Проектирование смешанной по конфигурации электрической сети (Разработка вариантов конфигураций электрической сети. Выбор компенсирующих устройств и основных параметров электрической сети)

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме

k_з = .

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном  режиме:

k_з = = 1,42.

Расчёт сведём в табл. 3.3.

Таблица 3.3

3.3 Выбор конструктивного исполнения сети и сечений проводников

      По конструкции электрические сети делят на воздушные и кабельные. Для передачи электроэнергии на относительно большие расстояния практически используют только воздушные линии.

      Передача электроэнергии на расстояния от сотен метров до километров может осуществляться как по воздушным, так и по кабельным линиям. При этом кабельные сети принимают при электроснабжении городов, промышленных и крупных сельскохозяйственных предприятий, для которых характерна большая плотность электрических нагрузок.

      Сечение проводников воздушных и кабельных линий выбирается из ряда условий.

В большинстве линий сечения проводников выбираются по экономическим соображениям: по экономической плотности тока или экономическим токовым интервалам. Перечень сетей, выбор сечения проводников в которых не подлежит экономической плотности тока, дан в [8, с.40,41].

      Согласно методу экономической плотности тока экономическое сечение рассчитывается по формуле

   ,

где I_м – проходящий по линии ток в режиме максимальных нагрузок, соответствующий нормальному рабочему режиму проектируемой сети;

j_э – экономическая плотность тока, определяемая по [4, c.96; 5, c.40].

    Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного.

Выбор сечений проводников для радиальной схемы.

       В качестве проводов примем сталеалюминевые провода марки АС.

Определим время использования максимальной нагрузки для каждого участка линии:

    Время использования максимальной нагрузки для каждой подстанции

Т_{нб 1} = 4490 ч;

Т_{нб 2} = 3530 ч;

Т_{нб 3} = 3870 ч;

Т_{нб 4} = 5720 ч.

       Откуда

T_{нб 2-4} = 5720 ч;

T_{нб 2-1} = 4490 ч;

T_{нб 2-3} = 3870 ч.

      Для участка линии 0-2 время использования максимальной нагрузки определяется  формулой

T_{нб 0-2} =,

где P_2-1, P_2-3, P_2-4, P₂ – мощности на участках линий 2-1, 2-3, 2-4 и мощность     

потребителя 2 соответственно;

T_{нб 2-1}, T_{нб 2-3}, T_{нб 2-4}, T_{нб 2} - время использования максимальной нагрузки для

каждого участка.

T_{нб 0-2} == 4659 ч.

      По табл. 4.1 [3, стр. 118] находим, что экономическая плотность тока для каждого участка электрической сети равна:

j_{э 2-4} = 1,0 А/мм²;

j_{э 1-2} = 1,1 А/мм²;

j_{э 2-3} = 1,1 А/мм²;

j_{э 0-2} = 1,1 А/мм².

      Сечения проводов выбираем по экономической плотности тока.

      Определяем ток в линии 2-4 для нормального рабочего режима по формуле

I_нб = ;

I_{нб 2-4} =  = 199,23 А.

Аналогично определим I_нб в остальных линиях:

I_{нб 1-2} = = = 149,42 А;

I_{нб 2-3} = = = 104,91 А;

I_{нб 0-2} = = = 272,36 А.

Экономически целесообразное сечение проводов линий определим по формуле .

    Экономически целесообразные сечения проводов линий:

F_{э 2-4} = I_{нб 2-4}/ j_{э 2-4} = 199,23/1 = 199,23 мм²;

F_{э 1-2} = I_{нб 1-2}/ j_{э 1-2} = 149,42/1,1 = 135,84 мм²;

F_{э 2-3} = I_{нб 2-3}/ j_{э 2-3} = 104,91/1,1 = 95,37 мм²;

F_{э 0-2} = I_{нб 0-2}/ j_{э 0-2} = 272,36/1,1 = 247,6 мм².

В соответствии  со шкалой стандартных сечений выбираем ближайшее, соответствующие поводам марок

для линии 2-4 АС-185/29;

для линии 1-2 АС-120/19;

для линии 2-3 АС-95/16;

для линии 0-2 АС-240/32.

Послеаварийный ток для каждой из линий равен

 2-4: I_п.а = 2×I_{нб 2-4} =199,23×2 = 398,46 А;

1-2: I_п.а = 2×I_{нб 1-2} = 149,42×2 = 298,84 А;

2-3: I_п.а = 2×I_{нб 2-3} = 104,91×2 = 209,82 А;

0-2: I_п.а = 2×I_{нб 0-2} = 272,36×2 = 544,72 А.

Допустимый ток для каждого участка линии равен

I_{доп 2-4} = 510 А;

I_{доп 1-2} = 390 А;

I_{доп 2-3} = 330 А;

I_{доп 0-2} = 605 А.

По условию короны для линий 110 кВ минимально допустимое сечение 70 мм², а для линий 220 кВ минимально допустимое сечение 240 мм².

Поэтому окончательно для всех линий выбираем марки проводов

для линии 2-4 АС-185/29;

для линии 1-2 АС-120/19;

для линии 2-3 АС-95/16;

для линии 0-2 АС-240/32.

Результаты выбора сечений проводов воздушных линий представим в виде