 |
|
Попередній розрахунок сталих режимів варіантів схеми електричної мережі промислового району
І Варіант. Радіально-магістральна мережа.
Визначаю потоки потужності, передані по лініях у нормальному режимі:
S12 = S2 = 9 + j2.08 (MBA);
Sц1 = S12 + S1 = (33 + j 12.34) + (9 + j2.08) = 42 + j14.42 (МВА);
S43 = S3 = 15 + j4.15 (МВА);
Sц4 = S43 + S4 = (115 + j4.15) + (16 + j5.62) = 31 + j9.77 (MBA);
Sц5 =S5 =4+j1.59 (МВА).
Повну потужність по лініях знаходжу по формулі:
(1.14)
| 
|
Визначаю номінальну напругу для ділянок мережі:
(1.15)
| 1-2 | 
|
| Ц-1 | 
|
| 4-3 | 
|
| Ц-4 | 
|
| Ц-5 | 
|
Визначаю струми на кожній ділянці по формулі:
(1.16)
| 
|
Визначаємо розрахунковий струм
Ip = ai x aT x I5 (1.17)
Коефіцієнт ai = 1,05; коефіцієнт aT = 0,8; приймаємо I5 = Iл
Iр12 = 1.05 х 0.8 х 24.25 = 20.37 (А);
Ipц1 = 1.05 х 0.8 х 116.5 = 97.86(А);
Ip43 = 1.05 х 0.8 х 40.83 = 34.30 (А);
Ipц4 = 1.05 х 0.8 х 85.30 = 71.7 (А);
IpЦ5 = 1.05 х 0.8 х 11.28 = 9.48 (А).
Вибираю провідником дроти відповідно: АС-70; АС-120; АС-70; АС-95; АС-70.
Визначаємо допустимий струм на нагрівання
| 
|
,
Тобто дроти проходять по нагріванню.
Визначаю активний й реактивний опори ПЛ у нормальному режимі по формулах:
(1.18)
(1.19)
| 
|
Визначаю активний і реактивний опори ПЛ у після аварійному режимі:
| 
|
Знаходжу падіння напруги на кожній ПЛ у нормальному й після аварійному
режимах по формулах:
(1.20)
У нормальному й після аварійному режимах максимальні втрати напруги в мережі не перевищують припустимих значень за умовою регулювання напруги, струм у всіх лініях менше припустимого по нагріванню. І Варіант можна технічно реалізувати. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.2.
Таблиця 1.2 – Результати розрахунку радіально-магістральної мережі. В-І
| № п/п | Позн. | Од. вим. | Лінії | ||||
| ПС1-ПС2 | ЦЖ-ПС1 | ПС4-ПС3 | ЦЖ-ПС4 | ЦЖ-ПС5 | |||
| l | км | 36.05 | 22.36 | 41.23 | 36.05 | ||
| Pлн | МВт | ||||||
| Qлн | Мвар | 2.08 | 14.42 | 4.15 | 9.77 | 1.6 | |
| Sлн | МВА | 9.24 | 44.4 | 15.56 | 32.5 | 4.3 | |
| Uномжел | кВ | 58.30(110) | 116.82(110) | 72.78(110) | 103.6(110) | 39.57(110) | |
| Ілн | А | 24.25 | 116.5 | 40.83 | 85.30 | 11.28 | |
| n x Fэк | мм2 | 2х70 | 2х120 | 2х70 | 2х95 | 2х70 | |
| Igоn | А | 1х265 | 3х390 | 2х265 | 2х330 | 2х265 | |
| РлА1+jQл А1 | МВА | 9+j2.08 | 42+j14.42 | 15+j4.15 | 31+j9.77 | 4+j1.16 | |
| ІлА1 | А | 48.50 | 81.6 | 170.6 | 22.6 | ||
| n x F | мм2 | 2х70 | 2х120 | 2х70 | 2х95 | 2х70 | |
| r0 | Ом/км | 0.428 | 0.249 | 0.428 | 0.306 | 0.428 | |
| x0 | Ом/км | 0.444 | 0.427 | 0.444 | 0.434 | 0.444 | |
| r | Ом | 6.42 | 4.48 | 4.8 | 6.2 | 7.71 | |
| x | Ом | 6.66 | 7.69 | 4.96 | 8.68 | ||
| ΔUлн | % | 0.6 | 2.47 | 0.76 | 2.26 | 0.36 | |
| ΔUmaxн | % | 3.07 | |||||
| ΔUлА1 | % | 1.18 | 4.95 | 1.52 | 4.54 | 0.72 | |
| ΔUАmax | % | 6.13 |
Варіант ІІ. Кільцева схема
Визначаю потоки потужності:
SЦ1=47.9+j15.92 (МВА).
