Проектирование электрической сети Этапы и (стр. 2 из 5)

Исходные положения

Этим разделом проектирования выполняется ориентировочный экономический просчёт нескольких (4 - 5) вариантов электрической сети, из которых наиболее экономически выгодный, подлежит более детальному расчёту.

Составим схемы сети:

Описание вариантов. Выбор варианта.

Основанием для ориентировочного расчёта являются расстояния между заданными пунктами. При этом составляются схемы всех точек в единую сеть с тем, что бы протяжённость ВЛ была наименьшей.

Все намеченные варианты имеют одинаковое количество трансформаторов на каждой из подстанций. Схемы могут различаться суммарной длиной ВЛ и числом цепей, а так же количеством выключателей в пунктах. При расчёте условно принято, что на каждом ответвлении от пункта потребления установлено по одной ячейке с воздушными выключателями. В пункте «А» ячейки не учитываются, т.к. во всех схемах из «А» отходит по две цепи.

Варианты схем сравниваются по суммарной стоимости ЛЭП и ячеек. Расчёт выполняется в условных единицах стоимости (оес).

За основание к вычислению оес принимается стоимость сооружения одноцепной ЛЭП (С_о), которую считаем равной 1 оес. Стоимость двухцепной (С_д) и стоимость ячейки с выключателями (С_я) вычисляем согласно выражениям:

(оес) (8)

(оес) (9)

Так как, согласно картам районирования территории РФ из ПУЭ сеть проектируется для III района по ветровым нагрузкам и II по гололеду, то согласно табл. 7.5 стр. 282 из (2) находим стоимость сооружения одного километра стальных одноцепных ВЛ 54 тыс. руб./км.; двухцепных 88 тыс.руб./км.; и табл. 7.16 стр. 293 из (2) стоимость ячеек 190 тыс. руб.

Сравнение вариантов выполняем после соответствующих расчетов, которые заносим в таблицу 3:

Таблица №3

№ вар.	Одноцепные ВЛ		Двухцепные ВЛ		Ячейки		Общая стоимость о.е.с.
№ вар.	Длина км	Стоимость о.е.с.	Длина км	Стоимость о.е.с.	Кол - во шт	Стоимость о.е.с.	Общая стоимость о.е.с.
I	190	190	66	107,58	10	35,2	332,78
II	258	258	-	-	8	28,16	286,16
III	30	30	162	264,06	12	42,24	336,3
IV	228	228	38	61,94	10	35,2	325,14

Из таблицы видно, что наиболее выгодным является II вариант.

Предварительный электрический расчёт варианта II.

Все расчёты выполняем по заданию для максимального режима. Целью этого расчёта является:

1. вычисление потоков мощности по участкам ЛЭП,

2. вычисление токов,

3. значений Тмах и экономического сечения, выбор проводов и опор,

4. вычисление параметров каждого участка ЛЭП

5. проверка выбранных проводов в послеаварийном режиме.

Составляем схему для варианта II - «кольцо с ответвлением» и вычисляем потоки мощностей по участкам схемы. Электрический расчет в данном случае выполняется после преобразования кольца в схему с двухсторонним питанием, «разрезав» кольцо по пункту «А».Мощность S, Р и Q представляем в МВА, МВт, Мвар, длину участков в км.

Так как энергия поступает с двух сторон, производим расчет моментов активной и реактивной мощности. При этом, если мы определяем поток мощности вытекающий из т. А’, то рассчитываем момент нагрузки относительно т. А.

Произведем расчет моментов активной и реактивной нагрузки относительно точки А:

(10)

(11)

Вычисляем поток, вытекающий из т. А’:

(12)

(13)

где: L - длина всей линии в км;

M_p_А, M_q_А - активный и реактивный моменты мощности.

Чертим схему, «разрезав» кольцо по точке А:

Производим расчет моментов активной и реактивной нагрузки относительно точки А:

(МВт км)

(Мвар км)

Вычисляем активную и реактивную мощность противоположного участка 2-А'.

(МВт);

(Мвар)

Вычисляем потоки мощностей на последующих участках, пользуясь законом Кирхгофа, который можно применить к каждой узловой точке схемы.

Произведем расчет моментов активной и реактивной нагрузки относительно точки А', и таким образом проверим схему на баланс мощностей.

(МВт км)

Вычисляем активную и реактивную мощности участка А-1:

(МВт),

(Мвар)

Т.е. баланс мощности сошёлся.

Вычисляем токи участков схемы:

(14)

где: S - полная мощность, протекающая по участку линии, МВА

U -номинальное напряжение линии, кВ

(А);

Остальные участки рассчитываются аналогично, результаты расчётов сводим в таблицу № 4.

Вычисляем время максимальных нагрузок по участкам линии. Расчетная формула имеет вид:

(15)

так как п. 4 является точкой раздела потока, то Т_мах,1-4 = Т_мах,4-3= Т_мах,4 = 4900 (ч)

(ч);

Результаты аналогичных расчётов сводим в таблицу №4.

Определяем сечение проводов по экономической плотности тока по участкам линии.

(16)

где: F_эк- экономическое сечение провода, мм²; I - ток участка, А; J_эк - экономическая плотность тока, А/мм².

Экономическая плотность тока J_эк принята применительно к голым сталеалюминевым проводам и для заданного значения T_max.

Согласно таблице 1.3.29, стр. 34 ПУЭ: при Т_мах > 5000 ч; J_эк = 1 А/мм²,

Т_мах= (3000 - 5000) ч; J_эк = 1,1 А/мм²,

(мм²);

Результаты аналогичных расчётов сводим в таблицу №4.

Согласно ПУЭ табл. 2.56 стр.227 по условию короны минимальное сечение для ВЛ 220 кВ соответствует сталеалюминевым проводам марки АС 240/32 с I_доп = 605 A.

По ПУЭ выбираем сталеалюминевые провода соответствующих марок, допускается занижать сечение на 15% от значения F_эк.

Результаты выбора сводим в таблицу №4.

Выбор опор определяется сечением проводов, зоной по ветровым нагрузкам и по гололеду, а так же количеством цепей на опоре.

Согласно картам районирования территории РФ из ПУЭ сеть проектируется для III района по ветровым нагрузкам и II по гололеду, поэтому по таблице «Унифицированные стальные опоры 220 кВ» для выбранных проводов выбираем опору П220-3 - промежуточная одноцепная свободностоящая (рис. 15).

Опора имеет расчетные пролеты: габаритный - 490 м, ветровой – 520 м, весовой – 615 м. На ровных участках местности из всех указанных значений пролетов следует выбрать наименьший, то есть габаритный 490 м.

Вычисление параметров каждого из участков ЛЭП: