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 = 10 + j1.9 (MBA);

Sц1 = S12 + S2 = (33 + j 12.37) + (10 + j1.9) = 43 + j14.27 (МВА);

S43 = S3 = 12 + j3.94 (МВА);

S54 = S43 + S4 = (18 + j5.21) + (12 + j3.94) = 30 + j9.15 (MBA);

Sц5 =S54+ S5 = (30+j9.15)+(16 + j4.66)=46+j13.81 (МВА).

 

Повну потужність по лініях знаходжу по формулі:

 

(1.14)

 

Визначаю номінальну напругу для ділянок мережі:

(1.15)

1-2
Ц-1
4-3
5-4
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 26.72 = 22.44 (А);

Ipц1 = 1.05 х 0.8 х 118.9 = 99.9 (А);

Ip43 = 1.05 х 0.8 х 33.15 = 27.85 (А);

Ip54 = 1.05 х 0.8 х 82.3 = 69.13 (А);

IpЦ5 = 1.05 х 0.8 х 126 = 105.84 (А).

 

Вибираю провідником дроти відповідно: АС-70; АС-120; АС-70; АС-95; АС-120.

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 ПС5-ПС4 ЦЖ-ПС5
l км 22.36 22.36 22.36
Pлн МВт
Qлн Мвар 1.9 14.27 3.94 9.15 13.81
Sлн МВА 22,76 28,64 44,58 36,67 48.03
Uномжел кВ 61.24(110) 116.64(110) 65.84(110) 92.3(110) 112.26(110)
Ілн А 26.72 118.9 33.15 82.3
n x Fэк мм2 2х70 2х120 2х70 2х95 2х120
Igоn А 1х265 3х390 2х265 2х330 2х390
РлА1+jQл А1 МВА 10+j1.9 43+j14.27 12+j3.94 30+j9.15 46+j13.81
ІлА1 А 53.43 237.82 66.29 164.6 252.01
n x F мм2 2х70 2х120 2х70 2х95 2х120
r0 Ом/км 0.428 0.249 0.428 0.306 0.249
x0 Ом/км 0.444 0.427 0.444 0.434 0.427
r Ом 6.42 2.79 4.79 5.5 2.49
x Ом 6.66 4.77 4.96 7.81 4.27
ΔUлн % 0.64 1.55 0.64 1.95 1.43
ΔUmaxн %     4.02    
ΔUлА1 % 1.27 3.11 1.27 3.91 8.32
ΔUАmax %     13.5    

 

Варіант ІІ. Кільцева схема

Визначаю потоки потужності:

 

SЦ1=47.02+j12.81 (МВА).

 

Знаходимо потоки потужності в інших лініях за умовою балансу потужностей у вузлах.

 

 

Вузол 2 є точкою потокорозподілу реактивної потужності.

 

 

Вузол 3 є точкою потокорозподілу активної потужності.

 

 

Перевірка розрахунку потокорозподілу.

 

SЦ5=41.97+j12.51.

 

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-185, АС-120, АС-120, АС-120, АС-150, АС-185.

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 22.36 31.6 22.36 22.36  
  Pлн МВт 47.02 14.02 -4.02 7.98 28.47 41.98  
  Qлн МВАр 12.81 0.44 1.46 5.4 10.61 15.27  
  Sлн МВА 48.73 14.03 4.28 9.4 30.38 44.07  
  Uном кВ 115.06 (110) 71.61 (110) 39.6 (110) 54.58 (110) 91.83 (110) 108.75 (110)  
  Iлн А 255.77 73.59 22.46 50.6 159.45 234.46  
  n x Fэк мм2 1х185 1х120 1х120 1x120 1х150 1х185  
  Igоn А 1х520 1х390 1х390 1,390 1х450 1х520  
  РлА1+jQл А1 МВА   33+j12.37 43+j14.27 55+j18.21 73+j23.42 89+j28.08  
  РлА2+jQл А2 МВА 89+j28.08 56+j15.71 46+j13.81 34+j9.87 16+j4.66    
  IлА1 А   184.96 237.82 304.1 402.36 489.8  
  IлА2 А 489.8 305.26 252.1 185.8 87.44    
  n x F мм2 1х185 1х120 1х120 1x120 1х150 1х185  
  r0 Ом/км 0.162 0,249 0,249 0,249 0,198 0.162  
  X0 Ом/км 0.413 0,427 0,427 0,427 0,42 0.413  
  rл Ом 3.62 7.47 7.87 5.57 4.43 3.24  
  Хл Ом 14,1 22,72 10,25 10,33 13,86 13,66  
  ΔUлн % 9.23 12.81 13.49 9.55 9.39 8.26  
  ΔUmaxн % 1.33  
  ΔUлА1 %   3.35 4.39 3.97 4.49 4.3  
  ΔUлА2 % 4.8 2.13 4.53 2.34 0.95    
  ΔUА1max % 20.5  
  ΔUА2max % 17.74  
       
