Выбор сечений проводов по условиям экономичности

Для радиальной (первой) схемы:

Определим наибольший ток, протекающий по линиям в нормальном режиме:

Fэкi,.

где F_эк — экономически целесообразное сечение, мм²;

I — ток, протекающий по одной цепи линии электропередачи, А;

j_эк — экономическая плотность тока, А/мм². Для неизолированных сталеалюминевых проводов при продолжительности использования максимальных нагрузок 5500 ч/год j_эк = 1,0 А/мм².

F_экi1−2 мм²,.

F_экi1−3 мм²,.

F_экi1−4 мм²,.

F_экi1−5 мм²,.

F_экi1−6 мм²,.

F_экiБУ мм².

По условиям ограничения потерь «на корону»: для ВЛ-220кВ минимально возможное сечение АС-240/32.

Поэтому принимаем экономически целесообразное сечение для всех ВЛ АС-240/32.

Для линий марки АС 240/32: r₀ = 0,118 Ом/км; x₀ = 0,405 Ом/км; b₀ = 0,281•10^-5 Cм/км.

Для каждой линии определяем активное и реактивное сопротивления, зарядную мощность:

r_лУ = r₀ • L / n_ц,.

x_лУ = x₀ • L / n_ц,.

Q_c = n_ц • b₀ • L •,.

где r₀, x₀, b₀ — удельные параметры схемы замещения, соответственно активное сопротивление, реактивное сопротивление, емкостная проводимость;

L — длина линии, определяем по плану;

n_ц — число цепей в линии;

U_ном — номинальное напряжение линии.

Таблица 1.2 — Результаты выбора сечений линий радиального варианта.

Для кольцевой (второй) схемы.

Для определения токов, протекающих по линиям кольцевой сети, необходимо рассчитать потоки мощностей по линиям. Активная и реактивная мощность на головных участках сети 1−6 и 1−2:

Р₅ • (L_5-бу + L_бу-6 + L₆₋₁) + Р_бу • (L_бу-6 + L₆₋₁) + Р₆ • L₆₋₁ = 86,1 МВт Аналогично определяем активную и реактивную мощность на головных участках сети 1−6 и 1−2:

Q₁₋₂ = 43,1 МВар.

Р₆₋₁ = 122,3 МВт.

Q₆₋₁ = 67,0 МВар.

Потоки мощностей на оставшихся участках определяются на основе первого закона Кирхгофа, и равны:

Р₂₋₃ = 73,1 МВт; Q₂₋₃ = 33,4 Мвар;

Р₃₋₅ = 51,1 МВт; Q₃₋₅ = 15,8 Мвар.

Р_5-бу = 21,1 МВт; Q_5-бу = -9,7 Мвар.

Р_бу-4 = 98,3 МВт; Q_бу-4 = 9,7 Мвар.

Р₄₋₆ = 97,3 МВт; Q₄₋₆ = 45,7 Мвар.

После определения потоков мощностей определим сечение линий, учитывая условие «короны» :

F_эк1−6 = 366,5 мм²; принимаем провод АС-2×185/29;

F_эк1−2 = 252,9 мм²; принимаем провод АС-300/39;

F_эк2−3 = 211,0 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк3−5 = 140,4 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк5-бу = 61,0 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_экбу-4 = 246,6 мм²; принимаем провод АС-300/39;

F_эк4−6 = 282,6 мм²; принимаем провод АС-300/39.

Для линий марки АС 2×185/29: r₀ = 0,088 Ом/км; x₀ = 0,385 Ом/км; b₀ = 0,288•10^-5 Cм/км; АС 240/32: r₀ = 0,118 Ом/км; x₀ = 0,405 Ом/км; b₀ = 0,281•10^-5 Cм/км; АС 300/39: r₀ = 0,098 Ом/км; x₀ = 0,395 Ом/км; b₀ = 0,284•10^-5 Cм/км.

Таблица 1.3 — Результаты выбора сечений линий кольцевого варианта.

Для смешанной (третей) схемы.

Из расчета первой схемы: F_экi1−2 = 21,3 мм², F_экi1−3 =37,0 мм². Принимаем провод АС-240/32.

Для определения токов, протекающих по линиям кольцевой сети, необходимо рассчитать потоки мощностей по линиям. Активная и реактивная мощность на головных участках сети 1−6 и 1−4:

P₁₋₄ = 87,3 МВт; Q₁₋₄ = 44,2 МВар.

Р₁₋₆ = 86,1 МВт; Q₁₋₆ = 38,6 МВар.

