Число часов использования максимальной нагрузки 4200 час.
1.1 Выбор рациональной схемы сети
Подготовлены 6 вариантов распределения электрических сетей.
Рис. 2 — Варианты распределительных сетей
1.2 Определение суммарной длины линий
Путем измерения по предложенной схеме определим расстояния между объектами.
L (А-3) = 30 км;
- L (А-1) = 53 км;
- L (А-5) = 55 км;
- L (А-2) = 60 км;
- L (А-4) = 30 км;
- L (2-4) = 33 км;
- L (2-5) = 24 км;
- L (5-1) = 35 км;
- L (5-4) = 35 км;
- L (5-3) = 50 км;
- L (1-3) = 30 км.
Общая протяженность сетей каждого варианта:
L = (А — 3) Ч 2 + (А — 1) Ч 2 + (А — 5) Ч 2 + (А — 2) Ч 2 + (А — 4) Ч 2 = 30 Ч 2 + 53 Ч 2 + 55 Ч 2 + 60 Ч 2 + 30 Ч 2 = 60 + 106 + 110 + 120 + 60 = 456 км
L = (А — 3) Ч 2 + (А — 1) Ч 2 + (1 — 5) + (5 — А) + (А — 4) Ч 2 + (4 — 2) Ч 2 = 30 Ч 2 + 53 Ч 2 + 35 + 55 + 30 Ч 2 + 33 Ч 2 = 60 + 106 + 90 + 60 + 66 = 382 км
L = (А — 3) Ч 2 + (3 — 1 — 5) + (А — 4) Ч 2 + (4 — 2) Ч 2 = 30 Ч 2 + (30 + 35 + 50) + 30 Ч 2 + 33 Ч 2 = 60 + 115 + 60 + 66 = 301 км
L = (А — 3 — 1) + (А — 4) Ч 2 + (4 — 5 — 2) = (55 + 30 + 30) + 30 Ч 2 + (33 + 24 + 35) = 115 + 60 + 92 = 267 км
L = (А — 5) Ч 2 + (5 — 3 — 1) + (5 — 4 — 2) = 55 Ч 2 + (23 + 33 + 35) + (35 + 30 + 50) = 110 + 206 = 316 км
L = (2 — 5) Ч 2 + (5 — 1) Ч 2 + (А — 5) Ч 2 + (А — 3) Ч 2 + (А — 4) Ч 2 = 24 Ч 2 + 35 Ч 2 + 55 Ч 2 + 30 Ч 2 + 30 Ч 2 = 48 + 70 + 110 + 120 = 348 км
2.1 Выбор номинального напряжения для I варианта
Рис. 3 — Электрическая сеть промышленного района, вариант I
Для кольцевой цепи 3 — 5 — 1 — 3:
Рис. 4 — Кольцевая цепь 3 — 5 — 1 — 3
Тогда напряжение:
Для кольцевой цепи 3 — 5 — 1 — 3 по полученным результатам расчета экономически целесообразного номинального напряжения выбираем напряжение 110 кВ.
Электрические сети и системы
... | Опыт эксплуатации электрических сетей показывает, что при прочих равных условиях предпочтительней вариант с более высоким номинальным напряжением, как более ... в таблицу 2.1. Таблица 2.1. Выбор питающих напряжений для рассматриваемых вариантов. | | | | | | | | | | | | | | |Вариант |Участок |Мощность на|Напряжение, |Выбранное |Длина | | |сети |одну цепь, |кВ |напряжение, |линии, км| | | ...
Для радиальной цепи 3 — А — 4 — 2:
Рис. 5 — Радиальная цепь 3 — А — 4 — 2
- по одной линии
- по одной линии
- по одной линии
Тогда напряжение:
Для радиальной цепи 3 — А — 4 — 2 по полученным результатам расчета экономически целесообразного напряжения выбираем напряжение 110 кВ.
2.2 Выбор номинального напряжения для II варианта
Рис. 6 — Электрическая сеть промышленного района ,вариант II
Для кольцевой цепи А — 1 — 3 — А:
Рис. 7 — Кольцевая цепь А — 1 — 3 — А
Тогда напряжение:
Для кольцевой цепи А — 1 — 3 — А по полученным результатам расчета экономически целесообразного номинального напряжения выбираем напряжение 110 кВ. Раскладываем кольцевую цепь на цепь с двумя источниками питания 4 — 2 — 5 — 4:
Рис. 8 — Кольцевая цепь 4 — 2 — 5 — 4:
электрический сеть провод компенсирующий
Для кольцевой цепи 4 — 2 — 5 — 4 по полученным результатам расчета экономически целесообразного номинального напряжения выбираем напряжение 110 кВ.
Тогда напряжение:
Для радиальной цепи А — 4:
Рис. 9 — Радиальная цепь А — 4
- по одной линии
Тогда напряжение:
Для радиальной цепи А — 4 по полученным результатам расчета экономически целесообразного напряжения выбираем напряжение 110 кВ.
Таблица 2 — Выбор конденсаторных батарей для компенсирующих устройств
|
№ узла |
Число КУ |
Тип КУ |
Q б, i , МВAр |
Q б i — Q ki , МВAр |
|
|
1 |
4 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 3150 УЗ |
4Ч3,15+2Ч1,35=15,3 |
0,6 |
|
|
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 1350 УЗ |
||||
|
2 |
4 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 900 УЗ |
4Ч0,9+2Ч2,7=9 |
— 0,5 |
|
|
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 2700 УЗ |
||||
|
3 |
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 2700 УЗ |
2Ч2,7+2Ч1,8=9 |
— 0,45 |
|
|
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 1800 УЗ |
||||
|
4 |
4 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 2250 УЗ |
4Ч2,25+2Ч0,45=9,9 |
— 0,35 |
|
|
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 450 УЗ |
||||
|
5 |
4 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 2700 УЗ |
4Ч2,7+2Ч0,45=11,7 |
— 0,04 |
|
|
2 |
УКЛ(П)56 — 10,5 — 450 УЗ |
||||
Находим реактивную мощность, потребляемую в узлах из системы с учетом компенсирующих устройств:
Находим полную мощность с учетом компенсирующих устройств:
5.1 Расчет сечения проводов для варианта I
Выбор мощности S i для I варианта:
Рис. 10 — Вариант I
Для кольцевой цепи 3 — 5 — 1 — 3:
Рис. 11 — Кольцевая цепь 3 — 5 — 1 — 3
Для радиальной цепи 3 — А — 4 — 2:
Рис. 12 — Радиальная цепь 3 — А — 4 — 2
- по одной линии
- по одной линии
- по одной линии
Соответствующие токи:
Полученные данные сводим в таблицу. Сечение проводов ВЛ 110 кВ выбираются в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду [3, с. 12].
При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться климатические условия — ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.
Определение расчетных условий по ветру и гололеду согласно ПУЭ должно производиться на основании соответствующих карт климатического районирования территории РФ с уточнением при необходимости их параметров в сторону увеличения или уменьшения по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов за скоростью ветра, массой, размерами и видом гололедно-изморозевых отложений. В малоизученных районах для этой цели могут организовываться специальные обследования и наблюдения (п.2.5.38 ПУЭ: Глава 2.5. Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ) [4].
Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны и радиопомех при напряжении 110 кВ должен быть не менее 11,4 мм (АС 70/11), при напряжении 220 кВ 21,6 мм (АС 240/32) или 24,0 мм (АС 300/39).
Таблица 3 — Сечения проводников электрической сети варианта I
|
Линия |
3 — 5 |
5 — 1 |
1 — 3 |
А — 3 |
А — 4 |
4 — 2 |
|
|
Si, МВА |
22,8 |
0,9 |
42,5 |
40,77 |
21,42 |
8,94 |
|
|
Ip,i , А |
125,6 |
5 |
234 |
112,3 |
59 |
24,6 |
|
|
Провод |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
|
Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой длительной нагрузке по нагреву [3, с. 16]: I P.H ? IДОП .
Рассмотрим аварийный режим: обрыв одной линии:
- для одноцепной линии
- для двухцепной линии
Рассмотрим на примере, а остальные расчеты сведем в таблицу:
Таблица 4 — Сечение провода по допустимой токовой длительной нагрузке по варианту I
|
Линия |
3 — 5 |
5 — 1 |
1 — 3 |
А — 3 |
А — 4 |
4 — 2 |
|
|
Sав, МВА |
61,82 |
59,62 |
19,71 |
81,53 |
46,9 |
17,88 |
|
|
Провод |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 120 |
|
|
IP.H ,А |
340,7 |
328,6 |
108,6 |
224,7 |
129,23 |
49,3 |
|
|
Iдоп, А |
375 |
375 |
375 |
375 |
375 |
375 |
|
5.2 Расчет сечения проводов для варианта II
Выбор мощности Si для варианта II:
Рис. 13 — Электрическая сеть промышленного района, вариант II
Для кольцевой цепи А — 1 -3 — А:
Рис. 14 — Кольцевая цепь А — 1 — 3 — А
Для кольцевой цепи 4 — 2 — 5 — 4:
Рис. 15 — Кольцевая цепь 4 — 2 — 5 — 4:
Для радиальной цепи А — 6.
