Выбор номинального напряжения линий
Содержание
1. Исходные данные для проектирования……………………….3
2. Характеристика электрифицируемого района и потребителей………………………………………………………3
3. Составление вариантов сети и предварительный анализ их технико-экономических показателей………………………….4
3.1. Выбор номинального напряжения линий…………………5
3.2. Выбор сечения проводов……………………………………..7
3.2.1. Выбор сечения проводов для кольцевого варианта сети………………………………………………………………7
3.2.2. Выбор сечения проводов для радиального варианта сети………………………………………………………………9
3.3. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции……………………………………………………..10
3.4. Выбор схем подстанции………………………………………11
3.4.1. Выбор схем подстанций для кольцевого варианта……….11
3.4.2. Выбор схем подстанций для радиального варианта……..12
4. Технико-экономическое сравнение вариантов сети…………13
5. Расчет режима максимальных нагрузок для выбранного варианта сети………………………………………………………15
Список используемой литературы………………………………20
Пояснительная записка
Исходные данные для проектирования
Необходимо выполнить электроснабжение пунктов 1,2,3 от источника питания (ИП) в Ставропольском крае городе Кисловодск в соответствии с заданием.
Рисунок 1.
Географическое расположение пунктов.
Характеристика электрифицируемого района и потребителей.
Таблица 1.
Характеристики электрифицируемого района.
| Место расположения потребителей | Кисловодск |
| Рельеф местности | Горный, без преград |
| Район по ветру и максимальный нормативный скоростной напор ветра | III район, 4,2 м/с |
| Район по гололеду и нормативная толщина стенки гололеда | IV район, 25 мм |
Наибольшая нагрузка (в МВТ) указана на чертеже.
Продолжительность использования нагрузки Тм=6100 час. По справочным данным делаем вывод что потребителем является топливная промышленность – нефтепереработка, из чего делаем вывод что потребители питающиеся от подстанций 1,2 и 3 являются потребителями 1- ой категории.
Напряжение на шинах в максимальном режиме: 1,05 Uном.
1) S1 = Р1/cosф = 60/0,9 = 66,6 МВА.
Q1 = √(S1 ² – Р1 ²) = √(66,6 ² - 60 ²) = √(4435,56 - 3600) = 28,9 МВар.
2) S2 = Р2/cosф = 20/0,9 = 22,2 МВА.
Q2 = √ (S2 ² – Р2 ²) = √ (22,2 ² - 20 ²) = √(492,84 - 400) = 9,63 МВар.
3) S3 = Р3/cosф = 32/0,7 = 45,71 МВА.
Q3 = √ (S3 ² – Р3 ²) = √ (45,71 ² - 32 ²) = √(2089,4 - 1024) = 32,64 МВар.
Таблица 2.
Характеристика потребителей
| №ПС, (Тм, час) | Состав потребителей | Нагрузки потребителей | ||||||
| По категории, % | По отрасли промышленности | По сменности | Р, МВт | Q, Мвар | S, МВА | |||
| 1 (6100) | - | - | Нефтепереработка | 3-х сменные | 28,9 | 66,6 | ||
| 2 (6100) | - | - | Нефтепереработка | 3-х сменные | 9,63 | 22,2 | ||
| 3 (6100) | - | - | Нефтепереработка | 3-х сменные | 32,64 | 45,71 |
Составление вариантов сети и предварительный анализ их технико-экономических показателей.
Сравним варианты сети представленные ниже:
Рисунок 2.
Варианты сети.
Рассмотрим 3 варианта радиальных схем:
2 вариант: ∑L2=LИП-1+LИП-2+LИП-3=45+45+60=150км.
3 вариант: ∑L3=LИП-1+LИП-2+L2-3=45+45+30=120км.
4 вариант: ∑L4=LИП-1+LИП-2+L1-3=45+45+45=135км.
Вывод: Суммарная длина варианта L2˃ L4 ˃ L3, кроме того, на каждой отходящей от источника питания линии устанавливается по одному выключателю на каждую линию, в варианте 2 – 6 линий – 6 выключателей, в варианте 3 и 4 – 4 линии – 4 выключателя. Выключатель один из наиболее дорогих аппаратов и его установка требует дополнительных денежных затрат. Исходя из выше сказанного, принимаем к дальнейшему рассмотрению радиальный вариант 3 и кольцевой вариант 1.
Выбор номинального напряжения линий
Для варианта 1:
Рисунок 3.
Разрез питающего пункта.
Вычислив мощность протекающую от источника питания до точки 1 можем вычислить по второму закону Кирхгофа мощность на участке сети 1-3.
Рисунок 4.
Сумма мощностей в узле 1.
РИП-1+Р1-3-Р1=0
63,6+Р1-3-60=0
63,6-60=-Р1-3
Р1-3=3,6 МВт
Рисунок 5.
