Расчет установившегося режима работы радиальной сети. Определение сечений и марок проводов линий электропередачи

- мощность в конце i-го элемента,

- мощность в начале i-го элемента,

- потери активной и реактивной мощности на i-м элементе,

- активное и реактивное сопротивление i-го элемента,

- номинальное напряжение сети, трансформатора

- число трансформаторов на i-ой подстанции

- активные и реактивные потери холостого хода в трансформаторе.

1.5.1 Расчет ПС-1

Схема замещения имеет вид (рис. 1.8)

Рис. 1.8 Схема замещения линии Л₂₁ и ПС-1

Мощность нагрузки на подстанции ПС-1:

Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:

Потери в трансформаторах будут равны:

Мощность на шинах ВН трансформаторов:

Мощность, подходящая к шинам 110 кВ подстанции ПС1, с учетом потерь ХХ:

Выбор сечения и типа проводов линии:

Ток, протекающий по линии:

Расчетный ток:

где α_i-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам. Для линии 110 кВ=1,05;

α_t-коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки. Определяется по [1] Т.3.13 при К_м=1,0 и Т=4200 ч.

Сечение проводов линии:

где j_н – нормированная плотность тока, А/мм². Определяется по [1] Т.3.12

Сечение, полученное в результате расчетов, округляется до ближайшего стандартного с учетом минимально-допустимого сечения по условию ограничения потерь на корону и механической прочности. Для номинального напряжения U_нс=110 кВ для двухцепных линий минимально допустимое сечение линии F_{мин.доп.}=120 мм². По [1] Т. 3.8 выбираем провод марки АС-120/19.

Параметры сталеалюминиевых проводов приведены в таблице 2:

Таблица 2 Параметры проводов

Марка провода
АС-120/19	0,244	0,427	2,658

Проверка:

1) По короне:

Согласно [1] Т.3.7 F_{мин.доп}=70 мм² для U_нс=110 кВ. F₂₁ > F_{мин.доп}, условие выполняется.

2) По механической прочности:

Для двухцепных линий минимально допустимое сечение линии F_{мин.доп}=120 мм². Условие выполняется.

3) Проверка в послеаварийном режиме:

Расчетный ток, протекающий в послеаварийном режиме:

По условию I_р21(п/а)< I_допсечение удовлетворяет.

Сопротивления и зарядная мощность линии составят:

Мощность в конце линии с учетом зарядной мощности:

Потери в линии будут равны:

С учетом потерь, мощность в начале линии будет равна:

Мощность, отходящая от ПС-2 к ПС-1:

1.5.2 Расчет ПС-3

Схема замещения имеет вид (рис. 1.9)

Рис. 1.9 Схема замещения линии Л₂₃ и ПС-3

Мощность нагрузки на подстанции ПС-3:

Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:

Потери в трансформаторах будут равны:

Мощность на шинах ВН трансформаторов:

Мощность, подходящая к шинам 110 кВ подстанции ПС-3, с учетом потерь ХХ:

Выбор сечения и типа проводов линии:

Ток, протекающий по линии:

Расчетный ток:

где α_i-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам. Для линии 110 кВ=1,05;

α_t-коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки. Определяется по [1] Т.3.13 при К=1,0 и Т=4500 ч.

Сечение проводов линии:

где j_н – нормированная плотность тока, А/мм². Определяется по [1] Т.3.12

Для номинального напряжения U_нс=110 кВ для двухцепных линий минимально допустимое сечение линии F_{мин.доп.}=120 мм².

По [1] Т. 3.8 выбираем провод марки АС-120/19.

Параметры сталеалюминиевых проводов приведены в таблице 3:

Таблица 3 Параметры проводов

Марка провода
АС-120/19	0,244	0,427	2,658

Проверка:

1) По короне:

Согласно [1] Т.3.7 F_{мин.доп}=70 мм² для U_нс=110 кВ. F₂₃ > F_{мин.доп}, условие выполняется.

2) По механической прочности:

Для двухцепных линий минимально допустимое сечение линии F_{мин.доп}=120 мм².

Условие выполняется.

3) Проверка в послеаварийном режиме:

Расчетный ток, протекающий в послеаварийном режиме:

По условию I_р23(п/а)< I_допсечение удовлетворяет

Сопротивления и зарядная мощность линии составят:

Мощность в конце линии с учетом зарядной мощности:

Потери в линии будут равны:

С учетом потерь, мощность в начале линии будет равна:

Мощность, отходящая от ПС-2 к ПС-3:

1.5.3 Расчет ПС-2

Схема замещения имеет вид (рис. 1.10) Рис. 1.10 Схема замещения линии Л_А2 и ПС-2

Мощность на шинах СН автотрансформатора будет равна сумме мощностей нагрузок:

Потери в обмотках СН автотрансформаторов составят:

Мощность в начале обмотки СН с учетом потерь:

Мощность на шинах НН трансформатора будет равна мощности нагрузки:

Потери в обмотках НН автотрансформаторов составят:

Мощность в начале обмотки НН с учетом потерь:

Мощность в конце звена обмоток ВН автотрансформаторов подстанции ПС-2, будет складываться из мощностей обмоток СН и НН:

Потери в обмотках ВН автотрансформаторов составят:

Мощность на шинах ВН трансформаторов:

Мощность, подходящая к шинам 220 кВ подстанции ПС-2, с учетом потерь ХХ:

Выбор сечения и типа проводов линии:

Ток, протекающий по линии:

Расчетный ток:

где α_i-коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам. Для линии 220 кВ=1,05;

α_t-коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки. Определяется по [1] Т.3.13 при К=1,0 и Т=4800 ч.

Сечение проводов линии:

где j_н – нормированная плотность тока, А/мм². Определяется по [1] Т.3.12

Для номинального напряжения U_нс=220 кВ по [1] Т.3.8 выбираем провод марки АС-240/32.

Параметры сталеалюминиевых проводов приведены в таблице 4:

Таблица 4 Параметры проводов

Марка провода
АС-240/32	0,118	0,435	2,604

Проверка:

1) По короне:

Согласно [1] Т.3.7 F_{мин.доп}=240 мм² для U_нс=220 кВ, F_А2> F_{мин.доп}, условие выполняется.

2) По механической прочности:

Для двухцепных линий минимально допустимое сечение линии F_{мин.доп}=120 мм². Условие выполняется.

3) Проверка в послеаварийном режиме:

Расчетный ток, протекающий в послеаварийном режиме:

По условию I_рА2(п/а)< I_допсечение удовлетворяет

Сопротивления и зарядная мощность линии составят:

Мощность в конце линии с учетом зарядной мощности:

Потери в линии будут равны:

С учетом потерь, мощность в начале линии будет равна:

Мощность, отходящая от системы:

1.5.5 Проверка баланса мощности:

Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС-1:

Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС-2:

Потери мощности на участке цепи с подстанцией ПС-3:

Сумма мощностей нагрузок и мощностей потерь равна мощности, передаваемой с подстанции ПС-А:

Баланс по мощности сходится.