Расчет линии с двусторонним питанием. Электрические сети

1. Лекция 7

2. ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ РАСЧЕТА ЛИНИИ С ДВУСТОРОННИМ ПИТАНИЕМ

1. UA=UБ
n
SA
*
S
Z
Нi iБ
i 1
Z * AБ
,
где n – число нагрузок

3.

2. Сеть однородна
Xi
Однородной сетью называют сети, у которых:
const
Ri
для i = 1, …,n (n – число участков сети).
*
*
S Н1 ( Z 2 Z 3 ) S Н 2 Z 3*
S1
*
*
*
Z1 Z 2 Z 3
S Н1 (r02 jx02 )l2 (r03 jx03 )l3 S Н 2 (r03 jx03 )l3
(r01 jx01 )l1 (r02 jx02 )l2 (r03 jx03 )l3
S Н1
r02
1
r01
1
x03
x03
x02
j
l2 r03
1 j
l3 S Н2 r03
1 j
l3
r02
r03
r03
x02
x03
x01
j
l1 r02
1 j
l2 r03
1 j
l3
r01
r02
r03
S Н1 R2 R3 S Н 2 R3
.
R1 R2 R3

4.

3. Fi=const
*
2
*
1
*
3
*
2
S Н1 ( Z Z ) S Н2 Z
S1
*
Z Z Z3
*
3
S Н1 (r0 jx0 )l2 (r0 jx0 )l3 S Н 2 (r0 jx0 )l3
(r0 jx0 )l1 ( r0 jx0 )l2 (r0 jx0 )l3
S Н1 l2 l3 S Н 2l3
.
l1 l2 l3
Этой формулой для линий с двусторонним питанием можно
пользоваться и в случае, когда сечения проводов линий еще
не выбраны.
В курсовой работе !

5.

S ур
I ур
При
(U
*
A
U Б )U Н
*
Z
*
3U Н I
АБ
(U A U Б )
3 Z АБ
U ф
Z АБ
*
ур
(U
*
A
U Б )U Н
*
Z * АБ
U ф j U ф
R АБ jX АБ
X АБ RАБ
I ур(a) jI ур(р)
U ф
I ур(a)
X АБ
U ф j U ф
jX АБ
j
I ур(р)
U ф
X АБ
U ф
X АБ
U ф
X АБ

6. 4. Основы проектирования электрических сетей

При проектировании электрических сетей
должно быть задано:
1. Максимальные мощности нагрузок (Рmax)
2. Типы нагрузок (график нагрузок, категории
потребителей, Tmax, Kmax)
3. Возможные расположения новых понижающих
подстанций
4. Расположение источников мощности
(электрических станций, районных подстанций)

7. При проектировании электрических сетей выбираются:

1.
2.
3.
4.
Конфигурация электрической сети
Номинальные напряжения ЛЭП
Сечения проводов
Количество, тип и мощность
трансформаторов
5. Средства обеспечения баланса Q
6. Средства регулирования напряжения
7. Коммутационные схемы подстанций
(типовые)

8. 4.1 Выбор конфигурации сети

Выбираемые схемы должны удовлетворять
требованиям:
1. Надежности электроснабжения (число цепей,
трансформаторов)
2. Качеству электроснабжения
3. Максимального охвата территории
4. Экономичности (минимум затрат)
На этапе выбора вариантов схем к рассмотрению
берутся схемы, имеющие минимальную суммарную
длину ЛЭП

9.

• По типу присоединения к сети
подстанции могут быть тупиковые или
проходные.
• Ответвительные подстанции применять
не следует.

10. При выборе вариантов следует руководствоваться следующими cоображениями:

• 1) передача электроэнергии от источника
питания к пунктам ее потребления должна
производиться, по возможности, по
наикратчайшему пути, что предполагает
снижение потерь мощности в сети;
• 2) суммарная стоимость сооружаемых ЛЭП
должна быть наименьшей, что приближенно
можно оценить по суммарной протяженности
сооружаемых ЛЭП (протяженность
двухцепных ЛЭП следует включать в сумму с
весовым коэффициентом 1,5).

11.

Выбор вариантов схем соединения ЛЭП
А
1
А
Г
Г
2
1
Б
33
2
2
3
А
А
1
1
Г
22
Г
33
3
2

12.

А
А
1
3
1
Г
3
2
2
А
1
Г
3
А
1
Г
2
3
2

13.

