Попередній розрахунок сталих режимів варіантів схеми електричної мережі промислового району

І Варіант. Радіально-магістральна мережа.

Визначаю потоки потужності, передані по лініях у нормальному режимі:

S₁₂ = S₂ = 10 + j1.9 (MBA);

S_ц1 = S₁₂ + S₂ = (33 + j 12.37) + (10 + j1.9) = 43 + j14.27 (МВА);

S₄₃ = S₃ = 12 + j3.94 (МВА);

S₅₄ = S₄₃ + S₄ = (18 + j5.21) + (12 + j3.94) = 30 + j9.15 (MBA);

S_ц5 =S₅₄+ S₅ = (30+j9.15)+(16 + j4.66)=46+j13.81 (МВА).

Повну потужність по лініях знаходжу по формулі:

(1.14)

Визначаю номінальну напругу для ділянок мережі:

(1.15)

1-2
Ц-1
4-3
5-4
Ц-5

Визначаю струми на кожній ділянці по формулі:

(1.16)

Визначаємо розрахунковий струм

I_p = a_i x a_T x I₅ (1.17)

Коефіцієнт a_i = 1,05; коефіцієнт a_T = 0,8; приймаємо I₅ = I_л

I_р¹² = 1.05 х 0.8 х 26.72 = 22.44 (А);

I_p^ц1 = 1.05 х 0.8 х 118.9 = 99.9 (А);

I_p⁴³ = 1.05 х 0.8 х 33.15 = 27.85 (А);

I_p⁵⁴ = 1.05 х 0.8 х 82.3 = 69.13 (А);

I_p^Ц5 = 1.05 х 0.8 х 126 = 105.84 (А).

Вибираю провідником дроти відповідно: АС-70; АС-120; АС-70; АС-95; АС-120.

Визначаємо допустимий струм на нагрівання

,

Тобто дроти проходять по нагріванню.

Визначаю активний й реактивний опори ПЛ у нормальному режимі по формулах:

(1.18)

(1.19)

Визначаю активний і реактивний опори ПЛ у після аварійному режимі:

Знаходжу падіння напруги на кожній ПЛ у нормальному й після аварійному

режимах по формулах:

(1.20)

У нормальному й після аварійному режимах максимальні втрати напруги в мережі не перевищують припустимих значень за умовою регулювання напруги, струм у всіх лініях менше припустимого по нагріванню. І Варіант можна технічно реалізувати. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2 – Результати розрахунку радіально-магістральної мережі. В-І

№ п/п	Позн.	Од. вим.	Лінії
ПС1-ПС2	ЦЖ-ПС1	ПС4-ПС3	ПС5-ПС4	ЦЖ-ПС5
	l	км		22.36	22.36	22.36
	Pлн	МВт
	Qлн	Мвар	1.9	14.27	3.94	9.15	13.81
	Sлн	МВА	22,76	28,64	44,58	36,67	48.03
	Uномжел	кВ	61.24(110)	116.64(110)	65.84(110)	92.3(110)	112.26(110)
	Ілн	А	26.72	118.9	33.15	82.3
	n x Fэк	мм2	2х70	2х120	2х70	2х95	2х120
	Igоn	А	1х265	3х390	2х265	2х330	2х390
	РлА1+jQл А1	МВА	10+j1.9	43+j14.27	12+j3.94	30+j9.15	46+j13.81
	ІлА1	А	53.43	237.82	66.29	164.6	252.01
	n x F	мм2	2х70	2х120	2х70	2х95	2х120
	r0	Ом/км	0.428	0.249	0.428	0.306	0.249
	x0	Ом/км	0.444	0.427	0.444	0.434	0.427
	r	Ом	6.42	2.79	4.79	5.5	2.49
	x	Ом	6.66	4.77	4.96	7.81	4.27
	ΔUлн	%	0.64	1.55	0.64	1.95	1.43
	ΔUmaxн	%			4.02
	ΔUлА1	%	1.27	3.11	1.27	3.91	8.32
	ΔUАmax	%			13.5

Варіант ІІ. Кільцева схема

Визначаю потоки потужності:

S_Ц1=47.02+j12.81 (МВА).

Знаходимо потоки потужності в інших лініях за умовою балансу потужностей у вузлах.

Вузол 2 є точкою потокорозподілу реактивної потужності.

Вузол 3 є точкою потокорозподілу активної потужності.

Перевірка розрахунку потокорозподілу.

S_Ц5=41.97+j12.51.

При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень. Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.

Визначаю повну потужність, передану по ПЛ за формулою 1.14:

Визначаю струми у ПЛ по формулі 1.16 :

Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17 :

Вибираю провідниками дроти АС-185, АС-120, АС-120, АС-120, АС-150, АС-185.

Розрахунок потоків потужностей у післяаварійних режимах.