Потоки мощностей на оставшихся участках определяются на основе первого закона Кирхгофа, и равны:

Р₄₋₅ = 47,3 МВт; Q₄₋₅ = 8,2 Мвар;

Р_5-бу = 13,3 МВт; Q_5-бу = -17,3 Мвар;

Р_6-бу = 61,1 МВт; Q_6-бу = 17,3 Мвар.

После определения потоков мощностей определим сечение линий, учитывая условие «короны» :

F_эк1−4 = 256,9 мм²; принимаем провод АС-300/39;

F_эк1−6 = 248,1 мм²; принимаем провод АС-300/39;

F_эк4−5 = 126,1 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк5-бу = 57,3 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк6-бу = 166,8 мм²; принимаем провод АС-240/32.

Для линий марки АС 240/32: r₀ = 0,118 Ом/км; x₀ = 0,405 Ом/км; b₀ = 0,281•10^-5 Cм/км;

АС 300/39: r₀ = 0,098 Ом/км; x₀ = 0,395 Ом/км; b₀ = 0,284•10^-5 Cм/км.

Таблица 1.4 — Результаты выбора сечений линий смешанного (третьего) варианта.

Для смешанной (четвертой) схемы.

Определим мощности в линиях для ветки 1−6-БУ-5:

P_бу-5 = P₅ = 30 МВт; Q_бу-5 = Q₅ = 25,5 МВар;

P_6-бу = P₅ + P_бу = 108,4 МВт; Q_6-бу = Q₅ + Q_бу = 25,5 МВар;

P₁₋₆ = P_6-бу + P₆ = 133,4 МВт; Q₁₋₆ = Q_6-бу + Q₆ = 46,8 МВар.

Для определения токов, протекающих по линиям кольцевой сети, необходимо рассчитать потоки мощностей по линиям. Активная и реактивная мощность на головных участках сети 1−6 и 1−4:

P₁₋₄ = 43,2 МВт; Q₁₋₄ = 37,3 МВар.

Р₁₋₂ = 31,8 МВт; Q₁₋₂ = 26,1 МВар.

Потоки мощностей на оставшихся участках определяются на основе первого закона Кирхгофа, и равны:

Р₄₋₃ = 3,2 МВт; Q₄₋₃ = 1,3 Мвар;

Р₂₋₃ = 18,8 МВт; Q₂₋₃ = 16,3 Мвар.

После определения потоков мощностей определим сечение линий, учитывая условие «короны» :

F_эк1−4 = 150,0 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк1−2 = 108,0 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк4−3 = 9,1 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк2−3 = 65,4 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_экбу-5 = 51,8 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк6-бу = 146,3 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк1−6 = 185,7 мм²; принимаем провод АС-240/32.

Для линий марки АС 240/32: r₀ = 0,118 Ом/км; x₀ = 0,405 Ом/км; b₀ = 0,281•10^-5 Cм/км.

Таблица 1.5 — Результаты выбора сечений линий смешанного (четвертого) варианта.

Для смешанной (пятой) схемы.

Из расчета четвертого варианта:

F_экбу-5 = 51,8 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк6-бу = 146,3 мм²; принимаем провод АС-240/32;

F_эк1−6 = 185,7 мм²; принимаем провод АС-240/32.

Из расчета первого варианта:

F_экi2−3 = 37,0 мм², принимаем провод АС-240/32;

F_экi1−4 = 70,7 мм², принимаем провод АС-240/32.

P₁₋₂ = P₂+ P₃ = 35,0 МВт; Q₁₋₂ = Q₂ + Q₃ =27,4 МВар.

F_экi1−2 = 58,4 мм², принимаем провод АС-240/32.

Таблица 1.6 — Результаты выбора сечений линий смешанного (пятого) варианта.

Выбор трансформаторов на подстанциях

На всех подстанциях устанавливается по два трансформатора, так как данные подстанции питают потребителей первой категории.

Мощность трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях выбирается из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах:

.

где S — нагрузка подстанции,.

k_ав — коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформаторов в послеаварийном режиме работы, k_ав = 1,4.

S_т.ном2 = 11,6 МВА; Выбираем трансформатор мощностью 16 МВА.

S_т.ном3 = 20,1 МВА; Выбираем трансформатор мощностью 20 МВА.

S_т.ном4 = 38,4 МВА; Выбираем трансформатор мощностью 40 МВА.

S_т.ном5 = 28,1 МВА; Выбираем трансформатор мощностью 32 МВА.

S_т.ном6 = 23,4 МВА; Выбираем трансформатор мощностью 25 МВА.