Рис. 16 — Радиальная цепь А — 6
- по одной линии
Полученные данные сводим в таблицу:
Таблица 5 — Сечения проводников электрической сети варианта II
|
Линия |
А — 1 |
1 — 3 |
3 — А |
А — 4 |
4 — 2 |
2 — 5 |
5 — 4 |
|
|
Si, МВА |
26 |
15,1 |
37,7 |
32,4 |
18,9 |
15,12 |
20,9 |
|
|
Ip,i , А |
143,3 |
83,22 |
207,77 |
89,3 |
52,1 |
41,66 |
115,2 |
|
|
Провод |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 185 |
АС — 120 |
АС — 150 |
АС — 120 |
АС — 120 |
|
Сечение проводов ВЛ 110 кВ выбираются в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду. Выбранные проводники представлены в таблице:
Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой нагрузке по нагреву: I P.H ? IДОП . Рассмотрим аварийный режим: обрыв одной линии:
- для одно цепной линии
- для двух цепной линии
Рассмотрим на примере, а остальные расчеты сведем в таблицу:
Таблица 6 — Сечение провода по допустимой токовой длительной нагрузке по варианту II
|
Линия |
А — 1 |
1 — 3 |
3 — А |
А — 4 |
4 — 2 |
2 — 5 |
5 — 4 |
|
|
Sав, МВА |
60 |
19,71 |
60 |
64,8 |
39,8 |
17,88 |
39,8 |
|
|
Провод |
АС — 120 |
АС — 120 |
АС — 185 |
АС — 120 |
АС — 150 |
АС — 120 |
АС — 120 |
|
|
IP.H ,А |
330,66 |
108,62 |
330,66 |
178,56 |
219,34 |
98,54 |
219,34 |
|
|
Iдоп, А |
375 |
375 |
510 |
375 |
450 |
375 |
375 |
|
Таблица 7 — Выбор трансформаторов
|
№ ПС |
Si , МВА |
Кол — во |
Тип трансформатора |
|
|
2 |
17,88 |
2 |
ТРДН — 40000/110 |
|
|
5 |
21,91 |
2 |
ТРДН — 40000/110 |
|
|
4 |
24,96 |
2 |
ТРДН — 40000/110 |
|
|
1 |
31,91 |
2 |
ТРДН — 40000/110 |
|
|
3 |
19,71 |
2 |
ТРДН — 40000/110 |
|
Таблица 8 — Технические данные трансформаторов
|
Тип |
Sном, МВА |
Uном, кВ |
Uк, % |
ДPк, кВт |
ДPх, кВт |
Iх, % |
Rт, Ом |
Хт, Ом |
ДQх, кВар |
||
|
ВН |
НН |
||||||||||
|
ТРДН — 40000/110 |
40 |
115 |
6,3; 10,5 |
10,5 |
172 |
36 |
0,65 |
1,4 |
34,7 |
260 |
|
На каждой ПС выбираем по 2 трансформатора, это связано с тем, что Р нагр больше 10 МВт.
7.1 Применение схем распределительных устройств (РУ) на стороне ВН
Для I варианта.
Для подстанций ПС 1, и ПС 5 выбираем схемы «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий».
Рис. 13 — Схема распределительных устройств подстанций ПС 1 и ПС 5
Для ПС 2 и ПС 4 выбирают схемы «два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий».
Рис. 14 — Схема распределительных устройств подстанций ПС 2 и ПС 4
Для центра питания А и ПС 3 выбирают схему «одна рабочая секционированная выключателем система шин».
Рис. 15 — Схема распределительных устройств для центра питания А и ПС 3
Для II варианта.
Выбираем «мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий».
7.2 Применение схем РУ 10 (6) кВ
Для I варианта и II варианта.
Применяют схемы — «две одиночные секционированные выключателями системы шин», так как на всех этих подстанциях установлены два трансформатора с расщепленной обмоткой НН.
1. Практические задачи электрических сетей: учебное пособие /С. С. Ананичева, М. А. Калинкина. — Екатеринбург: УрФУ, 2012. — 112 с.
2. Конденсаторные установки высокого напряжения нерегулируемые, стандартной комплектации, для эксплуатации внутри помещения (У3) //ОАО «СКЗ КВАР» URL:http://kvar.su/kondensatornye-ustanovki-vysokogo-n/ (дата обращения 22.0914)
3. Ананичева С.С., Мызин А.Л., Шелюг С.Н. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования : Учебное электронное текстовое издание. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. — 52 с.
4. Правила устройства электроустановок: Седьмое издание /Информационное агентство «Elec.ru» URL:http://www.elec.ru/library/ (дата обращения 22.0914).
5. Справочник по проектированию электрических сетей /под ред. Д. Л. Файбисовича. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. :ЭНАС, 2012. — 376 с.
