Электрический расчет районной радиальной сети

Число часов использования максимальной нагрузки T_max=2600 ч.

7)Длина ЛЭП L=12 км

Расчет радиальной электрической сети

1.Расчет электрических параметров сети

1.1  Выбор числа цепей и сечения проводов ЛЭП

Для потребителей первой категории выбираются 2 цепи.

Выбираем сечение провода по формуле

,     где I_макс – ток максимального режима в одной цепи ЛЭП;

j_эк – экономическая плотность тока.

Ток максимального режима в одной цепи можно вычислить следующим образом:

,          где P_макс – активная мощность потребителя в                                                                     режиме максимальных нагрузок;

cosφ – коэффициент мощности потребителя;

           U_ном – номинальное напряжение ЛЭП (U_ном=35 кВ)

n – число цепей ЛЭП.

 (А)

Экономическую плотность тока j_эк выбираем по таблице 6.6 [1] для сталеалюминевых неизолированных проводов j_эк =1.3

   (мм²)

Предварительно выбираем провод АС-50/11 с погонными активным и реактивным сопротивлениями: =0,603 (Ом/км), =0,433 (Ом/км)

1.2  Выполнение необходимых проверок выбранного провода

Проверке по “короне” подлежат воздушные линии 110 кВ и выше, проходящие выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, т.к. при использовании метода экономической плотности тока при выборе сечения следует принимать его не меньшим допустимого по условию “короны” [1, 2]. Экономические интервалы нагрузки подсчитаны для сечений, допустимых по условию “короны”.

Воздушные ЛЭП напряжением 35 кВ со сталеалюминевыми проводами должны иметь сечение не менее 35 и не более 150 кв.мм. Тем самым гарантируется механическая прочность проводов и опор.

При проверке “по нагреву” рассматриваются режимы, когда по проверяемой линии протекают наибольшие токи. Здесь сечение двухцепной линии проверяется при отключении одной из цепей (тогда n = 1) в период максимальной нагрузки. При этом значение тока в послеаварийном режиме  не должно превышать значение длительно допустимого тока

[1, с. 234] для выбранного сечения провода.

 (А)

I_п/ав< I_доп (I_доп=210А) проверка по нагреву пройдена

Проверке по потерям напряжения воздушные линии 35 кВ и выше не подлежат. Так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов по сравнению с применением на понижающих подстанциях трансформаторов с РПН экономически не оправдано [1, с. 160].

1.3  Выбор количества и мощности трансформаторов на понижающих подстанциях

Для потребителей первой категории на подстанциях предусматривается установка не менее двух трансформаторов. При выборе мощности трансформатора необходимо учесть, что в послеаварийных режимах допускается на ограниченное время перегрузка одного трансформатора сверх номинальной мощности дополнительно до 40%. Тогда при установке на подстанции нескольких трансформаторов –, расчетная мощность каждого из них  определяется по формуле:

 (МВт)

По таблице 6.8 [1] выбираем трансформатор ТМН 6300/35 с параметрами:

S_н=6,3 МВт; U_нв=35 кВ; U_нн=11 кВ; U_к=7,5 %; ∆P_к=46,5 кВт;

∆P_х=9,2 кВт; I_х=0.9%; R_T=1,4 Ом; X_T=1,4 Ом; ∆Q_x=56,7 кВАр

1.4  Схема замещения электрической сети и определение ее параметров

В сетях 35 кВ зарядная мощность ЛЭП оказывается несоизмеримо меньшей реактивной мощности нагрузки Q_нагр, поэтому для упрощения расчетов в схему замещения (рис.2.) ее можно не вводить.

            Z_л                U₁                      Z _тр              U_2(в)            k_тр        U_2д  S_макс

U₀                                          

S₀                S₁              S₂                                                               T_макс

                                                                                                                                        U_n

∆S_хх            

Рис.2. Схема замещения электрической сети

       Определение параметров электрической сети:

1.Аналитически:

·  При n=1

Величина активного сопротивления провода

Rл= *L,                 где   - расчетное сопротивление 1км провода, (Ом/км)

L- длина провода, (км)

= ,                             ρ- расчетное удельное сопротивление, (Ом*кв.мм/км)

F- площадь сечения провода, (кв.мм)

Для алюминиевых проводов ρ= 28,8 (Ом*кв.мм/км)

=  (Ом/км)

Rл= 0.576*12= 6.912 (Ом)

Реактивное сопротивление линии

Хл= Хо*L,                 где    Хо- удельное реактивное сопротивление, (Ом/км)

Хо=         где         - среднегеометрическое расстояние между                                                                        проводами, (м)

                                - радиус провода, (мм)

=

== 3,785 (м)

= 4.825 (мм)

Хо= = 0,433 (Ом/км)

Хл= 0,433*12= 5,19 (Ом)

·  При n=2

Rл= = = 3,456 (Ом)

Хл=  = =2,59 (Ом)

2.По справочнику:

·  При n=1

Rл=*L=0,603*12=7,236 (Ом)

Хл=*L=0,433*12=5,196 (Ом)

·  При n=2

Rл= = =3.618 (Ом)

Хл= = =2,598 (Ом)

Сопротивление ЛЭП

,      где   R₀ и X₀ – погонные активное и реактивное сопротивления проводов ЛЭП, Ом/км;

n – число цепей ЛЭП;

 (Ом)

Сопротивление трансформаторов

(Ом)

Расчет параметров трансформатора

(Ом)

(Ом)

2. Электрический расчет режимов

     2.1 Расчет потоков мощности на участках сети

2.1.1 Максимальный режим нагрузки (,)

Потери мощности в сопротивлении трансформатора

 (МВА)

 (МВА)

Аналогично для ЛЭП

 (МВА)

2.1.3 Послеаварийный режим (,)

Сопротивление ЛЭП:

= (Ом)

Сопротивление трансформатора:

 (Ом)

Потери мощности в сопротивлении трансформатора

(МВА)

 (МВА)

 (МВА)

 2.2 Расчет напряжения в узлах схемы сети

       2.2.1 Максимальный режим нагрузки

        Потери напряжения на сопротивлении ЛЭП

,      где   = =38.5 (кВ)

=

Напряжение в узле 1

Аналогично потери напряжения в трансформаторе

Напряжение в узле 2

Величина напряжения, получаемого электроприемником

2.2.3 Послеаварийный режим нагрузки

   (,)

Потери напряжения на сопротивлении ЛЭП

Напряжение в узле 1

Аналогично потери напряжения в трансформаторе

Напряжение в узле 2

Величина напряжения, получаемого электроприемником

3. Вывод:

Выполнив данное индивидуальное задание, я провел электрический расчет районной радиальной сети с заданными параметрами:

-  выбрал число цепей ЛЭП (исходя из категорийности потребителя) и сечение проводов;

-  выполнил необходимые проверки выбранных проводов;

-  выбрал количество и мощность трансформаторов на подстанции;

-  составил схему замещения электропередачи и определил ее параметры;

-  рассчитал потоки мощности по участкам схемы для различных режимов нагрузки;

-  рассчитал напряжения в узлах схемы сети для различных режимов нагрузки;

Проведя данные расчеты, можно сделать вывод, что при максимальном  режиме нагрузки сети потребитель получает качественную электроэнергию (отклонение от номинального не превышает 5%) и при аварийном режиме отклонение от номинального не превышает 5%, т.е. потребитель в случае аварии получит качественную электроэнергию