Проектирование электрической сети

Для определения номинальных напряжений на всех участках электрической сети воспользуемся формулой Илларионова:

 

где – длина линии, км; – передаваемая активная мощность, МВт.

Формула дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений переменного тока в диапазоне  напряжений 35-1150 кВ.

3.1. Радиальная схема

Для участка сети 02

 

принимаем из стандартного ряда 

Для остальных линий расчеты проводим аналогично.

2. Кольцевая схема

Для участка сети 02

 

принимаем из стандартного ряда 

Для остальных линий расчеты проводим аналогично.

Найденные потоки мощности и номинальные  напряжения для каждой линии представим в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1.

Схема	№ линии	nц	L, км	, МВА	Uрасч, кВ	Uном, кВ
Кольцевая сеть	0-2	2	100		185,57	220
	2-3	1	54		114,09	220
	4-3	1	100		70,68	220
	1-4	1	42		41,61	220
	2-1	1	74		126,92	220
Радиальная сеть	0-2	2	100		185,57	220
	2-3	2	54		95,67	110
	2-4	2	86		56,05	110
	2-1	2	78		133,14	220

 

4.  Выбор сечений проводов

При проектировании ВЛ с номинальным напряжением 110-220 кВ выбор сечения проводов производится по нормативным значениям экономической плотности тока.

Суммарное сечение проводов фазы проектируемой  ВЛ составляет

 

где - расчетный ток, А;

      - нормированная плотность тока, А/мм²

Расчетный ток определяется по формуле:

,

где – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации, для ВЛЭП 110-220 кВ ;

 – коэффициент, учитывающий  число часов использования максимальной  нагрузки линии Т_МАХ.

 – ток в линии на пятый  год ее эксплуатации в нормальном  режиме, определяется по формуле:

4.1. Радиальная схема

Средневзвешенное время использования  сети

 

Определим значения Т_МАХ  и для каждого участка схемы:

Участок 0-2:

 

 

Значение  для участка0-2

 

 

Для остальных  участков схемы коэффициенты мощности равны коэффициентам мощности нагрузок.

Участок схемы 2-3

 

 

Участок схемы 2-4:

 

 

 

Участок 2-1:

 

 

 

Определим значения и для каждого участка схемы:

Участок 0-2:

 

 

Участок 2-3:

 

 

Участок 2-4:

 

 

Участок 2-1:

 

 

Определим расчетные сечения проводов и выберем стандартные для  каждого участка рассматриваемой  схемы:

Участок 0-2:

принимаем сечение АС 240/32,

допустимый длительный ток ;

Участок 2-3:

 

принимаем сечение АС 150/24,

допустимый длительный ток  ;

Участок 2-4:

принимаем сечение АС 70/11,

допустимый длительный ток  ;

Участок 2-1:

 принимаем сечение АС 240/32,

допустимый длительный ток  .

4.1. Замкнутая схема

Определим значения Т_МАХ  и для каждого участка схемы:

Участок 0-2:

 

 

Значение  для участка0-2

 

 

Участок схемы 2-3

 

 

Участок схемы 4-3:

 

 

 

Участок 1-4:

 

 

 

Участок 2-1:

 

 

 

 

Определим значения   и для каждого участка схемы:

Участок 0-2:

 

 

Участок 2-3:

 

 

Участок 4-3:

 

 

Участок 1-4:

 

 

Участок 2-1:

 

 

Определим расчетные сечения проводов и выберем стандартные для  каждого участка рассматриваемой  схемы:

Участок 0-2:

принимаем сечение АС 240/32,

допустимый длительный ток  ;

Участок 2-3:

принимаем сечение АС 240/32, ;

Участок 4-3:

Ссылаясь на ПУЭ п.2.5.81 принимаем сечение АС 240/32, ;

Участок 1-4:

принимаем сечение АС 240/32, ;

Участок 2-1:

 принимаем сечение АС 240/32, ;

Представим полученные данные в  виде таблицы 4.

Таблица 4.

Схема	Участок					Марка провода	Материал опор
РАДИАЛЬНАЯ	0-2	2	220		179,33	АС-240/32	сталь
	2-3	2	110		106,6	АС-150/24	сталь
	2-4	2	110		27,55	АС-70/11	сталь
	2-1	2	220		87,2	АС-240/32	сталь
ЗАМКНУТАЯ	0-2	2	220		179,33	АС-240/32	сталь
	2-3	1	220		161,25	АС-240/32	сталь
	4-3	1	220		44,12	АС-240/32	сталь
	1-4	1	220		15,21	АС-240/32	сталь
	2-1	1	220		154,5	АС-240/32	сталь

 

5.  Проверка сечений по техническим ограничениям

Согласно ПУЭ (п.1.3.2.) проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом нормальных и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин. Проведем проверку по допустимой токовой нагрузке для ремонтного режима (для радиальной сети – обрыв одной цепи ЛЭП; для замкнутой сети – обрыв наиболее нагруженного участка).

Допустимый длительный ток находим по формуле:

5.1. Радиальная сеть

Обрыв одной цепи в линии 0-2:

ВЛЭП 0-2:

;

Аналогично  проводим расчет допустимого длительного  тока для остальных цепей, и результаты сводим в таблицу 5.1.

Участок
02	341,59	610
23	156,21	450
24	52,49	265
21	166,1	610

 

На всех участках радиальной сети условие  выполняется.

5.2. Замкнутая сеть

ВЛЭП- 02:

ВЛЭП-23 (Размыкаем ВЛЭП-21):

ВЛЭП-21 (Размыкаем ВЛЭП-23):

 

ВЛЭП-43 (Размыкаем ВЛЭП-23 как показано на рисунке 6):

ВЛЭП-43 (Размыкаем ВЛЭП-21 как показано на рисунке 5):

ВЛЭП-14 (Размыкаем ВЛЭП-23 как показано на рисунке 6):

ВЛЭП-14 (Размыкаем ВЛЭП-21 как показано на рисунке 5):

6. Определение параметров ЛЭП

Сопротивление линии рассчитываем по формуле 

где - удельное активное сопротивление линии, Ом/км

      - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км

Емкостная проводимость линии 

 

где – удельная емкостная проводимость линии, См/км

Реактивная мощность линии

 

Пример расчета:

Представим все полученные данные по ВЛЭП в виде таблицы 6.1.

Таблица 6.1. Параметры ВЛЭП

Схема	Радиальная				Замкнутая
Участок	0-2	2-3	2-4	2-1	0-2	2-3	4-3	1-4	2-1
	220	110	110	220	220	220	220	220	220
	2	2	2	2	2	1	1	1	1
	100	54	86	78	100	54	100	42	74
	0,118	0,204	0,422	0,118	0,118	0,118	0,118	0,118	0,118
	0,435	0,420	0,444	0,435	0,435	0,435	0,435	0,435	0,435
	5,9	5,508	18,146	4,602	5,9	6,372	11,8	4,956	8,732
	21,75	11,34	19,092	16,965	21,75	23,49	43,5	18,27	32,19
	2,604	2,707	2,547	2,604	2,604	2,604	2,604	2,604	2,604
	520,8	292,4	438,1	406,2	520,8	140,6	260,4	109,4	192,7
	25,21	14,15	21,2	19,66	25,21	6,81	12,6	5,3	9,3
Марка провода	АС 240/32	АС 150/24	АС 70/11	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32	АС 240/32