Проектирование питающих электрических сетей энергосистем

        

 Суммарные потери напряжения  в нормальном режиме равны:

 

 

Суммарные потери напряжения в послеаварийных режимах, возникающих после отключения 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-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32	АС-240/32
Число цепей	1	1	1	1	1

 

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
Ток нормального режима А	151,87	69,98	36,82	96,22
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л1, А	303,74	69,98	36,82	96,22
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л2, А	151,87		36,82	96,22
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л3, А	151,87	69,98		96,22
Ток послеаварийного режима, возникающего после отключения одной цепи линии Л4, А	151,87	69,98	36,82
Максимальный рабочий ток  А	303,74
Допустимый ток  А	605	605	605	605

 

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:

 

 

 

Сопротивления линий в послеаварийном режиме, возникающем после отключения одной цепи Л1 или Л2:

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:

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

Сведём результаты расчета в таблицу 5.7.

 

Таблица 5.7. Потери напряжения в линиях разомкнутой сети

Наименование режима
Нормальный	1,532	0
Послеаварийный, возникающий после отключения одной цепи линии				1

         

Суммарные потери напряжения в нормальном режиме равны:

 

 

Суммарные потери напряжения в послеаварийных режимах, возникающих после отключения 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  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

Подстанция №2:

 

 

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

 Подстанция №4:

 

 

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

         

 Разомкнутая сеть.

Подстанция №1:

 

 

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

Подстанция №2:

 

 

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

 Подстанция №4:

 

 

Наименьшая стандартная мощность, удовлетворяющая этим условиям, составляет  40 МВА. Соответственно выбираем на подстанции №1 двухобмоточные трансформаторы типа ТРДН-40000/220 со следующими параметрами: номинальная мощность S_н = 40 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 = 50 кВт; потери короткого замыкания P_кз = 170 кВт; напряжение короткого замыкания U_к%, = 12%; ток холостого хода I_х%, = 0,9%. Число трансформаторов n_т = 2.

         

 

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
		0,000897

 

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
	2,81	2,81	2,81
	79,35	79,35	79,35
	0,227	0,165	0,129
	0,6,404	4,663	3,629

 

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

.

. 

Естественная реактивная мощность источника: