Выбор номинального напряжения линий. I. Исходные данные для проектирования

I. 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.

II. 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, 20 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 = Р/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 = Р/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 = Р/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

III. 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 2:

По расчетным данным выбираем напряжение сети Uс=110 кВ.

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=110 кВ.

Выбор сечения проводов

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.

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 400/51

Линии 2 – АС 330/27

Линии 3 – АС 240/32

Линии 4 – АС 50/8

Допустимые токовые нагрузки для линий:

IдопЛ1=835 А

IдопЛ2=730 А

IдопЛ3=605 А

IдопЛ4=210 А

Рассчитаем ток послеаварийного режима при повреждении линии :

Рассчитаем ток послеаварийного режима при повреждении линии :

Выбранный провод для линии 4 не проходит по току послеаварийного режима, следовательно он может получить длительный перегрев.

Принимаем провод для линии 4 – АС 120/19.

IдопЛ4=380 А

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					0,075	0,42	-	-
	ИП-2					0,089	0,308	-	-
	2-3					0,12	0,405	2,81	0,038
	1-3		45,5			0,249	0,427	2,66	0,036
	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