Расчет сложнозамкнутой сети для работы в европейской части России во втором районе по гололеду

Задание

Рассчитать сложнозамкнутую сеть для работы в Европейской части России во втором районе по гололеду. Вид исполнения сети – воздушная линия на стальных двухцепных опорах, с подвеской одной цепи. Время использования максимальных нагрузок составляет 3000 часов, номинальное напряжение сети U_н = 35кВ.

Исходные данные необходимые для расчёта сложнозамкнутой сети приведены в табл. 1., а схема замещения сети на рис. 1.

Таблица 1 –Исходные данные

0ЭЭ1.2.01.050000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

Расчёт потокораспределения в заданной сложнозамкнутой сети проведём методом контурных мощностей (токов) в предположении, что сечение проводов на всех участках одинаково. При расчёте необходимо принять следующие допущения: напряжение во всех узловых точках сети равно номинальному напряжению сети, потерями мощности на участках сети и проводимостями ЛЭП пренебрегаем.

В начале на исходной схеме задаемся произвольным направлением линейных мощностей, протекающих по участкам сети, а так же произвольным направлением контурных мощностей   ₁,   ₂,     

(рисунок1.1).

Рисунок 1.1 - Исходная схема с произвольно заданными направлениями линейных мощностей

0ЭЭ1.2.01.050000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

1 Предварительное распределение мощностей и токов

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

- 0. 1 

   0.01  0.0 2

    -0.  - 0.2 

              -0.0 2  0.0  

  1.2    0.   

 ₁₀  2.     1.122

Сделаем проверку по первому закону Кирхгофа.

   0

1 Расчет потокораспределения

Лист

9

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Определим рабочий ток, протекающий по каждому из участков сети по формуле, А:

л             √ 2л  2л           

    ∙10  н н где Р – это значение активной мощности на каждом из участков сети, МВ∙А  Q – значение реактивной мощности протекающей по каждому из участков сети, МВар   _н – номинальное напряжение сети, кВ.

Участок линии A-a

√2.   ² 0.   ²   _л1    . 

Участок линии a-b

√1.   ² 0. 2 ²   _л2  2 . 

Участок линии b-c

√0.   ² 0.2  ²   _л   1 . 

Участок линии c-d

√0.221² 0.01 ²   _л    . 

0ЭЭ1.2.01.0 0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

2 Выбор сечений проводов линий

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

12

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

Выбираем ближайшие стандартные значения сечения проводов из [3].

Параметры сталеалюминиевых проводов сведём в таблице 2.1, учитывая, что температура воздуха составляет 20⁰С.

Таблица 2.1 –Параметры сталеалюминиевых проводов

Вывод: Выбранные марки проводов подходят, так как длительно допустимые значения токов больше рабочих токов протекающих по участкам сети.

2 Выбор сечений проводов линий

Лист

15

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Расчет мощности генерируемой линии (зарядная мощность), МВар

    2∙ 0∙   

где  -емкостная проводимость [3].

Км

Зарядные мощности для каждого участка:

²                                                    

    (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙ .2 0.0011

                                                         ²                                                    

   (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙2.  0.00  

²                                                    

   (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙ .  0.0012

²                                                    

    (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙ .  0.001 

²                                                    

    (  ∙10 ) ∙ . ∙10 ∙2.  0.00  

                                                        ²                                                    

   (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙ .  0.0011

                                                        ²                                                

(  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙2 0.00  

                                                         ²                                                    

  (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙2.  0.00  

²                                                 

  (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙ .  0.012

²                                                    

   (  ∙10 ) ∙2. ∙10 ∙2.  0.00  

0ЭЭ1.2.01.0 0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

3 Мощности, генерируемые отдельными участками

линий

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

16

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

_л 0.  ∙         Ом

Проведём аналогичные расчеты для остальных участков и полученные данные сведём в таблице3.1.

Таблица 3.1–Активные и индуктивные сопротивления участков сети

Вывод: Мы определили мощности, генерируемые отдельными участками сети, а так же активное и индуктивное сопротивление каждой линии. На данном этапе расчёт окончен.

   енерируемые мощности

Лист

18

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

На данном этапе рассчитываем распределение мощностей в сложнозамкнутой схеме с учетом проводимости и сопротивления линии.

Для этого составляется система линейных уравнений для каждого контура, но вместо длины линии указывается полное сопротивление линии.

Используем ранее записанную систему (1.1).

