Попередній розрахунок сталих режимів варіантів схеми електричної мережі промислового району

І Варіант. Радіально-магістральна мережа.

Визначаю потоки потужності, передані по лініях у нормальному режимі:

S ₁₂ = S₂ = 10 + j1.9 (MBA);

S _ц1 = S ₁₂ + S₂ = (33 + j 12.37) + (10 + j1.9) = 43 + j14.27 (МВА);

S ₄₃ = S₃ = 12 + j3.94 (МВА);

S ₅₄ = S ₄₃ + S₄ = (18 + j5.21) + (12 + j3.94) = 30 + j9.15 (MBA);

S _ц5 = S ₅₄+ S₅ = (30+j9.15)+(16 + j4.66)=46+j13.81 (МВА).

Повну потужність по лініях знаходжу по формулі:

(1.14)

Визначаю номінальну напругу для ділянок мережі:

(1.15)

1-2
Ц-1
4-3
5-4
Ц-5

Визначаю струми на кожній ділянці по формулі:

(1.16)

Визначаємо розрахунковий струм

I_p = a_i x a_T x I₅ (1.17)

Коефіцієнт a_i = 1,05; коефіцієнт a_T = 0,8; приймаємо I₅ = I_л

I_р¹² = 1.05 х 0.8 х 26.72 = 22.44 (А);

I_p^ц1 = 1.05 х 0.8 х 118.9 = 99.9 (А);

I_p⁴³ = 1.05 х 0.8 х 33.15 = 27.85 (А);

I_p⁵⁴ = 1.05 х 0.8 х 82.3 = 69.13 (А);

I_p^Ц5 = 1.05 х 0.8 х 126 = 105.84 (А).

Вибираю провідником дроти відповідно: АС-70; АС-120; АС-70; АС-95; АС-120.

Визначаємо допустимий струм на нагрівання

,

Тобто дроти проходять по нагріванню.

Визначаю активний й реактивний опори ПЛ у нормальному режимі по формулах:

(1.18)

(1.19)

Визначаю активний і реактивний опори ПЛ у після аварійному режимі:

Знаходжу падіння напруги на кожній ПЛ у нормальному й після аварійному

режимах по формулах:

(1.20)

У нормальному й після аварійному режимах максимальні втрати напруги в мережі не перевищують припустимих значень за умовою регулювання напруги, струм у всіх лініях менше припустимого по нагріванню. І Варіант можна технічно реалізувати. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 – Результати розрахунку радіально-магістральної мережі. В-І

Варіант ІІ. Кільцева схема

Визначаю потоки потужності:

S_Ц1=47.02+j12.81 (МВА).

Знаходимо потоки потужності в інших лініях за умовою балансу потужностей у вузлах.

Вузол 2 є точкою потокорозподілу реактивної потужності.

Вузол 3 є точкою потокорозподілу активної потужності.

Перевірка розрахунку потокорозподілу.

S_Ц5=41.97+j12.51.

При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень. Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.

Визначаю повну потужність, передану по ПЛ за формулою 1.14:

Визначаю струми у ПЛ по формулі 1.16:

Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17:

Вибираю провідниками дроти АС-185, АС-120, АС-120, АС-120, АС-150, АС-185.

Розрахунок потоків потужностей у післяаварійних режимах.

У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС1:

У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС5:

Максимальні струми ділянок мережі в після аварійних режимах:

Знаходжу опори ліній:

Знаходимо втрату напруги на ділянках мережі в нормальному й найбільш важкому після аварійному режимах:

