Курсовой проект

1.6.3 Проверка по допустимой токовой нагрузке

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормативных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин. При проверке на нагрев принимается получасовой максимум тока, наибольший из средних получасовых токов данного элемента сети.

Таким образом, выбранное сечение провода должно быть проверено по нагреву и удовлетворять условию:

^𝐼нб ^{≤ 𝐼}доп^;

Где: 𝐼 = ^𝑆 – наибольший ток для проверки по нагреву

^ав √^3∙𝑈_ном^{∙(𝑛−1)}

𝐼_доп − допустимые длительные токовые нагрузки. Проверка осуществляется при работе линии в послеаварийном режиме при максимальной нагрузке. Таким режимом является отключение одного из головных участков, по которому протекает наибольшая мощность (для кольцевой сети), либо отключение одной цепи ВЛЭП (для радиальной сети). [2, с 35, табл.1.3.29.].

Радиальная сеть

Для участка 100-2 (отключение одной цепи ВЛЭП 100-2):

𝑆₁₀₀₋₂ 161.803 ∙ 10³

𝐼_100−2/ав = = = 424.623 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном100−2 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 220}

𝐼_доп = 610 А;

Для участка 2-1 (отключение одной цепи ВЛЭП 2-1):

𝑆₂₁ 97.561 ∙ 10³

𝐼_21/ав = = = 256.031 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном21 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 220}

𝐼_доп = 450 А;

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

16

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Для участка 2-3 (отключение одной цепи ВЛЭП 2-3):

𝑆₂₃ 29.762 ∙ 10³

𝐼_23/ав = = = 156.21 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном23 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 110}

𝐼_доп = 330 А;

Для участка 2-4 (отключение одной цепи ВЛЭП 2-4):

𝑆₂₄ 12,5 ∙ 10³

𝐼_34/ав = = = 65.6 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном23 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 110}

𝐼_доп = 175 А;

На всех участках радиальной сети условие 𝐼_нб ≤ 𝐼_доп выполняется.

Кольцевая сеть.

Для проверки ЛЭП кольцевой линии по допустимой токовой нагрузке разорвём «кольцо» и определим потоки мощности, протекающие через каждый участок

При отключении участка 2-4:

Рисунок 4 – Кольцевая схема без участка 2-4

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

17

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

𝑆_{𝑚𝑎𝑥100−2} = 𝑆₁₀₀₋₂ = 132 + j93.575 МВт

𝑆_{𝑚𝑎𝑥21/ав} = 𝑆_{𝑚𝑎𝑥1} = 80 + 𝑗55.84 МВт

^𝑆𝑚𝑎𝑥100−2 ^{= 𝑆}𝑚𝑎𝑥2 ^{+ 𝑆}𝑚𝑎𝑥21/ав ^{+ 𝑆}𝑚𝑎𝑥23/ав ^→

^{→ 𝑆}𝑚𝑎𝑥23/ав ^{= 𝑆}𝑚𝑎𝑥100−2 ^{− 𝑆}𝑚𝑎𝑥2 ^{− 𝑆}𝑚𝑎𝑥21/ав ⁼

= 132 + j93.575 − (17 + j14.087) − (80 + 𝑗55.84) = 35 + 𝑗23.648 МВт

𝑆_{𝑚𝑎𝑥34/ав} = 𝑆_{𝑚𝑎𝑥3} − 𝑆_{𝑚𝑎𝑥23/ав} = 25 + 𝑗16.148 − (35 + 𝑗23.648 )

= −(10 + 𝑗7,5) МВт

Для определения аварийного потока через участок 2-3 произведём разрыв в

«кольце» иным образом

Рисунок 5 – Кольцевая схема без участка 3-4

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

18

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

𝑆_{𝑚𝑎𝑥24/ав} = 𝑆_{4𝑚𝑎𝑥} = 10 + 𝑗7,5 МВт Расчет токов:

𝑆₁₀₀₋₂ 161.803 ∙ 10³

𝐼_100−2/ав = = = 424.615 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном100−2 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 220}

𝑆₂₁ 97.561 ∙ 10³

𝐼_21/ав = = = 256.031 А;

√^{3 ∙ 𝑈ном21 ∙ (𝑛 − 1)} √^{3 ∙ 220}

На всех участках кольцевой сети условие 𝐼_нб ≤ 𝐼_доп выполняется.

1.6.4 Проверка по допустимой потере напряжения

При выборе проводов на ВЛЭП с номинальным напряжением 110 кВ со сталеалюминевыми проводами минимальное сечение должно быть не менее 70/11, что на участках с номинальным напряжением 110 кВ соблюдается. А на участках с номинальным напряжением 220 кВ со сталеалюминевыми проводами выбираем минимальное сечение 300/39. Условие выполнено [2, с184, табл.2.5.6].

Таблица 7 - Выбор сечений проводов ЛЭП с поправками

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Схема

Участок

𝑛_ц

𝐹_эк, мм²

𝑈_ном, кВ

Марка

провода

Радиальная

РЭС-2

2

202.661

220

АС 300/39

Взам. инв. № подл.

