности:

Прежде, чем рассчитывать издержки, необходимо определить потери электроэнергии. Эти потери определяются по тем же формулам, что и в разделе 7, с учетом изменившихся потерь активной мощности.

Определим нагрузочные потери энергии в линии Л1:

Определим нагрузочные потери энергии в линии Л2:

Определим нагрузочные потери энергии в линии Л3:

Определим нагрузочные потери энергии в линии Л4:

Результаты расчета приведены в таблице 10.2.

Таблица 10.2. Потери энергии в элементах спроектированной сети

Номер линии или подстанции	1	2	3	4
	13249,269	5889,6008	358,1514	3589,47292
	2686,69	1193,84	–	1643,91
	2014,8	1436,64	–	1436,64

Суммарные годовые потери энергии в сети равны:

Стоимости 1 МВт×ч потерь энергии остаются такими же, как и в разделе 8. Тогда стоимость годовых потерь энергии равна

Издержки на эксплуатацию линий остаются такими же, как в разделе 8.

Суммарные издержки на эксплуатацию сети равны:

Активная мощность и энергия, отпущенные от источника питания, равны:

где P_i – активные мощности потребителей; W_i – электроэнергии, потребляемые нагрузками за год и рассчитанные в разделе 5.

Потери активной мощности и энергии, выраженные в процентах от соответственно мощности и энергии, отпущенной от источников питания, равны:

Себестоимость передачи электроэнергии равна:

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 339; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!