Расчёт длин трасс и линий электропередач

 

Суммарная длина трасс:

,

 

где l_Ti - длина трассы любой линии (одно и двухцепной), км;

Суммарная длина линии с учётом числа цепей в линии:

 

 

где  - длина трассы одноцепной линии, км;  - длина трассы двухцепной линии, км.

Общее число выключателей при условии установки одного выключателя в начале линии n ^в =6 шт.

В дальнейшем усложняем схемы за счет выполнения сети в виде магистральной или магистрально-радиальной схемы. В этих схемах избегаем линий, в которых потоки мощности направлены обратно к источнику. Надо иметь в виду, что ответвления от линии производится глухим присоединением без коммутационных аппаратов. К каждой магистральной линии возможно присоединение не более трех приемных пунктов во избежание перегрузки головных участков магистрали.

Рассчитываем аналогичным образом для шести остальных схем соединений и полученные данные заносим в таблицу 3.

 

Таблица 3 - Расчет основных показателей для расчетных схем

Показатель	Номер варианта соединения
	1	2	3	4	5	6
nв, шт	6	5	4	4	5	4
, км218,7213,3188,3193,7207,1201,7
, км333,8328,4303,4327,6360,1354,5

 

По минимуму расхода оборудования и длины линий для дальнейшего рассмотрения оставляем 2 варианта соединения: третий и четвёртый.

Для каждого из оставшихся вариантов определяем потокораспределение мощностей по линиям, упрощенно, без учета потерь мощности в линиях схемы и трансформаторах.

Для выяснения, какому из номинальных напряжений (35, 110, 220 кВ) соответствует предложенный вариант схемы - сети проводим пробный расчет сечений проводов линий, причем наиболее загруженную линию при напряжении 35 кВ, а наименее загруженную - при 220 кВ. Если сечение линии на напряжении 35 кВ получится значительно больше рекомендованного (АС-35…АС-150), а для линии напряжением 220 кВ значительно меньше рекомендованного (АС-240…АС-400), то эти варианты на напряжениях 35 и 220 кВ в дальнейшем не рассматриваем.

Расчёты ведём по формулам

 

;

,

 

где S ^’ _j - полная мощность протекающая по одной линии в данном направлении или по одной цепи двухцепной линии, кВА; j _эк =1 А/мм² - экономическая плотность тока. Находится из таблиц ПУЭ.

Для схемы №3

 

 мм² >150мм²;

мм² <240 мм².

Для схемы №4

 

 мм² >150мм²;

мм² <240 мм².

Исходя из полученных результатов и поставленных условий можно сделать вывод, что линии на напряжение 35 кВ и 220 кВ в наших схемах соединения не подходят. Поэтому считаем на номинальное напряжение 110 кВ. Выбор сечений линий на напряжение 110 кВ проводим полностью. Рекомендованные сечения линий 110 кВ - это АС-70…АС-300. Если расчетное сечение < 70мм², то его увеличиваем до АС-70. Если же расчетное сечение > 300мм² - принимаем другое схемное решение, увеличиваем число цепей линии или отказываемся от предложенного варианта.

Сечение проводов линии:

 

где S ^’ _j - полная мощность, протекающая по одноцепной линии или по одной цепи двухцепной линии, МВА; U _н =110 кВ - номинальное напряжение сети; j _эк =1 А/мм² - экономическая плотность тока, А/мм². Находится из таблиц ПУЭ.

Рассчитываем сечения проводов для всех оставшихся вариантов и заносим результаты в таблицы. Сечение округляем до стандартного и выбираем марки проводов по [1]. Технические характеристики приводятся в [1].

Для схемы №3

 

мм², марка провода АС-70, ( r ₀ =0,46; x ₀ =0,44).

мм², марка провода АС-185, ( r ₀ =0,17; x ₀ =0,409);

мм², марка провода АС-70, ( r ₀ =0,46; x ₀ =0,44);

мм², марка провода АС-240, ( r ₀ =0,13; x ₀ =0,396);

мм², марка провода АС-150, ( r ₀ =0,210; x ₀ =0,422);

мм², марка провода АС-240, ( r ₀ =0,13; x ₀ =0,396).

 

Для схемы №4

 

мм², марка провода АС-70, ( r ₀ =0,46; x ₀ =0,44).

мм², марка провода АС-185, ( r ₀ =0,17; x ₀ =0,409);

мм², марка провода АС-70, ( r ₀ =0,46; x ₀ =0,44);

мм², марка провода АС-240, ( r ₀ =0,13; x ₀ =0,396);

мм², марка провода АС-150, ( r ₀ =0,210; x ₀ =0,422);

мм², марка провода АС-95, ( r ₀ =0,33; x ₀ =0,429);

мм², марка провода АС-240, ( r ₀ =0,13; x ₀ =0,396).

 

Дальнейшее технико-экономическое сравнение вариантов производим в два этапа.

На первом этапе сравниваем варианты по потерям напряжения. Лучшими считаются варианты, у которых окажутся меньшие потери напряжения от источника питания до наиболее удаленного приемного пункта. Потери напряжения в j - той линии определяем по формуле:

 

,

 

где l_j - длина линии, км; P_j , Q_j - активная (МВт) и реактивная (МВАр) мощности, протекающие по линии; r_oj , x_{oj -} погонное активное (Ом/км) и реактивное (Ом/км) сопротивление линии (взятое из [1]).

При нескольких последовательно соединенных линиях определяем суммарные потери напряжения на участке "источник питания - наиболее удаленный приемный пункт". Вариант считается пригодным для дальнейшего рассмотрения, если наибольшие потери напряжения будут не более 15% (16,5 кВ) в нормальном и 20% (22 кВ) в послеаварийном режимах работы сети.

Для схемы №3

 кВ;

;

;

;

;

.

 

Для схемы №4

 

 кВ;

;

;

;

;

;

 кВ;

 кВ <22 кВ.

 

Сравнивая полученные результаты с допустимыми потерями напряжения при нормальной работе и послеаварийной, делаем вывод, что при всех трёх вариантах потери в линии по напряжению являются приемлемыми.

На втором этапе производим технико-экономическое сравнение оставшихся 3 вариантов схемы сети и номинального напряжения по приведенным затратам. Для технико-экономического сопоставления каждый вариант сети должен быть тщательно разработан с выбором схем подстанций, с расчетом потерь напряжения, мощности и электроэнергии, с определением параметров линии, трансформаторов и т.п.