Знаходимо потоки потужності в інших лініях за умовою балансу потужностей у вузлах.
Вузол 3 є точкою потокорозподілу реактивної потужності.
Перевірка розрахунку потокорозподілу.
SЦ5=30.1+j9.87.
При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень. Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.
Визначаю повну потужність, передану по ПЛ за формулою 1.14:
Визначаю струми у ПЛ по формулі 1.16 :
| 
|
Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17 :
|
|
|
|
|
|
Вибираю провідниками дроти АС-150, АС-120, АС-120, АС-120, АС-150, АС-120.
Розрахунок потоків потужностей у післяаварійних режимах.
У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС1:
У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС5:
Максимальні струми ділянок мережі в після аварійних режимах:
 
|   
|
Знаходжу опори ліній:
| 
|
Знаходимо втрату напруги на ділянках мережі в нормальному й найбільш важкому після аварійному режимах:
| ||||||||||||
Результати розрахунків зведено до таблиці 1.3.
Таблиця 1.3 – Результати розрахунку режимів для кільцевої мережі В-ІІ
| ||||||||||||
| № п/п | Позн. | Од. вим. | Лінії | |||||||||
| ЦЖ-ПС1 | ПС1-ПС2 | ПС3-ПС2 | ПС4-ПС3 | ПС5-ПС4 | ЦЖ-ПС5 | |||||||
| l | км | 36.05 | 22.36 | 22.36 | 36.05 | 36.05 | ||||||
| Pлн | МВт | 47.9 | 14.9 | 5.9 | 9.1 | 25.1 | 29.1 | |||||
| Qлн | Мвар | 15.92 | 3.55 | 1.45 | 2.7 | 8.3 | 9.3 | |||||
| Sлн | МВА | 50.4 | 15.31 | 6.07 | 9.5 | 26.43 | 30.54 | |||||
| Uном | кВ | 123.15 (110) | 73.7 (110) | 47.4 (110) | 58.03 (110) | 93.8 (110) | (110) | |||||
| Iлн | А | 80.35 | 31.86 | 138.7 | 160.29 | |||||||
| n x Fэк | мм2 | 1х185 | 1х120 | 1х120 | 1x120 | 1х120 | 1х150 | |||||
| Igоn | А | 1х520 | 1х390 | 1х390 | 1,390 | 1х450 | 1х450 | |||||
| РлА1+jQл А1 | МВА | 33+j12.35 | 42+j14.45 | 57+j18.60 | 73+j24.2 | 77+j25.8 | ||||||
| РлА2+jQл А2 | МВА | 77+j25.82 | 44+j13.47 | 35+j11.37 | 20+j17.22 | 4+j1.6 | ||||||
| IлА1 | А | 184.96 | 232.9 | 314.9 | 404.15 | 426.2 | ||||||
| IлА2 | А | 426.2 | 241.4 | 193.1 | 105.8 | 22.56 | ||||||
| n x F | мм2 | 1х185 | 1х120 | 1х120 | 1x120 | 1х120 | 1х150 | |||||
| r0 | Ом/км | 0.162 | 0,249 | 0,249 | 0,249 | 0,249 | 0.198 | |||||
| X0 | Ом/км | 0.413 | 0,427 | 0,427 | 0,427 | 0,427 | 0.42 | |||||
| rл | Ом | 5.84 | 7.47 | 5.57 | 5.57 | 8.98 | 7.14 | |||||
| Хл | Ом | 14,9 | 12.81 | 9.55 | 9.55 | 15.4 | 15.14 | |||||
| ΔUлн | % | 9.23 | 12.81 | 13.49 | 9.55 | 9.39 | 8.26 | |||||
| ΔUmaxн | % | 1.67 | ||||||||||
| ΔUлА1 | % | 3.35 | 4.39 | 3.97 | 4.49 | 4.3 | ||||||
| ΔUлА2 | % | 4.8 | 2.13 | 4.53 | 2.34 | 0.95 | ||||||
| ΔUА1max | % | 26.77 | ||||||||||
| ΔUА2max | % | 15.51 | ||||||||||
Варіант ІІ – не можна технічно реалізувати.