2-1

2

122.196

220

АС 300/39

2-3

2

74.554

110

АС 120/19

2-4

2

31.313

110

АС 120/19

Кольцевая

РЭС-2

2

289.805

220

АС 300/39

2-3

1

179.063

110

АС 185/29

3-4

1

34.255

АС 120/19

Подпись и дата

2-4

1

123.575

АС 150/24

2-1

2

174.741

220

АС 300/39

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

19

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1.7. Определение сопротивлений и проводимостей линий электропередачи

Активное сопротивление линии ^R_Л , Ом, определяется по формуле:

_{R } r₀ l _,

Л _n

Ц

где l-длина линий, км;

r₀ – погонное активное сопротивление, Омкм; определяется при температуре проводов +20⁰С.

n_ц – число цепей.

Реактивное сопротивление линии ^X_Л , Ом, определяется как:

_{X } x₀ l _,

Л _n

Ц

где x₀ – погонное индуктивное сопротивление, Омкм.

^𝐵л31 2

Активная проводимость g_л присутствует из-за потерь активной мощности на утечку через изоляторы и потерь на корону, в связи с этими задаются наименьшие допустимые сечения по короне. При расчетах установившихся режимов сетей до 330 кВ активная проводимость практически не учитывается.

Емкостная проводимость обусловлена емкостями между проводами разных фаз, и емкостью провод - земля и определяется:

В_л  b₀ l  n_{ц ,}

где b₀ - погонная емкостная проводимость, См/км

Удельные расчетные параметры линии электропередачи разных напряжений и конструкций приведены в 2.

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

20

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Таблица 8 - Параметры ВЛ

Номинальное

𝑟₀, Ом/км 𝑥₀, Ом/км 𝑏₀, мкСм/км

сечение

АС 120/19 0,244 0,441 2,565

АС 150/24 0,204 0,434 2,611

АС 185/29 0,159 0,429 2,645

АС 300/39 0,096 0,429 2,645

Расчет параметров линий:

Пример расчета параметров линии на участке 0-2 радиальной сети:

𝑅₀₂ = 𝑟₀ ∙ 𝐿 = 0,096 ∙ 55 = 5.28 Ом;

𝑋₀₂ = 𝑥₀ ∙ 𝐿 = 0,429 ∙ 55 = 23.595 Ом;.

𝐵₀₂ = 𝑏₀ ∙ 𝐿 = 2,645 ∙ 10⁻⁶ ∙ 55 = 1.455 ∙ 10⁻⁴ См;

𝑍₀₂ = 𝑅₀₂ + 𝑗𝑋₀₂ = 5.28 + 𝑗23.595 Ом;

Параметры линий для кольцевой сети рассчитываются аналогично, по таким же формулам.

Остальные значения параметров линий представлены в таблице 11.

Таблица 9 - Параметры линий для каждого участка схем

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

21

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Участок

𝑛_ц

L

𝑅_л, Ом

𝑋_л, Ом

𝐵_л, мкСм

𝑍_л, Ом

Радиальная

РЭС-2

2

55

5.28

23.595

145,5

5.28+j23.595

2-1

2

47

4.512

20.163

124,3

4.512+j20.163

2-3

2

40

9.76

17.64

102,6

9.76+j17.64

2-4

2

47

11.468

20.727

120,6

11.468+j20.727

Кольцевая

РЭС-2

2

55

5.28

23.595

145,5

5.28+j23.595

2-3

1

40

6.36

17.16

105.8

6.36+j17.16

3-4

1

39.7

9.687

17.508

101.8

9.687+j17.508

2-4

1

47

9.588

20.398

122.7

9.588+j20.398

2-1

2

47

4.512

20.163

124.3

4.512+j20.163

1.8. Выбор трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанциях

Радиальная сеть

Когда число трансформаторов на подстанции равно двум, то 𝑆_расч

определяется, как:

𝑆_расч = 𝑃_тр ∙ 0,7;

Выбор трансформаторов для радиальной сети:

𝑆_расч1 = 𝑃_{𝑚𝑎𝑥1} ∙ 0,7 = 80 ∙ 0,7 = 56 МВА;

𝑆_расч2 = ⁽𝑃_{𝑚𝑎𝑥2} + 𝑃_{𝑚𝑎𝑥3} + 𝑃_{𝑚𝑎𝑥4}⁾ ∙ 0,7 = (17 + 25 + 10) ∙ 0,7 = 36,4 МВА;

𝑆_расч3 = 𝑃_{𝑚𝑎𝑥3} ∙ 0,7 = 25 ∙ 0,7 = 17,5 МВА;

𝑆_расч4 = 𝑃_{𝑚𝑎𝑥4} ∙ 0,7 = 10 ∙ 0,7 = 7 МВА;

Таблица 10 - Параметры трансформаторов [2, с 244-249, табл. 5.18-5.22]

Продолжение таблицы 10

ПС2 подключена одновременно к двум классам напряжения – 110 кВ и

220 кВ, поэтому для неё выбирается автотрансформатор. Параметр выбранного автотрансформатора представлены в таблице 11.

Подпись и дата

Взам. инв. № дубл.

Взам. инв. № подл.

Подпись и дата

Инв. № подл.

КП.13.03.02.МИЛЕШКИН.00.00.ПЗ

Лист

22

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата