Электроэнергетическая система

2.2.2 Составление  схем вариантов проектируемой  сети. 

    По  заданному расположению источника  питания и потребителей электроэнер-

гии составляем схемы электрической сети. Находим расстояние между районной 
 
 
 
 
 

электрической станцией РЭС и подстанциями, и  между подстанциями. 

      Расстояния между РЭС и всеми  подстанциями.

   L₀₁=68 км

   L₀₂=88 км

   L₀₃=50 км

   L₀₄=60 км

   L₀₅=35 км 

 Рис.1 Радиальная схема.

   Расстояния  между РЭС и подстанциями 3, 4, и  между подстанциями 3-4, 4-5,5-1

1-2, 2-3.

                                                                                         L₁₂=37 км                                                                         .                                                                                      L₂₃=47 км

  L₃₄=98 км

  L₄₅=57 км

  L₅₁=90 км   

  L₀₃=50 км

  L₀₄=60 км 
 
 
 

 Рис.2 магистральная схема.

  Расстояния между РЭС и подстанциями 2, 3, 4, 5 и между подстанциями 5-1, 1-2.  

 

  L₀₅=35 км

  L₀₂=88 км

  L₁₂=37 км

  L₅₁=90 км

  L₀₄=60 км

  L₀₃=50 км

   

   
 
Рис.3 Смешанная схема. 
 
 
 
 
 

      Расстояния между РЭС и подстанциями 3, 4, 5 и между подстанциями 3-2, 2-1,

5-1.

 L₁₂=37 км

 L₅₁=90 км

 L₀₅=35 км

 L₀₃=50 км

 L₂₃=47 км

 L₀₄=60 км

 

   Рис.4 смешанная схема.

        Расстояния между РЭС и подстанциями 1, 2, 3, 4, 5 и между подстанциями  

1-2, 2-3. 
 

  L₀₃=50 км

  L₂₃=47 км

  L₁₂=37 км

  L₀₅=35 км

  L₀₄=60 км

  L₀₂=88 км

  L₀₁=68 км

   

 

   Рис.5 смешанная схема. 
 

2.2.2 Расчет  ориентировочного напряжения схем  вариантов

электрической сети. 

     Для  выбора номинального напряжения  схем находим потоки активной  мощности по ЛЭП считая, что  рассматриваемая сеть однородна.  Номинальное напряжение для всей схемы берем по наибольшему U_ор, при этом ограничимся двумя ближайшими стандартными значениями. 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Вариант  №1 

Р₀₁=Р₁=10 мВт

Р₀₂= Р₂=20 мВт

Р₀₃= Р₃=30 мВт

Р₀₄= Р₄=40 мВт

Р₀₅= Р₅=25 мВт

 
   Рис.6

      Находим ориентировочное значение напряжения.

        U_ор=  (6)

U_ор1= =81,7 кВ

U_ор2= =103,63 кВ

U_ор3= =99,57 кВ

U_ор4= =112 кВ

U_ор5= =87,02 кВ

  Исходя из  полученных расчетов ориентировочного  напряжения, выбираем номинальное  напряжение данной сети 110 кВ и 220 кВ. 

  Вариант  №2

   Рис.7

   Расчет системы производим методом преобразования сети.

Произведем перенос  нагрузки из узлов 5, 1, 2 в узел 4.  

Р₄₍₅₎= мВт 
 
 
 
 
 

Р₄₍₁₎= мВт

Р₄₍₂₎= мВт

   Аналогичные переносы осуществляем в узел 3, и рассчитываем суммарные мощности в точках 4 и 3.

Р^/₄=Р₄ + Р₄₍₅₎ + Р₄₍₁₎ + Р₄₍₂₎= 40+18,83+3,64+4,07= 66,54 мВт

Р^/₃= Р₃ + Р₃₍₅₎ + Р₃₍₁₎ + Р₃₍₂₎= 30+6,17+6,36+15,93= 58,46 мВт

   Определяем  эквивалентную длину двух параллельных  линий.

L_экв= км

   Определяем  мощности головных участков линии.

Р₀₃= мВт

Р₀₄= мВт

   Определяем  мощности участков.

Р₃₄= мВт

Р₄₅= Р₀₄+ Р₃₄- Р₄ =60,56+37,23-40= 57,79 мВт

Р₅₁= Р₄₅- Р₅ =57,79-25= 32,79 мВт

Р₁₂= Р₅₁- Р₁ =32,79-10= 22,79 мВт

Р₂₃= Р₁₂- Р₂ = 22,79-20= 2,79 мВт

   Проверочный  расчет.

Р₁+ Р₂+ Р₃+ Р₄+ Р₅ = Р₀₃+ Р₀₄

10+20+30+40+25=64,44+60,56

   Находим  значения напряжения.

U_ор03 = кВ

U_ор04 = кВ

   Из полученных  расчетов ориентировочного напряжения, принимаем стандарт-

ное напряжение 220 кВ. 

  Вариант  №3

 

   Рис.8 
 

 
 

    Определим  мощности на участках.

Р₀₅ = мВт

Р₀₂ = мВт

Р₅₁ = Р₀₅ - Р₅ = 33,54-25= 8,54 мВт

Р₁₂ = Р₀₂ – Р₂ = 21,46 – 20= 1,46 мВт

Р₀₄ = Р₄ = 40мВт

Р₀₃ = Р₃ = 30 мВт

   Проверочный  расчет.

Р₀₅ + Р₀₂= Р₅ + Р₁ + Р₂

33,54+21,46= 25+10+20

   Находим  значения напряжения.

U_ор02= кВ

U_ор03= кВ

U_ор04= кВ

U_ор05= кВ

   Из полученных  расчетов ориентировочного напряжения, принимаем стандарт-

ные напряжения 110 и 220 кВ. 

   Вариант  №4 

 

   Рис.9

Р₀₅=  

мВт

Р₀₃=

мВт 
 
 
 
 
 
 

Р₅₁ = Р₀₅- Р₅ =40,08-25= 15,08 мВт

Р₃₂ = Р₀₃- Р₃ =44,92-30= 14,92 мВт

Р₁₂ = Р₅₁- Р₁ =15,08-10= 5,08 мВт

Р₀₄ = Р₄ =40 мВт

  Проверочный  расчет.

Р₁+ Р₂+ Р₃+ Р₅ = Р₀₅+ Р₀₃

10+20+30+25= 40,08+44,92

   Находим  значения напряжений.

U_ор03 = кВ

U_ор04 = кВ

U_ор05 = кВ

   Из полученных  расчетов ориентировочного напряжения, принимаем стандарт-

ные напряжения 110 и 220 кВ. 

   Вариант  №5

   Рис.10

   Для расчета  схемы составляем два уравнения  по второму закону Кирхгоффа.

   Составляем уравнения по первому закону Кирхгоффа, принимая за контурные мощности Р₁₂, Р₂₃.

Р₀₁= Р₁+ Р₁₂

Р₀₃= Р₃- Р₂₃

Р₀₂= Р₂- Р₁₂+ Р₂₃ 

Р₂₃ =

Р₂₃ = 0,476 Р₁₂ – 1,41

Р₁₂ =

Р₁₂ =0,456 Р₂₃ +5,59

   Делаем  подстановку. 
 
 

 
 

Р₁₂ =5,59+0,456(0,476 Р₁₂- 1,41)

Р₁₂ = 6,32 мВт

Р₂₃ =0,476*6,32-1,41=1,6 мВт

   Находим  остальные мощности.

Р₀₁ = Р₁ + Р₁₂  =10+6,32=16,32 мВт

Р₀₃ = Р₃ - Р₂₃  =30-1,6=28,4 мВт

Р₀₂  = Р₂  - Р₁₂ + Р₂₃ =20-6,32+1,6=15,28 мВт

Р₀₄ = Р₄ = 40 мВт

Р₀₅ = Р₅ =25 мВт

   Находим  значения напряжения.

U_ор01 = кВ

U_ор02 = кВ

U_ор03 = кВ

U_ор04 = кВ

U_ор05 = кВ

   Из полученных расчетов ориентировочного напряжения, принимаем стандарт-

ное напряжения 110 и 220 кВ. 
 
 

2.3 Расчет  сечений проводов ЛЭП электрической  сети. 

     Сечение  проводов ЛЭП выбираем по экономической  плотности тока.

  (7)

  где I_i – ток текущий по проводу в режиме максимальной нагрузки, А.

        n - число цепей ЛЭП,

        P_i – активная мощность передаваемая по ЛЭП в максимальном режиме, мВт,

        U_н – номинальное напряжение сети, кВ,

        cosφ – коэффициент мощности нагрузки ЛЭП,

        γ_эк – экономическая плотность тока, А/мм²,

   Для γ_эк строим годовой график нагрузки по продолжительности.

А_r =

= ч

ч (8)

   где Р_м – максимальное значение мощности нагрузки суточного графика в относительных единицах Р_м = 1

Для предприятий, при выполнении ЛЭП проводом марки  АС и со значением

Т_м = 8392,1 ч принимаем γ_эк = 1 А/мм². 
 
 
 
 
 

 

   Рис.11 Суточный график нагрузки.  

1 – график  рабочих дней,

2 – график  выходных дней.

   Исходя  из суточного графика нагрузки, строим годовой график нагрузки. Построение графика начинаем  с максимального значения мощности  взятого из суточного графика.  Длительность этой нагрузки за  год находим следующим образом:

 ΔТ_{г ٪}= ΔТ_{сут р} * 255+ ΔТ_{сут в} * 110