У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС1:

У випадку відключення ПЛ ЦЖ-ПС5:

Максимальні струми ділянок мережі в після аварійних режимах:

Знаходжу опори ліній:

Знаходимо втрату напруги на ділянках мережі в нормальному й найбільш важкому після аварійному режимах:

Результати розрахунків зведено до таблиці 1.3.   Таблиця 1.3 – Результати розрахунку режимів для кільцевої мережі В-ІІ
	№ п/п	Позн.	Од. вим.	Лінії
	ЦЖ-ПС1	ПС1-ПС2	ПС3-ПС2	ПС4-ПС3	ПС5-ПС4	ЦЖ-ПС5
		l	км	22.36		31.6	22.36	22.36
		Pлн	МВт	47.02	14.02	-4.02	7.98	28.47	41.98
		Qлн	МВАр	12.81	0.44	1.46	5.4	10.61	15.27
		Sлн	МВА	48.73	14.03	4.28	9.4	30.38	44.07
		Uном	кВ	115.06 (110)	71.61 (110)	39.6 (110)	54.58 (110)	91.83 (110)	108.75 (110)
		Iлн	А	255.77	73.59	22.46	50.6	159.45	234.46
		n x Fэк	мм2	1х185	1х120	1х120	1x120	1х150	1х185
		Igоn	А	1х520	1х390	1х390	1,390	1х450	1х520
		РлА1+jQл А1	МВА		33+j12.37	43+j14.27	55+j18.21	73+j23.42	89+j28.08
		РлА2+jQл А2	МВА	89+j28.08	56+j15.71	46+j13.81	34+j9.87	16+j4.66
		IлА1	А		184.96	237.82	304.1	402.36	489.8
		IлА2	А	489.8	305.26	252.1	185.8	87.44
		n x F	мм2	1х185	1х120	1х120	1x120	1х150	1х185
		r0	Ом/км	0.162	0,249	0,249	0,249	0,198	0.162
		X0	Ом/км	0.413	0,427	0,427	0,427	0,42	0.413
		rл	Ом	3.62	7.47	7.87	5.57	4.43	3.24
		Хл	Ом	14,1	22,72	10,25	10,33	13,86	13,66
		ΔUлн	%	9.23	12.81	13.49	9.55	9.39	8.26
		ΔUmaxн	%	1.33
		ΔUлА1	%		3.35	4.39	3.97	4.49	4.3
		ΔUлА2	%	4.8	2.13	4.53	2.34	0.95
		ΔUА1max	%	20.5
		ΔUА2max	%	17.74

Варіант ІІ – не можна технічно реалізувати.

Варіант ІІІ. Схема складно замкнута.

Розрахунок потокорозподілу проводжу методом еквівалентування мережі.

Розношу навантаження ПС3 до границь эквівалентованих мереж:

Знаходимо еквівалентну довжину ліній l_Ц123 та l_Ц543:

;

Знаходимо еквівалентну довжину ліній l^’_екв та l_Ц3:

;

Знаходимо потужність лінії ЦЖ-ПС3:

;

Визначення еквівалентних і дійсних перетоків потужності.

;

;

Вузол 3 є точкою потокорозподілу;

Повна потужність ліній:

Знаходимо бажану номінальну напругу й вибираємо номінальну напругу мережі.     Знаходимо робочі струми:

Визначаю розрахункові струми по формулі 1.17 :

Провідниками вибираю відповідно дроти АС-185; АС-120; АС120; АС-150; АС-120; АС-120; АС-120.

Після аварійний режим А1. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС1.

Вузол 4 є точкою потокорозподілу.

Післяаварийний режим А2. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС5.

Вузол 2 є точкою потокорозподілу.

Післяаварійний режим А3. Відключення ПЛ ЦЖ-ПС3. Потокоросподіл як у кільцевій мережі.

Знаходимо опори проводів ПЛ:

Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких після аварійних режимах:

Результати розрахунку потокорозподілу занесені в таблицю 1.4.

Таблиця 1.4 – Результати попереднього розрахунку сталих режимів для складнозамкненої мережі. Варіант ІІІ.

