Проектирование питающих электрических сетей энергосистем

1. Схема для расчета режима представлена на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети,

возникающего после отключения линии Л5

 

 

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 2:

                  узел 1:

                  узел 3:

                  узел 4:

Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме кольцевой сети, возникающем  после отключения линии Л4.

1. Схема для расчета режима представлена на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети,

возникающего после отключения линии Л4

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 4:

                  узел 3:

                  узел 2:                             

                  узел 1:

Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме кольцевой сети, возникающем после отключения линии Л3.

1. Схема для расчета режима  представлена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Схема для расчета послеаварийного режима кольцевой сети,

возникающего после отключения линии Л3

 

 

 

 

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 4:

                  узел 3:

                  узел 2:                             

                  узел 1:

            Сведём результаты расчёта в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. Потокораспределение в  кольцевой сети

Наименование режима
Нормальный	46,82+j33.71
Послеаварийный при отключении Л1	_
Послеаварийный при отключении Л2		_
Послеаварийный при отключении Л3			_
Послеаварийный при отключении Л4				_
Послеаварийный при отключении Л5					_

 

Предварительный расчет потокораспределения в нормальном режиме и послеаварийном  режимах, разомкнутой сети.

1. Схема для расчета нормального представлена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Схема для расчета нормального режима,

разомкнутой сети

 

 

 

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 2:

                  узел 1:

                  узел 4:

                  узел 3:

Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном режиме разомкнутой сети, возникающем  после отключения линии Л4.

1. Схема для расчета ПАР   представлена на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Схема для расчета послеаварийного режима разомкнутой сети,

возникающего после отключения цепи в линии Л4

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 2:

                  узел 1:

      узел 3:

      узел 4:

Предварительный расчет потокораспределения в послеаварийном  режиме разомкнутой сети, возникающем после отключения линии Л3.

1. Схема для расчета ПАР   представлена на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Схема для расчета послеаварийного режима разомкнутой сети,

возникающего после отключения цепи в линии Л3

 

 

 

2. Мощности в линиях равны:

                  узел 2:

                  узел 1:

      узел 3:

      узел 4:

Сведём результаты расчёта в  таблицу 3.4.

Таблица 3.4. Потокораспределение в  разомкнутой сети

Наименование режима	МВА	МВА	МВА	МВА
Нормальный
Послеаварийный при отключении Л3
Послеаварийный при отключении Л4

 

 

 

 

4. ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ  

Кольцевая сеть.

1. Длины линий приведены в  таблице 3.1, а мощности – в  таблице 3.3. Определим рациональные напряжения в каждой линии, учитывая, что активная мощность является действительной составляющей полной мощности:

линия Л1:

линия Л2:  

линия Л3:    

линия Л4:    

линия Л5:    

2. Наибольшим рациональным напряжением  является напряжение в линии Л1, которое равно кВ. Ближайшим стандартным напряжением является напряжение 110 кВ. Поэтому в качестве номинального напряжения кольцевой сети принимаем напряжение 110 кВ.

 

 

 

 

Разомкнутая сеть.

1. Длины линий приведены в  таблице 3.1, а мощности – в  таблице 3.4. Рациональные напряжения в каждой линии равны:

линия Л1:

линия Л2:

линия Л3:

линия Л4:

2. Наибольшим рациональным напряжением  является напряжение в линии Л1, которое равно 120,2 кВ. Ближайшим стандартным напряжением является напряжение 220 кВ. Поэтому в качестве номинального напряжения разомкнутой сети принимаем напряжение 220 кВ.

5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

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 2 и 4. Соответственно числа часов использования максимума нагрузки в линиях Л2, Л3, Л4, Л5 примыкающих к точкам потокораздела, равны:

 

 

Электроэнергия, потребляемые 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 Л1 по балансу энергии в узлах:

 

 

Рассчитаем числа часов использования максимума нагрузки в линии Л1:

 

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

Экономические сечения линий равны:

 

 

 

 

 

Как видно из расчета, сечение линий Л1 Л5   получилось больше максимально допустимого (240 мм²) для данного класса напряжения. Поэтому  увеличим U_ном до 220 кВ.

 

 В соответствии с U_ном =220 кВ

 
 
 

 

Экономические сечения линий равны:

 

 

 

 

 

 

По условию короны Fmin=240 мм² для данного класса напряжения, поэтому для линий Л1 Л2 ; Л3;  Л4; Л5 примем: F₁= F₂ = F₃ =F₄ =F₅ =Fст=240 мм². Теперь все значения полученных сечений попадают в допустимый диапазон для данного класса напряжения (220 кВ). Сечениям линии Л1 Л2 Л3 Л4 Л5 соответствует марка провода 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. Расчёт токов сведём в таблицу 5.1. В ней же приведём максимальные рабочие токи линий, а также допустимые токи.

 

Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л1.

 
 

 

Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л2.

 
 

 

Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л3.

 
 

 

Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л4.

 
 
 

Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л5. 
 
 
 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.1. Рабочие и допустимые токи линий кольцевой сети

Номер линии	1	2	3	4	5
Ток нормального режима А
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л1, А	_	164,02	235,19	111,77	303,74
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л2, А	164,02	_	72,28	52,49	139,95
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л3, А	263,26	77,29	_	123,5	73,63
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения линии Л4, А	111,77	52,49	123,5	_	192,44
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения  линии Л5, А	303,74	139,95	73,63	195,44	_
Максимальный рабочий ток  А	303,74	164,02	235,19	195,44	303,74
Допустимый ток  А	605	605	605	605	605

 

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

 Проверка по потерям напряжения. Погонные сопротивления воздушной линии, выполненной проводом марки АС-240/32, 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 линии Л1 равны:

 

 

 

 

Потери напряжения в линиях в  послеаварийном режиме, возникающем  после отключения линии Л2 равны:

 

 

 

 

Потери напряжения в линиях в  послеаварийном режиме, возникающем  после отключения линии Л3 равны:

 

 

 

 

Потери напряжения в линиях в  послеаварийном режиме, возникающем  после отключения линии Л4 равны:

 

 

 

 

Потери напряжения в линиях в  послеаварийном режиме, возникающем  после отключения линии Л5 равны:

 

 

 

 

 

Потери напряжения сведем в таблицу 5.3.

 

 

 

 

Таблица 5.3. Потери напряжения в линиях кольцевой сети

Наименование режима
Нормальный	1,463	0,062	1,584	0,329	0,718
Послеаварийный, возникающий после  отключения линии Л1	–	0,683	2,617	0,88	1,937
Послеаварийный, возникающий после  отключения линии Л2	1,61	_	0,573	0,449	0,919
Послеаварийный, возникающий после  отключения линии Л3	2,297	0,246	_	1,185	0,553
Послеаварийный, возникающий после  отключения линии Л4	1,065	0,231	1,113	_	1,264
Послеаварийный, возникающий после  отключения  линии Л5	3,063	0,617	0,865	1,647	–