Варіант ІІІ. Схема складно замкнута.
Розрахунок потокорозподілу проводжу методом еквівалентування мережі.
Розношу навантаження ПС3 до границь эквівалентованих мереж:
Знаходимо еквівалентну довжину ліній lЦ123 та lЦ543:
;
Знаходимо еквівалентну довжину ліній l’екв та lЦ3:
;
Знаходимо потужність лінії ЦЖ-ПС3:
;
Визначення еквівалентних і дійсних перетоків потужності.
;
;
Вузол 3 є точкою потокорозподілу;
Повна потужність ліній:
Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.
Знаходимо робочі струми:
| |
Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17 :
|
|
|
|
|
|
Провідниками вибираю відповідно дроти АС-185; АС-120; АС120; АС-120; АС-120; АС-120; АС-120.
Після аварійний режим А1. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС1.
Вузол 4 є точкою потокорозподілу.
Післяаварийний режим А2. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС5.
Вузол 2 є точкою потокорозподілу.
Післяаварійний режим А3. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС3. Потокоросподіл як у кільцевій мережі.
Знаходимо опори проводів ПЛ:
| 
|
Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких після аварійних режимах:
Результати розрахунку потокорозподілу занесені в таблицю 1.4.
Таблиця 1.4 – Результати попереднього розрахунку сталих режимів для складнозамкненої мережі. Варіант ІІІ.
| Позн. | Од. вим. | Лінії | |||||||
| ЦЖ- ПС1 | ПС1- ПС2 | ПС3- ПС2 | ЦЖ- ПС3 | ПС4- ПС3 | ПС5- ПС4 | ЦЖ- ПС5 | |||
| l | км | 36.05 | 22.36 | 60.83 | 22.36 | 36.05 | 36.05 | ||
| Pлн | МВт | 35.7 | 2.7 | -0.631 | 20.15 | 11.46 | 3.54 | 7.54 | |
| Qлн | Мвар | 12.44 | 0.1 | -1.98 | 6.4 | 4.23 | 0.08 | 1.68 | |
| Sлн | МВА | 37.8 | 2.7 | 6.61 | 21.14 | 4.47 | 4.75 | 9.05 | |
| Uном | кВ | 109.28 (110) | 33.3 (110) | 48.9 (110) | 86.7 (110) | 4.15 (110) | 42.10 (110) | 57.1 (110) | |
| Iлн | А | 198.42 | 14.17 | 34.7 | 105.7 | 23.46 | 47.5 | ||
| n x Fэк | мм2 | 1х185 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | |
| Igоn | А | ||||||||
| РлА1+jQл А1 | МВА | 33+ j12.34 | 42+j1414.44 | 59.48+ j19.94 | 2.48+ j1.35 | -13.52-j4.27 | 17.52+ j5.862 | ||
| РлА2+jQл А2 | МВА | 36.17 +j12.23 | -3.17 +j0.11 | 5.83 +j2.21 | 40.83+ j13.58 | 20+ j7.22 | 4+ j1.6 | ||
| РлА3+jQл А3 | МВА | 47.9+ j15.92 | 14.+ J3.55 | 5.9+ j1.45 | -9.1- j2.7 | 25.1+ J8.3 | 29.1+ J9.3 | ||
| IлА1 | А | 184.93 | 233.12 | 329.3 | 14.8 | 74.42 | |||
| IлА2 | А | 200.4 | 16.6 | 32.7 | 225.9 | 111.6 | 22.6 | ||
| IлА3 | А | 426.2 | 241.4 | 193.1 | 105.8 | 22.56 | |||
| n x F | мм2 | 1х185 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | 1х120 | |
| r0 | Ом / км | 0.162 | 0.249 | 0.249 | 0.249 | 0.249 | 0.249 | 0.249 | |
| x0 | Ом / км | 0.413 | 0.427 | 0.427 | 0.427 | 0.427 | 0.427 | 0.427 | |
| r | Ом | 5.84 | 7.47 | 5.57 | 15.2 | 5.57 | |||
| x | Ом | 14.9 | 12.81 | 9.55 | 9.55 | 15.4 | 15.4 | ||
| ΔUлн | % | 3.25 | 0.176 | 0.446 | 0.86 | 0.514 | 1.02 | ||
| ΔUmaxн | % | 4.86 | |||||||
| ΔUлА1 | % | 3.34 | 11.76 | ||||||
| ΔUmaxА1 | % | 11.76 | |||||||
| ΔU л A2 | % | 8.05 | 0.5 | ||||||
| ΔUА2max | % | 8.05 | |||||||
| ΔUлА3 | % | 4.26 | 1.3 | 0,38 | 0.632 | 2.92 | 3.39 | ||
| ΔU А3max | % | 6.94 |
Перевантажених ліній немає, сумарні втрати напруги не перевищують припустимих значень у нормальному й після аварійному режимах.