Сумма мощностей в узле 3
Р1-3-Р3+Р2-3=0
3,6-32+Р2-3=0
-28,4= -Р2-3
Р2-3=28,4 МВт
Рисунок 6.
Сумма мощностей в узле 2
РИП-2-Р2-Р2-3=0
РИП-2-20-28,4=0
РИП-2=48,4 МВт
Рисунок 7.
Разрез питающего пункта с направлениями мощностей.
По расчетным данным выбираем напряжение сети Uс=220 кВ.
Для варианта 3:
По расчетным данным выбираем напряжение сети Uс=110 кВ.
Выбор сечения проводов
Выбор сечения проводов для кольцевого варианта сети
Рисунок 9.
Кольцевая схема сети для выбора сечения проводников.
ТмаксЛ1= ТмаксЛ2= ТмаксЛ3= ТмаксЛ4=6100 ч/год
По справочным данным для сталеалюминевых проводников выбираем 
Мощность протекающая по линии Л1 составляет:
Мощность протекающая по линии Л2 составляет:
Мощность протекающая по линии Л3 составляет:
Мощность протекающая по линии Л4 составляет:
Ток в цепи линии Л1 в нормальном режиме:
Ток в цепи линии Л2 в нормальном режиме:
Ток в цепи линии Л3 в нормальном режиме:
Ток в цепи линии Л4 в нормальном режиме:
Экономическое сечение линии Л1:
Экономическое сечение линии Л2:
Экономическое сечение линии Л3:
Экономическое сечение линии Л4:
По справочнику принимаем провод для:
Линии 1 – АС 240/32
Минимальное сечение проводов по условию короны для линий 220 кВ – 240/32, следовательно выбираем линии 2, 3 и 4 АС-240/32.
Допустимые токовые нагрузки для линий:
IдопЛ1=605 А
IдопЛ2=605 А
IдопЛ3=605 А
IдопЛ4=605 А
Рассчитаем ток послеаварийного режима при повреждении линии 
:
Рассчитаем ток послеаварийного режима при повреждении линии 
:
Выбранные провода не получат недопустимого длительного перегрева в послеаварийном режиме работы.
Выбор сечения проводов для радиального варианта сети
Рисунок 8.
Радиальная схема сети для выбора сечения проводников.
ТмаксЛ1= ТмаксЛ2= ТмаксЛ3=6100 ч/год.
По справочным данным для сталеалюминевых проводников выбираем
Мощность протекающая по линии Л1 составляет:
Мощность протекающая по линии Л2 составляет:
Мощность протекающая по линии Л3 составляет:
Ток в каждой цепи линии Л1 в нормальном режиме:
Ток в каждой цепи линии Л2 в нормальном режиме:
Ток в каждой цепи линии Л3 в нормальном режиме:
Экономическое сечение линии Л1:
Экономическое сечение линии Л2:
Экономическое сечение линии Л3:
По справочнику принимаем провод для:
Линии 1 – АС 185/29
Линии 2 – АС 185/29
Линии 3 – АС 120/19
Допустимые токовые нагрузки для линий:
IдопЛ1=510 А
IдопЛ2=510 А
IдопЛ3=380 А
Максимальный рабочий ток в линии при отключении одной цепи:
IП.АВ.Л1=175*2=350 А ˂ IдопЛ1
IП.АВ.Л2=176*2=352 А ˂ IдопЛ2
IП.АВ.Л3=120*2=240 А ˂ IдопЛ3
Выбранные провода не получат недопустимого длительного перегрева в послеаварийном режиме работы.
Таблица 3.
Параметры линий вариантов сети.
| №варианта | Участок линии | Uном, кВ | Ток в линии, А | Выбранное сечение провода,  (F) | Сопротивления, проводимости, См; зарядная мощность, Мвар линии | Допустимый ток по условию нагрева, А (Iдоп) | ||||
| В нормальном режиме | В послеаварийном режиме | Ом | Ом | См | Мвар | |||||
| Rл | Хл | Вл  | Qл | |||||||
| ИП-1 | 197,8 | 353,5 | 0,12 | 0,405 | 2,81 | 0,038 | ||||
| ИП-2 | 353,5 | 0,12 | 0,405 | 2,81 | 0,038 | |||||
| 2-3 | 97,3 | 295,1 | 0,12 | 0,405 | 2,81 | 0,038 | ||||
| 1-3 | 22,75 | 178,5 | 0,12 | 0,405 | 2,81 | 0,038 | ||||
| ИП-1 | 0,162 | 0,413 | 2,75 | 0,037 | ||||||
| ИП-2 | 0,162 | 0,413 | 2,75 | 0,037 | ||||||
| 2-3 | 0,249 | 0,427 | 2,66 | 0,036 |