Проектирование электрической сети.

Введение

    Проектирование электрической сети, включая разработку конфигурации сети и схемы подстанции, является одной из основных задач развития энергетических систем, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей. Качественное проектирование является основой надёжного и экономичного функционирования электроэнергетической системы.

    Задача проектирования электрической сети относится к классу оптимизационных задач, однако не может быть строго решена оптимизационными методами в связи с большой сложностью задачи, обусловленной многокритериальностью, многопараметричностью и динамическим характером задачи, дискретностью и частичной неопределенностью исходных параметров.

    В этих условиях проектирование электрической сети сводится к разработке конечного числа рациональных вариантов развития электрической сети, обеспечивающих надёжное и качественное электроснабжение потребителей электроэнергией в нормальных и послеаварийных режимах. Выбор наиболее рационального варианта производится по экономическому критерию. При этом все варианты предварительно доводятся до одного уровня качества и надёжности электроснабжения. Экологический, социальный и другие критерии при проектировании сети учитываются в виде ограничений.

 

 

Проектирование электрической сети.

1. Разработка вариантов сети.

    На стадии выбора конкурентно способных вариантов развития электрической сети решаются две основные задачи – определение рационального класса напряжения сети и выбор конфигурации сети.

    Определение рационального класса напряжения зависит от района, в котором ведётся проектирование, мощности присоединяемых узлов и их удалённости от источников электроэнергии.

На практике обычно учитывают следующие основные требования:

– целесообразно выделить подстанции, потребители которых требуют 100% резерва по сети и рассмотреть пути выполнения этого требования;

– замкнутой сетью целесообразно связывать потребители примерно одинаковой мощности;

– по возможности необходимо исключить потоки мощности к источнику питания;

– не следует допускать малонагруженных линий в замкнутых сетях;

– надо стремиться к передаче электроэнергии потребителям по кратчайшему пути.

Исходя из этого, предлагаем 4 варианта сетей.

Рисунок 1.1: по заданию на оси координат чертим наши точки.

 

 

Рис. 1.1

Рис. 1.2

Рис. 1.3

Рис. 1.4

Рис. 1.5

    По соображениям надежности и экономичности для расчетов выбираем 1 (рис. 1.2) и 2 (рис. 1.3) варианты электрической сети.

    Проводим расчет для первого варианта.

Рассчитаем длины участков А-П₁, П₁-П₄, В-П₄, А-П₂, В-П₃, П₂-П₃.

Используем теорему Пифагора, применяем масштабный коэффициент ( в 1 см – 5 км) получаем:

Протяженность всех выбранных линий принимаем на 15-20% больше воздушной прямой. Получаем:

    Проводим расчет для второго варианта:

Рассчитаем длины участков А-П₁, П₁-П₄, П_В-П₄, А-П₂, В-П₃,

Протяженность всех выбранных линий принимаем на 15-20% больше воздушной прямой. Получаем:

Баланс мощностей.

Вариант 1.

    Сеть имеет кольцевую схему. Разрежем ее по источникам питания А и В. В результате получим две расчетные типовые схемы: замкнутые одинарные сети, опирающиеся на два ЦП (рис. 2.1).

Рис. 2.1

Поскольку мы находимся на первой стадии проектирования, сечения проводов всех участков принимаем одинаковыми. Расчет мощностей участков производим по формуле (4.2) , используя вместо сопротивлений участков их длины.

Рассчитаем мощности участков А-П₁, В-П₄, А-П₂, В-П₃.

Осуществляем проверку баланса мощностей для схемы а:

 - равенство верно.

 

для схемы б:

 - равенство верно.

Из условия баланса мощностей находим мощность участков 1-4:

и 2-3:

Знак минус перед мощностями участка 2-3 обозначает, что мощности направлены не от ЦП А, а от ЦП В, и таким образом узел 2 является точкой потокораздела по мощностям. Точкой потокораздела на участке 1-4 является узел 4, т.е. в этой точке мощность, подтекающая с двух сторон, потребляется полностью. Потоки активных мощностей распределяются следующим образом:

рис. 2.2

 

Вариант 2.

Сеть имеет радиальную схему. Разрежем ее по источникам питания А и В. В результате получим три расчетные типовые схемы: одну замкнутую одинарную сеть, опирающуюся на два ЦП и две двухцепные сети.

 

Рис.2.3

Рассчитаем мощности участков А-П₁, В-П₃, А-П₂, В-П₃:

Осуществляем проверку баланса мощностей для схемы а:

 – равенство верно;

для схемы б:

 – равенство верно;

для схемы в:

 – равенство верно.

Из условия баланса мощностей находим мощность участка 2-4:

Точкой потокораздела на участке 1-3 является узел 4, т.е. в этой точке мощность, подтекающая с двух сторон потребляется полностью.

Потоки активных мощностей распределятся (рис. 2.4)

рис. 2.4