Результати розрахунків зведено до таблиці 1.3.   Таблиця 1.3 – Результати розрахунку режимів для кільцевої мережі В-ІІ
	№ п/п	Позн.	Од. вим.	Лінії
	ЦЖ-ПС1	ПС1-ПС2	ПС3-ПС2	ПС4-ПС3	ПС5-ПС4	ЦЖ-ПС5
		l	км	22.36		31.6	22.36	22.36
		P лн	МВт	47.02	14.02	-4.02	7.98	28.47	41.98
		Q лн	МВАр	12.81	0.44	1.46	5.4	10.61	15.27
		S лн	МВА	48.73	14.03	4.28	9.4	30.38	44.07
		Uном	кВ	115.06 (110)	71.61 (110)	39.6 (110)	54.58 (110)	91.83 (110)	108.75 (110)
		I лн	А	255.77	73.59	22.46	50.6	159.45	234.46
		n x Fэк	мм2	1х185	1х120	1х120	1x120	1х150	1х185
		I gоn	А	1х520	1х390	1х390	1,390	1х450	1х520
		Р лА1+ jQ л А1	МВА		33+j12.37	43+j14.27	55+j18.21	73+j23.42	89+j28.08
		Р лА2+ jQ л А2	МВА	89+j28.08	56+j15.71	46+j13.81	34+j9.87	16+j4.66
		I лА1	А		184.96	237.82	304.1	402.36	489.8
		I лА2	А	489.8	305.26	252.1	185.8	87.44
		n x F	мм2	1х185	1х120	1х120	1x120	1х150	1х185
		r0	Ом/км	0.162	0,249	0,249	0,249	0,198	0.162
		X0	Ом/км	0.413	0,427	0,427	0,427	0,42	0.413
		rл	Ом	3.62	7.47	7.87	5.57	4.43	3.24
		Хл	Ом	14,1	22,72	10,25	10,33	13,86	13,66
		Δ U лн	%	9.23	12.81	13.49	9.55	9.39	8.26
		Δ U maxн	%	1.33
		Δ U лА1	%		3.35	4.39	3.97	4.49	4.3
		Δ U лА2	%	4.8	2.13	4.53	2.34	0.95
		Δ U А1max	%	20.5
		Δ U А2max	%	17.74

Варіант ІІ – не можна технічно реалізувати.

Варіант ІІІ. Схема складно замкнута.

Розрахунок потокорозподілу проводжу методом еквівалентування мережі.

Розношу навантаження ПС3 до границь эквівалентованих мереж:

Знаходимо еквівалентну довжину ліній l_Ц123 та l_Ц543:

;

Знаходимо еквівалентну довжину ліній l^’_екв та l_Ц3:

;

Знаходимо потужність лінії ЦЖ-ПС3:

;

Визначення еквівалентних і дійсних перетоків потужності.

;

;

Вузол 3 є точкою потокорозподілу;

Повна потужність ліній:

Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.     Знаходимо робочі струми:

Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17:

Провідниками вибираю відповідно дроти АС-185; АС-120; АС120; АС-150; АС-120; АС-120; АС-120.

Після аварійний режим А1. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС1.

Вузол 4 є точкою потокорозподілу.

Післяаварийний режим А2. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС5.

Вузол 2 є точкою потокорозподілу.

Післяаварійний режим А3. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС3. Потокоросподіл як у кільцевій мережі.

Знаходимо опори проводів ПЛ:

Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких після аварійних режимах:

Результати розрахунку потокорозподілу занесені в таблицю 1.4.

Таблиця 1.4 – Результати попереднього розрахунку сталих режимів для складнозамкненої мережі. Варіант ІІІ.

Перевантажених ліній немає, сумарні втрати напруги не перевищують припустимих значень у нормальному й після аварійному режимах.

Висновок: ІІІ варіант є технічно реалізованим.

ІV Варіант. Схема, що містить кільцеву й магістральну мережі.

Визначаю потужність на головній ділянці кільцевої мережі й у відгалуженнях:

Вузол 4 є точкою потокорозподілу.

Перевірка розрахунку потокорозподілу:

При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень.

Магістральна лінія не потребує розрахунку, тому що розраховано в І варіанті й повністю йому відповідає.

Знаходимо бажану номінальну напругу для ділянок схеми.

Вибираю номінальну напругу мережі 110 кв. Знаходжу струми у лініях:

Розрахунок робочих струмів.

Вибираю проводи відповідно АС-120, АС-70, АС-120, АС-150.

Розрахунок після аварійних режимів.

Післяаварійний режим А1. Відключено лінію ЦЖ-ПС5.

Післяаварійний режим А2. Відключено Лінію ЦЖ-ПС3.

Знаходжу опори ліній:

Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких післяаварійних режимах:

Результати розрахунку по варіанту ІV занесені в таблицю 1.5

Таблиця 1.5 – Результати розрахунку по варіанту ІV

Схему по ІV варіанту можна технічно реалізувати.