Висновок: ІІІ варіант є технічно реалізованим.
ІV Варіант. Схема, що містить кільцеву й магістральну мережі.
Визначаю потужність на головній ділянці кільцевої мережі й у відгалуженнях:
Вузол 4 є точкою потокорозподілу.
Перевірка розрахунку потокорозподілу:
При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень.
Магістральна лінія не потребує розрахунку, тому що розраховано в І варіанті й повністю йому відповідає.
| 
|
Знаходимо бажану номінальну напругу для ділянок схеми.
Вибираю номінальну напругу мережі 110 кв.
Знаходжу струми у лініях:
|
|
Розрахунок робочих струмів.
Вибираю проводи відповідно АС-120, АС-70, АС-70, АС-120.
Розрахунок після аварійних режимів.
Післяаварійний режим А1. Відключено лінію ЦЖ-ПС5.
Післяаварійний режим А2. Відключено Лінію ЦЖ-ПС3.
Знаходжу опори ліній:
| 
|
Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких післяаварійних режимах:
Результати розрахунку по варіанту ІV занесені в таблицю 1.5
Таблиця 1.5 – Результати розрахунку по варіанту ІV
| № п/п | Позн. | Од. вим. | Лінії | ||||||
| ЦЖ-ПС1 | ПС1-ПС2 | ЦЖ-ПС3 | ПС4-ПС3 | ПС5-ПС4 | ЦЖ-ПС5 | ||||
| l | км | 36.05 | 60.83 | 22.36 | 36.05 | 36.05 | |||
| Pлн | МВт | 17.48 | 2.48 | 13.52 | 17.52 | ||||
| Qлн | Мвар | 14.42 | 2.08 | 5.5 | 1.35 | 4.27 | 5.87 | ||
| Sлн | МВА | 44.4 | 9.24 | 18.92 | 2.82 | 14.18 | 18.48 | ||
| Uномжел | кВ | 116.82 (110) | 58.30 (110) | 81.3 (110) | 31.15 (110) | 70.92 (110) | (110) | ||
| Iлн | А | 116.5 | 24.25 | 96.16 | 14.80 | 74.4 | |||
| n x Fэк | мм2 | 2х120 | 2х70 | 1х70 | 1х70 | 1х70 | 1х120 | ||
| Igоn | А | ||||||||
| РлА1+jQлА1 | МВА | 42+ j14.42 | 9+ J2.08 | 35+ j11.37 | 20+ J7.22 | 4+ J1.6 | |||
| РлА2+jQл А2 | МВА | 42+ j14.42 | 9+ J2.08 | 15+ J4.15 | 31+ j9.77 | 35+ j11.37 | |||
| IлА1 | А | 48.50 | 193.17 | 111.6 | 22.62 | ||||
| IлА2 | А | 48.50 | 81.6 | 170.6 | 193.1 | ||||
| n x F | мм2 | 2х120 | 2х70 | 1х120 | 1х70 | 1х120 | 1х150 | ||
| r0 | Ом/ км | 0,249 | 0,428 | 0.249 | 0.428 | 0.249 | 0,198 | ||
| x0 | Ом | 0,427 | 0,444 | 0.427 | 0.444 | 0,427 | 0,42 | ||
| r | Ом | 8.97 | 12.84 | 15.15 | 9.57 | 15.43 | 8.98 | ||
| x | Ом | 15.39 | 13.32 | 25.98 | 9.93 | 15.4 | |||
| ΔUлн | % | 2.47 | 0.60 | 0.033 | 0.003 | 0.022 | 0.020 | ||
| ΔUmaxн | % | 3.07 | 0.036 | ||||||
| ΔUлА1 | % | 4.95 | 1.18 | 0.068 | 0.021 | ||||
| ΔUлА2 | % | 0.015 | 0.052 | 0.040 | |||||
| ΔUА1max | % | 6.13 | 0.096 | ||||||
| ΔUА2max | % | 0.107 | |||||||
Схему по ІV варіанту можна технічно реалізувати.