Расчет выбранных схем электроснабжения в нормальном и аварийном режимах — Районные сети энергоснабжения

Задачей расчета является приближенное определение некоторых параметров сети, на основании которых можно было бы сделать технико-экономическое сравнение отобранных вариантов и выбрать из них лучший.

– потокораспределение в сети;

– сечение проводов на всех участках;

– потери активной мощности и наибольшая потеря напряжения в нормальном режиме;

– потокораспределение в наиболее тяжелом послеаварийном режиме.

Кроме того, в этом разделе необходимо выбрать трансформаторы подстанций потребителей.

При предварительном расчете режима сети делаются следующие допущения:

– потери мощности в трансформаторах и зарядная мощность воздушных линий не учитываются;

– источники ограниченной мощности (ТЭЦ) учитываются как нагрузки с отрицательным знаком;

– напряжения во всех точках сети считаются равным номинальному;

– сеть считается однородной.

Расчет потокораспределения радиально-магистральных сетей производится по первому закону Кирхгофа, двигаясь от наиболее удаленного потребителя к источнику питания.

Расчет потокораспределение в простых замкнутых сетях начинают с «разрезания кольца» и определения потоков активной и реактивной мощности на головных участках по формулам:

где Pi и Qi — активная и реактивная мощность потребителей;

li-n — расстояние от I-того потребителя до противоположного источника питания;

l1-n — длина всей кольцевой линии.

Потоки мощности на остальных участках определяются по первому закону Кирхгофа.

При расчете сложнозамкнутых сетей необходимо вначале с помощью преобразований привести сеть к линии с двухсторонним питанием.

Для всех рассматриваемых вариантов должны быть приведены расчетные схемы с нанесенными на них нагрузками, потоками мощности, полученными в расчете и напряжения в узлах.

После расчета потокораспределения определяется номинальное напряжение сети и сечение проводов. В настоящее время рекомендуется определять сечение провода методом экономических интервалов.

Для каждого выбранного сечения определяют активные и индуктивные сопротивления участков линии по формулам:

Затем по формуле:

определяют потерю напряжения на участке и наибольшую потерю напряжения, то есть потерю напряжения от источника питания до наиболее удаленного потребителя;

где Pуч ; Qуч — потоки активной и реактивной мощности на участке сети.

При суммировании потерь напряжения по участкам следует принимать во внимание направление потока мощности на участке, так как в зависимости от этого напряжение вдоль участка может или уменьшаться или увеличиваться.

Потери активной мощности по участкам определяются по формуле:

и затем суммируются для всей сети.

Наиболее тяжелым послеаварийным режимом считается работа сети при повреждении и отключении наиболее загруженного головного участка замкнутой сети или одной из цепей магистральной линии на головном участке, или отключение ТЭЦ, если она имеет ограниченную мощность.

При этом рекомендуется следующий порядок расчета:

– рассчитываются параметры участков сети (если они изменились) и составляется расчетная схема сети в послеаварийном режиме;

– по условиям нагрева проверяются и, если необходимо, корректируются сечения проводов;

определяются потеря напряжения (только на участках, где она изменилась) и наибольшая потеря напряжения.

Если наибольшая потеря напряжения превышает допустимую, необходимо принять меры к её уменьшению. Такими мерами могут быть (в порядке возрастания эффективности):

– увеличение сечения провода на одну — две ступени;

– выполнение наиболее загруженных участков кольцевой сети двухцепными линиями

– прокладка дополнительной линии электропередачи.

По результатам расчета послеаварийного режима рекомендуется составить таблицу.

Расчет схемы №3 в нормальном и аварийном режимах

Определяется потокораспределение на участках линии:

S34 =S4 = 36 + j2,57 МВА

S23 = S34 + S3 =36 + j2,57 + 12 + j7,7 = 48 + j10,27 МВА

По первому закону Кирхгоффа определяется потокораспределение на участках линии:

Определяется токи на участках линии:

Определяются расчётные токи на участках линии:

Ipi = Ii * i * m (19)

где по справочным данным выбираем коэффициенты i =1,05; i =1,0 для линии 110кВ.

По расчётным токам определяется по справочным данным марка и сечение проводов линии:

так как расчётный ток участок 1-4 превышает справочные

данные для одноцепных линий, определяем её как двух

цепную линию на этом участке. [Л-3, с. 280, табл. 7,8]

Из справочника по сечению определяют нулевое активное и реактивное сопротивление проводов которое представлены в таблице 3.

Таблица.3. Технические характеристики проводов воздушной линии

Так как UнаибUдоп, на участках линии необходимо произвести регулирование напряжения.

Предполагается, что на двухцепном участке 2-3 линии произошёл обрыв одной линии. Определяется полное сопротивление на аварийном участке линии, так как потокораспределения и ток не изменились:

Z23 = 0,12 * 39 + j0,401 + 39 = 4,68+j15,64Ом

Определяется падение напряжения на аварийном участке:

Падение напряжения не превысило заданного при аварийном режиме.

По справочным данным [Л-3, с. 356, табл. 7-30] производится проверка расчётного тока и допустимого тока для аварийного режима данного сечения которые представлены в таблице 5:

Таблица. 5. Допустимый длительный ток для проводов марки АС

Ip23 I ДОП270А610А

Определяется ток на головном участке:

По справочным данным [Л-3, с. 356, табл. 7-30] производится проверка расчётного тока и допустимого тока для аварийного режима данного сечения:

Таблица 6. Допустимый длительный ток для проводов марки АС

Определяется падение напряжения на аварийном участке:

Падение напряжения не превысило заданного при аварийном режиме.

По справочным данным [Л-3, с. 356, табл. 7-30] производится проверка расчётного тока и допустимого тока для аварийного режима данного сечения которые представлены в таблице 7:

Таблица. 7. Допустимый длительный ток для проводов марки АС

Расчет схемы №4 в нормальном и аварийном режимах.

Определяется потокораспределение на головном участке линии:

S43 =S3 = 12 + j2,57 МВА

S24 = S43 + S4 =12 + j2,57 + 36 + j7,7 = 48 + j10,27 МВА

По первому закону Кирхгоффа определяется потокораспределение на остальных участках линии:

S67 = S7 = 6,56+ j 1,402 МВА

S16 = S67+S6 = 6,56+j1,402 + 13,6+j2,912=20,16 + j4,314 МВА

S15 = S5 = 10,8+j2,314 МВА

Определяются токи на участках линии:

Определяются расчётные токи на участках линии:

Ipi = Ii * i * m (21)

где по справочным данным выбираются коэффициенты i =1,05; i =1,0 для линии 110кВ.

I p43 = I43 * i * m =0,064 * 1,05 * 1,0 = 0,067кА =67А

I p24 = I24 * i * m =0,078 * 1,05 * 1,0 = 0,082кА=82А

I p67= I67 * i * m =0,035 * 1,05 * 1,0 = 0,037кА=37А

I p16= I16 * i * m =0,108 * 1,05 * 1,0 = 0,113кА=113А

I p15 = I15 * i * m =0,058 * 1,05 * 1,0 = 0,061кА =61А

I p81 = I81 * i * m =0,152 * 1,05 * 1,0 = 0,160кА=160А

I p28= I28 * i * m =0,099 * 1,05 * 1,0 = 0,104кА=104А

По расчётным токам определяется по справочным данным марка и сечение проводов линии:

S43=АС-120 ммІ Л-3, с. 280, табл. 7.8

Из справочника по сечению определяется нулевое активное и реактивное сопротивление проводов, которые представлены в таблице 8.

Таблица.8. Технические характеристики проводов воздушных линий

Так как по участкам линии UнаибUдоп, регулирования напряжения не требуется.

Z24 = 0,249 * 37,5 + j0,423 + 37,5 = 9,34+j15,86Ом

Определяется падение напряжения на аварийном участке:

Падение напряжения не превысило заданного при аварийном режиме.

По справочным данным [Л-3, с. 356, табл. 7-30] производится проверка расчётного тока и допустимого тока для аварийного режима данного сечения которые представлены в таблице 10:

Таблица. 10. Допустимый длительный ток для проводов марки АС

Ip24 I ДОП82А390А

Определяется ток на головном участке:

По справочным данным [Л-3, с. 356, табл. 7-30] производится проверка расчётного тока и допустимого тока для аварийного режима данного сечения:

Таблица.11. Допустимый длительный ток для проводов марки АС

Определяется падение напряжения на аварийном участке:

Расчет схемы №5 в нормальном и аварийном режимах.

Определяется потокораспределение на головном участке линии:

По первому закону Кирхгоффа определяется потокораспределение на остальных участках линии:

Определяются токи на участках линии:

Определяются расчётные токи на участках линии:

Ipi = Ii * i * m (23)

где по справочным данным выбираются коэффициенты i =1,05; i =1,0 для линии 110кВ.

По расчётным токам определяются по справочным данным марка и сечение проводов линии:

Из справочника по сечению определяются нулевое активное и реактивное сопротивление проводов: [Л-3, с. 358, табл. 7-32]

Таблица.12. Технические характеристики проводов воздушной линии

Определяется полное сопротивление по участкам линии:

Определяются потери мощности по участкам линии:

Определяются падения напряжения по отдельным участкам линии:

Определяются падения напряжения по участкам линии в процентах. Результаты заносятся в таблицу:

Предполагается, что на ТЭЦ произошла авария.

По первому закону Кирхгоффа определяется потокораспределение на остальных участках линии:

Определяются падения напряжения на аварийном участке:

Определяются падения напряжения по участкам линии в процентах. Результаты заносятся в таблицу:

Падение напряжения не превысило заданного при аварийном режиме.