Проектирование питающих электрических сетей энергосистем: Учебное пособие для курсового проектирования по дисциплине «Электропитающие системы и электрические сети», страница 13

          Формула (4.2), как и другие эмпирические формулы для расчета рационального напряжения, учитывает не все факторы и является приближенной. Поэтому при реальном проектировании необходимо рассматривать минимум два варианта стандартных напряжений (ближайшее большее и ближайшее меньшее к рациональному напряжению), после чего окончательный вариант выбирается на основе технико-экономического сравнения. Однако при учебном проектировании допускается рассматривать только один вариант с напряжением, ближайшим к рациональному.

          Выбор напряжения необходимо произвести для каждого варианта сети в следующем порядке:

          1. Определяются рациональные напряжения в каждой линии данного варианта сети по формуле (4.2);

2. Наибольшее из полученных рациональных напряжений округляется до ближайшего стандартного, которое и принимается в качестве номинального напряжения сети. При этом напряжение 150 кВ следует исключить из рассмотрения.

Как правило, ближайшим стандартным напряжением оказывается либо 110 кВ, либо 220 кВ.

Пример.

Кольцевая сеть.

1. Длины линий приведены в таблице 3.1, а мощности – в таблице 3.2. Определим рациональные напряжения в каждой линии, учитывая, что активная мощность является действительной составляющей полной мощности:

линия Л1:  кВ,    

линия Л2:  кВ,   

линия Л3:  кВ,   

линия Л4:  кВ,   

линия Л5:  кВ.

          2. Наибольшим рациональным напряжением является напряжение в линии Л5, которое равно 106,6 кВ. Ближайшим стандартным напряжением является напряжение 110 кВ. Поэтому в качестве номинального напряжения кольцевой сети принимаем напряжение 110 кВ.

          Разомкнутая сеть.

1. Длины линий приведены в таблице 3.1, а мощности – в таблице 3.4. Рациональные напряжения в каждой линии равны:

линия Л1:  кВ,   

линия Л2:  кВ,   

линия Л3:  кВ,   

линия Л4:  кВ.   

2. Наибольшим рациональным напряжением является напряжение в линии Л3, которое равно 112,6 кВ. Ближайшим стандартным напряжением является напряжение 110 кВ. Поэтому в качестве номинального напряжения разомкнутой сети принимаем напряжение 110 кВ, как и в кольцевой сети.

5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

          Все линии в рассматриваемых электрических сетях являются воздушными. Сечения этих линий выбираются по следующим условиям:

1. По экономической плотности тока;

2. По нагреву;

3. По короне;

4. По потерям напряжения.

Обычно в питающих сетях первое из перечисленных условий принимается условием выбора, а остальные условия – условиями проверки. Такой подход не является обязательным, и в качестве условия выбора может быть принято любое другое условие или сразу несколько условий, что не влияет на конечный результат. Однако в любом случае в качестве окончательного должно приниматься наибольшее из сечений, полученных по перечисленным условиям.

Выбор сечений по экономической плотности тока.

Смысл выбора по экономической плотности тока состоит в том, чтобы выбрать наиболее экономичное сечение, обеспечивающее минимум затрат. Эти затраты включают в себя две составляющие: стоимость проводникового материала и стоимость потерь электроэнергии в проводах. Первая составляющая при увеличении сечения растет, а вторая – уменьшается, в результате чего зависимость суммарных затрат от сечения имеет минимум. Сечение, при котором затраты проходят через минимум, называется экономическим. Это сечение i-й линии может быть определено по следующей приближенной формуле:

                                                          (5.1)

где I_лi,нр – ток в одной цепи i-й линии в нормальном режиме максимальных нагрузок, А; j_эк,i – экономическая плотность тока в i-й линии, А/мм².

          Ток в одной цепи i-й линии в нормальном режиме определяется по формуле

                                                       (5.2)

где P_лi и Q_лi – активная и реактивная мощности в линии в нормальном режиме, кВт и квар; U_н – номинальное напряжение, кВ; n_ц – число цепей линии в нормальном режиме.