                         

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-150; 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 22.36 31.6 44.72 22.36 22.36
Pлн МВт 9.03 -0.97 24.37 13.34 4.66 20.66
Qлн Мвар 13.92 1.55 -0.35 7.39 3.8 1.41 6.07
Sлн МВА 44.25 9.16 1.03 25.47 13.87 4.87 21.53
Uном кВ 110.5 (110) 58.37 (110) 19.64 (110) 93.75 (110) 69.04 (110) 42.3 (110) 82.76 (110)
Iлн А 232.25 48.08 5.4 133.68 72.8 25.56
n x Fэк мм2 1х185 1х120 1х120 1х150 1х120 1х120 1х120
Igоn А
РлА1+jQл А1 МВА   33+ j12.27   59.99+ j19.47      
РлА2+jQл А2 МВА       51.63+ j15.06   16+ j4.66  
РлА3+jQл А3 МВА 47.02+ j12.81 14.02+ j0.44 4.02+ j1.46   7.98+ j5.4 28.47+ j10.61 41.98+ j15.21
IлА1 А   184.96 236.19 27.03 71.38 158.82
IлА2 А 207.69 23.2 30.28 282.27 185.8 87.44  
IлА3 А 255.77 73.59 22.46   50.6 159.45 234.46
n x F мм2 1х185 1х120 1х120 1х150 1х120 1х120 1х150
r0 Ом / км 0.162 0.249 0.249 0.198 0.249 0.249 0.249
x0 Ом / км 0.413 0.427 0.427 0.42 0.427 0.427 0.427
r Ом 3.62 7.47 7.87 8.85 5.57 5.57 4.98
x Ом 9.23 12.81 13.49 18.78 9.55 9.55 8.54
ΔUлн % 2.32 0.72 0.1 2.93 0.91 0.33 1.28
ΔUmaxн % 3.84
ΔUлА1 %   3.35   7.52      
ΔUmaxА1 % 7.52
ΔU л A2 %       6.11   1.1  
ΔUА2max % 6.11
ΔUлА3 % 2.38 0.91 0,42   0.79 2.15 2.81
ΔU А3max % 5.75

 

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-120, АС-150.

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 22.36 44.72 22.36 22.36
Pлн МВт 16.99 4.99 13.01 29.01
Qлн Мвар 14.27 1.9 5.2 1.26 3.95 8.61
Sлн МВА 45.31 10.18 17.77 5.15 13.6 30.26
Uномжел кВ 116.64 (110) 61.24 (110) 79.47 (110) 43.71 (110) 68.28 (110) 94.84 (110)
Iлн А 118.9 26.72 93.27 27.03 71.38 158.82
n x Fэк мм2 2х120 2х70 1х120 1х70 1х120 1х150
Igоn А
РлА1+jQлА1 МВА 43+ j14.27 10+ j1.9 46+ j13.81 34+ j9.87 16+ j4.66  
РлА2+jQл А2 МВА 43+ j14.27 10+ j1.9   12+ j3.94 30+ j9.15 46+ j13.81
IлА1 А 237.82 53.43 252.1 185.8 87.44  
IлА2 А       66.29 164.6 252.1
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 2.79 6.42 8.85 9.57 5.57 4.98
x Ом 4.77 6.66 18.78 9.93 9.55 8.54
ΔUлн % 1.55 0.64 2.5 0.5 0.91 1.8
ΔUmaxн % 2.19
ΔUлА1 % 3.11 1.27 5.5 3.5 3.5  
ΔUлА2 %       1.27 2.1 2.86
ΔUА1max % 4.38 10.1  
ΔUА2max %       6.23
                   

 

Схему по ІV варіанту можна технічно реалізувати.