  1∙ 1   ∙     ∙     10∙ 10 0

∙ ₂  ∙    ∙        ∙           ∙  ⁰

 ∙   ∙          ∙   ∙  0

 ₁∙ ₁ ( _{1  2}   )∙    _{1  2}      )∙    ₁                 )∙ ₁₀ 0

 )∙   ( 

{                                 ∙      ∙                                ∙   ₂     ∙  0

                                                    0.2  )∙(2. 0   1. 1 )

  0.2   0.   0.2 1)

                                    0.   0.2  )

  ₂ 0.   0.2   1  0.2   0.   0.2   0.   0.2  )∙(2.     1. 1) (2. 0   1. 1 ) ,

0.2  )        0.2   0.   0.2 1) 0

  0.   ) (         1. 1)

                                    0.   0.2   

0ЭЭ1.2.01.050000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

4 Распределение мощностей с учетом

мощности генерируемой

линии

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

19

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

      .1     .                .1    2.     .     12. 2

 .1    2.   11.1     .   (2.212  1.2  ) 2.  1   .  1- 2.212  1.2  (10.      .21)  .21    .  1

Решение системы:

1  2.2    0.    МВ∙А

2  1.     0. 0  МВ∙А

   0.     0.2   МВ∙А

Значение мощностей, МВ∙А:

 ₁ 2.2    0.    

 ₂ 1.     0. 0  

      0.     0.2   

   0.2    0.01  

   0.     0. 01     0.0    0.0  

   0.     0.221 

   0.0 1  0.0 1 

   1. 2   0.   

 ₁₀  2. 11  1.0 2

Сделаем проверку по первому закону Кирхгофа.

   0

Для узла «а»:

2.2    0.    1  0.2   1.     0. 0  0.0    0.0  0 Для узла «b»:

1.     0. 0  0.   0.2   0.     0.2   0.0 1  0.0 1 0 Для узла «c»:

0.     0.2   1  0.2   0.2    0.01  0 Для узла «d»:

0.  0. 01 0.   0.2   0.2    0.01  0 Для узла «e»:

1.  2   0.    0.   0.2   0.     0. 01 0.0 1  0.0 1 0 Для узла «f»:

0.     0.221 0.   0.2 1 0.0    0.0  0 Для узла «q»:

2. 11  1.0 2 1. 2   0.    1  0.2   0.     0.221 0

Сделаем проверку по второму закону Кирхгофа для каждого контура.

   0

Для первого контура:

(1. 2   1.  )(2.2    0.   )(2. 0   1. 1 )(0.0    0.0 ) 

(1.    0. 2)(0.     0.221) (1.0    1.1)(2. 11  1.0 2)       

Для второго контура:

(1.  1.1 )(1.     0. 0 ) (2.212  1.2  )(0.0 1  0.0 1) 

(2.     1. 1)(1. 2   0.   ) (0.     0.221)(1.    0. 2) 

(2. 0   1. 1 )(0.0    0.0 ) 0

Для третьего контура:

(2.  1. 1)(0.     0.2  ) ( . 1   2.1 2)(0.2    0.01 ) 

(1.     1.1 )(0.     0. 01) (2.212  1.2  )(0.0 1  0.0 1) 0

Так как погрешность по действительной и мнимой частям не превышает  %, то расчёт выполнен верно.

Все полученные в результате расчёта уточнённые значения мощностей сведём в таблице4.1.

Таблица 4.1 – Уточнённые значения мощностей

Схема с определённым потокораспределением в нормальном режиме работы сети с учётом знаков, полученных перед значениями линейных мощностей, представлена на рисунке4.1.

В данной электрической сети наиболее тяжёлым послеаварийным режимом работы является обрыв участка А-d, так как по нему течёт наибольшая мощность. Для расчёта потокораспределения в послеаварийном режиме работы сети воспользуемся методом наложения[3].Сначала рассчитываем схему послеаварийного режима без учета нагрузок в узлах за исключением нагрузок в узлах полученных при удалении линии

(рисунок  .1). 

Рисунок  .1 – Схема без учета нагрузок в узлах

0ЭЭ1.2.01.0 0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

5 Расчет послеаварийного режима

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

24

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

Проверим, удовлетворяют ли выбранные марки проводов по условиям нагрева в послеаварийном режиме работы сети. Для этого рассчитаем токи протекающие в ветвях после обрыва линии A-q для определенной марки провода, выбираем самую нагруженную линию и проверяем её на нагрев, А

Проверяем линию a-b

2

2п

 _п  

 ∙ _н

_п       .   для AC-35 I_доп=175, А, следовательно, линия выдержит.

Проверяем линию A-a

_п      1.  для AC-50 I_доп=210, А, следовательно, линия выдержит, так же линии имеющие меньшую мощность тоже выдерживают.

Вывод: Сравнивая полученные значения токов с допустимыми длительными токами, приведёнными в табл. 2.1., можно сделать вывод, что принятые марки проводов в п. 2 подходят

0ЭЭ1.2.01.0 0000ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Разраб.

Мариничева

6 Проверка линий в аварийном режиме на

нагрев

Лит.

Лист

Листов

Провер.

Сериков

28

Кафедра Электромеханики

Н. Контр.

Сериков

Утверд.

Сериков

Определяются точки потокoраздела по активным▼ и реактивным мощностям