4.2 Выбор номинальных напряжений
сооружаемых ЛЭП
U 16 P l
4
U
P – на одну цепь (МВт),
l - в км
1000
500 2500
l
P
В кольцевой части сети преимущественно берут
одинаковое номинальное напряжение ЛЭП.

14. Соотношение номинальных напряжений элементов сети

Г
T1
Л1
~
T2
1,1Uном1
Uном1
T4
T3
1,1Uном2
Uном2
Л2

15.

Uном.потреб.= Uном.сети
Первичные обмотки трансформаторов:
Uном.Т1= Uном.ген.=1,05Uном.сети
Uном.Т2,Т3,Т4= Uном.сети
Вторичные обмотки трансформаторов:
Uном.Т1,Т2,Т3,Т4= 1,1Uном.сети (1,05Uном.сети)

16.

4.3 Выбор сечений проводов сооружаемых
ЛЭП
1. Выбор сечений проводов производится из условия
нормального максимального режима электрической сети.
2. Расчетная нагрузка потребителей берется на пятый год
эксплуатации.
3. При проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ
включительно выбор сечения проводов
производится по нормированным обобщенным
показателям.
В качестве таких показателей используются
нормированные значения экономической
плотности тока

17.

З ( F ) К ( F ) И1 ( F ) И пот ( F ) ЗК З Э
l
R
F

18. Экономические токовые интервалы

Каждая кривая построена для одного конкретного
значения сечения провода: F1 < F2 < F3

19.

Методика выбора сечений проводников
по нормированным значениям
экономической плотности тока
F
Iр
jн
где Iр – расчетный ток, А;
jн – нормированная плотность тока,
А/мм2.
I р I 5 i T

20.

где I5 – ток линии на пятый год ее эксплуатации
в нормальном режиме, определяемый по
расчетным потокам мощности.
I5
S5
3U ном
Потоки мощности на пятый год эксплуатации S5 определяются расчетом приближенного
потокораспределения в линиях.

21.

αi – коэффициент, учитывающий изменение
нагрузки по годам эксплуатации линии. Для
линий 110...220 кВ значение αi может быть
принято равным 1,05, что соответствует
математическому ожиданию этого коэффициента
в зоне наиболее часто встречающихся темпов
роста нагрузки.
αT – коэффициент, учитывающий число часов
использования максимальной нагрузки ВЛ
(Tmax) и коэффициент Км , который отражает
участие нагрузки ВЛ в максимуме
энергосистемы

22. Пояснение КМ

P
ЭЭС
ЛЭП
t

23.

Усредненные значения коэффициента αT
Напряжение
ВЛ, кВ
35…330
Коэффициент участия в
максимуме
энергосистемы, Kм
1,0
0,8
0,6
Значение коэффициента при числе часов
использования максимума нагрузки, Tmax, ч/год
до 4000
4000-6000
более 6000
0,8
1,0
1,3
0,9
1,2
1,6
1,1
1,5
2,2

24.

Состав нагрузки сооружаемых подстанций, %
(для всех вариантов одинаковы)
1
2
3
до 40
с 41 до 50
свы ш е 50
до 40
с 41 до 50
свы ш е 50
до 10
свы ш е 10
15
15
20
20
20
15
40
40
15
10
10
20
30
20
15
20
10
20
30
20
15
-
15
20
10
20
30
-
40
40
30
-
10
10
20
10
20
60
45
производство
хозяйственное
Сельско-
транспорт
фицированный
Э
лектри-
ная3-сменная
Промыш
лен-
ная2-сменная
Промыш
лен-
ная1-сменная
Промыш
лен-
нагрузка
П од- М акси м альная
станакти вн ая
ци я м ощ ность, М В т
Осветительная
С остав н агр узк и

25.

Потребители электроэнергии
Осветительно-бытовая
нагрузка
Коэффициент
KMi
1,0
Промышленные предприятия:
трехсменные
0,85
двухсменные
0,7 - 0,75
односменные
0,1 - 0,15
Электрифицированный
транспорт
Сельскохозяйственное
производство
1,0
0,7 - 0.75

26. Пример расчета Kм

Пусть мощность подстанции 1 равна 45 МВт
15
1 15
0,85 10
0, 75 10
0,15 40
1 10
0, 75
KM
KM
100
Результат KM = 0,843

27. Определение Kм для ЛЭП

А
SА1
1
S1Н
(КМ1)
K MA1 K M1
А
SА1
1
2
S1Н
S2Н
(КМ1)
(КМ2)
S1Н K M1 S 2 Н K M2
K MA1
S1Н S 2 Н

28. Определение Kм для ЛЭП

А
SA1
S12
SБ2
1
2
S1Н
S2Н
(KМ1)
(KМ2)
K МБ2 K М2
K М12 K М2
S12 K М2 S 1Н K М1
K МА1
S A1
Б

29.

Нормированные значения плотности тока для ВЛ
jн
Проводники
Плотность тока, А/мм2, при числе часов
использования максимума нагрузки, Tmax,
ч/год
более 1000
до 3000
Неизолированные провода и шины:
медные
алюминиевые
2,0
1,0
более 3000 до
5000
1,7
0,9
более 5000
1,4
0.8

30.

Методика выбора сечений проводников
по нормированным значениям
экономической плотности тока
F
Iр
jн
где Iр – расчетный ток, А;
jн – нормированная плотность тока,
А/мм2.
I р I 5 i T

31.

Сечение, полученное в результате указанного
расчета, округляется до ближайшего
стандартного сечения.
Выбранное сечение провода линии подлежит
обязательной проверке:
• по нагреву в послеаварийном режиме;
• по условию снижения потерь на корону;
• по механической прочности провода и
опор ВЛ.

32.

Выбранное сечение провода должно быть
проверено по допустимой токовой нагрузке по
нагреву Iдоп:
I р.н. I доп
где Iр.н. – расчетный ток для проверки проводов
по нагреву (при этом расчетными режимами
могут являться нормальные или
послеаварийные режимы)

33.

Допустимые длительные токи для
неизолированных проводов марок АС и АСК,
применяемых на ВЛ 35…220 кВ (допустимая
температура нагрева +70° С
при температуре воздуха +25° С)
Сечение,
(алюминий/сталь) 35/6,2 50/8 70/11 95/16 120/19 150/24 185/29 240/39 300/48 330/27
мм2
Ток, А
175
210 265
330
390
450
510
610
690
730
Сечение,
(алюминий/сталь) 400/18 400/51
мм2
Ток, А
830
825
400/69 500/26
860
330
500/64
945

34.

Расчетная температура
воздуха, С°
Нормированная
температура провода, С°
25
70
Поправочные коэффициенты при фактической температуре воздуха, С°
–5
0
+5
+10
+15
+20
+25
+30
+35
+40
+45
+50
1,29
1,24
1,2
1,15 1,11 1,05
1,0
0,94 0,88 0,81 0,74 0,67

35. Определение максимального послеаварийного тока

I ав1 I ав3
I ав4 2 I 5max
S Н2 S Н3
3 U ном
;
I ав3
max( S Н2 , S Н3 )
3 U ном
;

36.

Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны, мм
Напряжение ВЛ, кВ
110
150
220
330
500
Фаза с проводами
одиночными
расщепленными
11,4 (АС 70/11)
15,2 (АС 120/19)
21,6 (АС 240/39)
3х17,1 (ЗхАС 150/24)
33,2 (АС 600/72)
2х21,6 (2хАС 240/39)
3х24,5 (ЗхАС 300/66)
2х36,2 (2хАС 700/86)

37.

Минимально допустимые сечения неизолированных проводов по условиям
механической прочности для ВЛ свыше 1 кВ
Сечение проводов, мм2
алюминиевых из термообра- сталеалюи
из ботанного
миниевых
Характеристика ВЛ
нетермообрабо алюминиевого
танного
сплава
алюминиевого
сплава
ВЛ без пересечений в районах по
гололеду:
до II
70
50
35/6,2
в III-IV
95
50
50/8
в V и более
70/11
Пересечения ВЛ с судоходными
реками
и
инженерными
сооружениями
в
районах
по
гололеду:
до II
70
50
50/8
в III-IV
95
70
50/8
в V и более
70/11
ВЛ, сооружаемые на двухцепных
или многоцепных опорах:
до 20 кВ
70/11
35 кВ и выше
120/19
стальны
х
35
35
35
35
50
50
-

38.

Максимально возможные сечения
проводов из условия механической
прочности унифицированных опор
составляют:
• для ВЛ-35 кВ – 150 мм2;
• для ВЛ-110 кВ – 240 мм2;
• для ВЛ-220 кВ – 500 мм2.