2. Выбор номинальных напряжений и оптимальной конструкции электрической сети

Рассмотрим два варианта схемы сети.

D

ЭС А ЭС F

А C

B

а) Схема 1

D

ЭС А ЭС F

А C

B

б) Схема 2

Рисунок 4 (а – б). Схемы сети

Проектируем сети одного напряжения и одного сечения проводов, т.е. однородные. Одновременный выход из строя двух линий (в том числе двух цепей на двухцепных опорах) исключается из рассмотрения, как мало вероятный на практике.

Питающие ВЛ выполним двухцепными для надежности связи. Рассмотрим потокораспределение мощностей для двух вариантов схем сети.

Д ля схемы 1: 50+j18,15

D

50+j18,15 ЭС F

ЭС А A C F 275+j133,19

65+j16,425 195+j51,59

25+j9,075

80+j70,4 130+j47,19 80+j81,6

B

25+j9,075

Рисунок 5. Потокораспределение мощностей для схемы 1

Расчет номинальных напряжений.

Расчетная нагрузка линии FC:

Р_СF=Р_ЭСF – Р_F = 275 – 80 = 195 (МВт)

Для ориентировки в выборе рабочего напряжения воспользуемся эмпирической формулой:

где Р – активная мощность, МВт;

L – длина линии, км;

В качестве U_нВЛ берем величину номинального напряжения по шкале стандартных напряжений: U_нFC=220 кВ.

Рассчитаем напряжения воздушных линий:

Принимаем напряжение линий U=110 кВ.

Для схемы 2:

50+j18,15

D

50+j18,15 ЭС F

ЭС А 195+j51,59 275+ j133,19

A C F

65+j16,425

80+j70,4 15-j53,9 130+j47,19 80+j81,6

В 25+j9,075

Рисунок 6. Потокораспределение мощностей для схемы 2

Расчет номинальных напряжений:

U_нFC=220 кВ.

Рассчитаем напряжения воздушных линий:

Принимаем напряжение линий U=110 кВ.

3. Расчет сечений проводов и мощности компенсирующих устройств для 1 варианта электрической сети

Решить вопрос о выборе сечения проводов можно только в со­четании с выбором мощности компенсирующих устройств. ПУЭ рекомен­дуется доводить коэффициент мощности до 0,92 ÷ 0,95, с этой целью необходимо по заданным активным мощностям нагрузок и их коэффициентам мощности определять мощность компенсирующих устройств, как

Q_k = P_н(tgφ_норм - tgφ_н), где tgφ_норм = tg(arccosφ_норм ); cosφ_норм = 0,92 ÷ 0,95, тогда

tgφ_норм = tg(arccosφ_норм) = tg(arcos 0,94) = 0,363.

tgφ_нА = tg(arcсos 0,75) = 0,88.

tgφ_нВ = tg(arcсos 0,7) = 1,02.

tgφ_нС = tg(arcсos 0,8) = 0,75.

tgφ_нD = tg(arcсos 0,75) = 0,88.

tgφ_нF = tg(arcсos 0,7) = 1,02.

Определяем:

Q_кВ = 25(0,363 – 1,02) = - 16,425 МВАр.

Выбираем синхронный компенсатор ПС В типа: Компенсатор: КС 15-11

Q_кС = 130(0,363 – 0,75) = - 50.31 МВАр.

Компенсаторы: 2хКС - 25 – 10У3.

Q_кD = 50(0,363 – 0,88) = - 25,85 МВАр.

Компенсатор: КС - 25 – 10У3.

Определяем реактивные мощности нагрузок с учетом компенсации:

Q_н = P_н tgφ_н – Q_ку .

Q_нГЭС = 275·tg(arccos0,9) =133,19 МВАр.

Q_нA = 80 ·0,88 – 0 = 70,4 МВАр.

Q_нB = 25 · 1,02 – 16,425 =9,075 МВАр.

Q_нC = 130 · 0,75 – 50,31 =47,19 МВАр.

Q_нD = 50 · 0,88 – 25,85 = 18,15 МВАр.

Q_нF = 80 ·1,02 – 0 = 81,6 МВАр.

Для нагрузок, подключенных к шинам генераторного напряжения электростанций, выбирать компенсирующие устройства не нужно, т.к. необходимую реактивную мощность выдают генераторы электростанций.

Зная реактивные нагрузки потребителей, определяем потокораспределение реактивных мощностей в сети аналогично потокораспределению активных мощностей. Рассчитываем полные мощности, протекаю­щие по каждой ВЛ.

,МВА.

, А.

Определяем сечения проводов для ВЛ:

АВ –70 мм²; АD - 150 мм²; АC – 185 мм²; FC - 300 мм².

По экономической плотности тока выбираем провода ВЛ: Т_м › 5000 ч, J = 1 А/мм² , с целью однородности для ВЛ 110 кВ: АС – 150/24, I_доп = 450 А. Для ВЛ СF напряжением 220 кВ выбираем провод 300/39, I_доп = 690 А.

Таблица 1. Параметры ВЛ на 100 км

Номинальное сечение	Кол-во проводов в фазе	Активное сопротивление, Ом	Реактивное сопротивление, Ом	В0·10^-4, См
150/24	1	20,4	42	2,707
300/39	2	4,8	0,429	2,645