	Позн.	Од. вим.	Лінії
ЦЖ- ПС1	ПС1- ПС2	ПС3- ПС2	ЦЖ- ПС3	ПС4- ПС3	ПС5- ПС4	ЦЖ- ПС5
	l	км	22.36		31.6	44.72	22.36	22.36
	Pлн	МВт		9.03	-0.97	24.37	13.34	4.66	20.66
	Qлн	Мвар	13.92	1.55	-0.35	7.39	3.8	1.41	6.07
	Sлн	МВА	44.25	9.16	1.03	25.47	13.87	4.87	21.53
	Uном	кВ	110.5 (110)	58.37 (110)	19.64 (110)	93.75 (110)	69.04 (110)	42.3 (110)	82.76 (110)
	Iлн	А	232.25	48.08	5.4	133.68	72.8	25.56
	n x Fэк	мм2	1х185	1х120	1х120	1х150	1х120	1х120	1х120
	Igоn	А
	РлА1+jQл А1	МВА		33+ j12.27		59.99+ j19.47
	РлА2+jQл А2	МВА				51.63+ j15.06		16+ j4.66
	РлА3+jQл А3	МВА	47.02+ j12.81	14.02+ j0.44	4.02+ j1.46		7.98+ j5.4	28.47+ j10.61	41.98+ j15.21
	IлА1	А		184.96	236.19		27.03	71.38	158.82
	IлА2	А	207.69	23.2	30.28	282.27	185.8	87.44
	IлА3	А	255.77	73.59	22.46		50.6	159.45	234.46
	n x F	мм2	1х185	1х120	1х120	1х150	1х120	1х120	1х150
	r0	Ом / км	0.162	0.249	0.249	0.198	0.249	0.249	0.249
	x0	Ом / км	0.413	0.427	0.427	0.42	0.427	0.427	0.427
	r	Ом	3.62	7.47	7.87	8.85	5.57	5.57	4.98
	x	Ом	9.23	12.81	13.49	18.78	9.55	9.55	8.54
	ΔUлн	%	2.32	0.72	0.1	2.93	0.91	0.33	1.28
	ΔUmaxн	%	3.84
	ΔUлА1	%		3.35		7.52
	ΔUmaxА1	%	7.52
	ΔU л A2	%				6.11		1.1
	ΔUА2max	%	6.11
	ΔUлА3	%	2.38	0.91	0,42		0.79	2.15	2.81
	ΔU А3max	%	5.75

Перевантажених ліній немає, сумарні втрати напруги не перевищують припустимих значень у нормальному й після аварійному режимах.

Висновок: ІІІ варіант є технічно реалізованим.

ІV Варіант. Схема, що містить кільцеву й магістральну мережі.

Визначаю потужність на головній ділянці кільцевої мережі й у відгалуженнях:

Вузол 4 є точкою потокорозподілу.

Перевірка розрахунку потокорозподілу:

При порівнянні розрахунків потокорозподілу одержано достатній збіг значень.

Магістральна лінія не потребує розрахунку, тому що розраховано в І варіанті й повністю йому відповідає.

Знаходимо бажану номінальну напругу для ділянок схеми.

Вибираю номінальну напругу мережі 110 кв. Знаходжу струми у лініях:

Розрахунок робочих струмів.

Вибираю проводи відповідно АС-120, АС-70, АС-120, АС-150.

Розрахунок після аварійних режимів.

Післяаварійний режим А1. Відключено лінію ЦЖ-ПС5.

Післяаварійний режим А2. Відключено Лінію ЦЖ-ПС3.

Знаходжу опори ліній:

Знаходимо втрату напруг на ділянках мережі в нормальному й найбільш важких післяаварійних режимах:

Результати розрахунку по варіанту ІV занесені в таблицю 1.5

Таблиця 1.5 – Результати розрахунку по варіанту ІV

№ п/п	Позн.	Од. вим.	Лінії
ЦЖ-ПС1	ПС1-ПС2	ЦЖ-ПС3	ПС4-ПС3	ПС5-ПС4	ЦЖ-ПС5
	l	км	22.36		44.72	22.36	22.36
	Pлн	МВт			16.99	4.99	13.01	29.01
	Qлн	Мвар	14.27	1.9	5.2	1.26	3.95	8.61
	Sлн	МВА	45.31	10.18	17.77	5.15	13.6	30.26
	Uномжел	кВ	116.64 (110)	61.24 (110)	79.47 (110)	43.71 (110)	68.28 (110)	94.84 (110)
	Iлн	А	118.9	26.72	93.27	27.03	71.38	158.82
	n x Fэк	мм2	2х120	2х70	1х120	1х70	1х120	1х150
	Igоn	А
	РлА1+jQлА1	МВА	43+ j14.27	10+ j1.9	46+ j13.81	34+ j9.87	16+ j4.66
	РлА2+jQл А2	МВА	43+ j14.27	10+ j1.9		12+ j3.94	30+ j9.15	46+ j13.81
	IлА1	А	237.82	53.43	252.1	185.8	87.44
	IлА2	А				66.29	164.6	252.1
	n x F	мм2	2х120	2х70	1х120	1х70	1х120	1х150
	r0	Ом/ км	0,249	0,428	0.249	0.428	0.249	0,198
	x0	Ом	0,427	0,444	0.427	0.444	0,427	0,42
	r	Ом	2.79	6.42	8.85	9.57	5.57	4.98
	x	Ом	4.77	6.66	18.78	9.93	9.55	8.54
	ΔUлн	%	1.55	0.64	2.5	0.5	0.91	1.8
	ΔUmaxн	%	2.19
	ΔUлА1	%	3.11	1.27	5.5	3.5	3.5
	ΔUлА2	%				1.27	2.1	2.86
	ΔUА1max	%	4.38	10.1
	ΔUА2max	%				6.23

Схему по ІV варіанту можна технічно реалізувати.