1.4 Выбор схем электрических сетей

Выбор схем электрических сетей производится с учетом категорий потребителей. При первой и второй категорий потребителей схемы выполняются кольцевой или магистральной и радиальной в двухцепном исполнении питающих линий, что делает их более надежными. Для потребителей третьей категории требования в надежности незначительные. Поэтому для этих потребителей выполняются магистральные или радиальные схемы с одноцепным исполнением питающих линий. Схемы электрических сетей см. рис.1, рис.2, рис.3.

Рисунок 1. Радиальная схема сети Рисунок 2. Кольцевая схема сети

Рисунок 3. Магистральная схема сети

Таблица 3 – Данные расчетов длин трасс и линий вариантов схем сети.

Параметры сравнения	Варианты схем
	Радиальная	Кольцевая	Магистральная
Длина трассы, км
Длина линии, км
Число выключателей, шт

Далее расчет производится по более выгодным схемам:

1.5 Расчет приведенных нагрузок подстанции

Расчет приведенных нагрузок для двух обмоточного трансформатора производится по следующим формулам:

∆Р_т=(∆Р_кз*S²/n*S_нт²)+n*∆P_xx, МВт (5)[1]

где S – нагрузка подстанции на шинах НН, кВА

∆Q_т=(U_кз*S²/100*n*S_нт)+n*(I_xx*S_н/100), Мвар (6)[1]

где U_кз – напряжение короткого замыкания, %

I_хх – ток холостого хода, %

n – число линий

S_{прив. max/min}=S_max/min+∆S_т, МВА (7)[1]

где ∆S_т – потери мощности трансформатора, кВА

Рассмотрим пример расчета для двух обмоточного трансформатора, который используем на подстанции 1.

В максимальном режиме:

∆Р_т= МВт

∆Q_т= Мвар

S_прив= МВА

В минимальном режиме:

∆Р_т= МВт

∆Q_т= Мвар

S_прив= МВА

Расчет для подстанции 2, 3 и 4 производится аналогично и расчеты сведены в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчет приведенных нагрузок подстанции.

Номер подстанции	Максимальный режим			Минимальный режим
	∆Рт, МВт	∆Qт, Мвар	Sприв, МВА	∆Рт, МВт	∆Qт, Мвар	Sприв, МВА
1
2
3
4

1.6 Расчет кольцевой схемы сети

Кольцевая схема сети является простейшей замкнутой сетью, содержащий один замкнутый контур.

Рисунок 7. Кольцевая схема сети

Рисунок 8. Кольцевая схема сети в развернутом виде

Определяем точку раздела мощностей (перетоки мощности) на каждом участке сети по формуле:

S_ип=(∑S_i*L_iии)/L_ип-ип’, МВА (8) [1]

где S_i – мощность токового участка, МВА

L_iии – расстояние от противоположного источника питания до токового участка, км

L_ип-ип’ – расстояние между двумя источниками питания, км

S_ип= МВА

S_ип= МВА

Определяем максимальный ток по формуле:

I_max=(√P²+Q²)/√3*U_н*n, А (9) [1]

ИП-4:

I_max= А

ИП-3:

I_max= А

3-2:

I_max= А

1-3:

I_max= А

ИП-1:

I_max= А

Определяем экономическое сечение по формуле:

F_э=I_max/j_э, мм² (10) [1]

где j_э=1,1 или 1А/мм²

ИП-4:

F_э= мм²

ИП-3:

F_э= мм²

3-2:

F_э= мм²

1-3:

F_э= мм²

ИП-1:

F_э= мм²

Производим выбор сечения и марки проводов

ИП-4: АС с I_доп= А

ИП-3: АС с I_доп= А

3-2: АС с I_доп= А

1-3: АС с I_доп= А

ИП-1: АС с I_доп= А

Проверяем выбранные провода по нагреву в аварийных режимах. Аварийным режимом (наиболее тяжелым) в кольцевой сети является обрыв провода на головных участках сети.

Рисунок 9. Аварийные режимы

Рассчитаем наибольшие аварийные токи, протекающие по участкам сети по формуле:

I_ав=(√Р²+Q²)/(1.73*U_н*n), А (11) [1]

где I_ав – ток аварийного режима, А

I_{ав, ип-1}= I_{ав, ип-3}= А

I_ав,1-3= А

Проверка провода по нагреву производится по условию:

I_доп>I_ав, А

где I_доп – ток допустимый, А

ИП-1: > А

ИП-3: > А

1-3: > А

Выбранные провода проходят по нагреву.

Производим расчет параметров ЛЭП:

R=(r₀*l)/n, Ом (12) [1]

где R – активное сопротивление ЛЭП, Ом

r₀ – активное погонное сопротивление, Ом/км

l – длина линии, км

Для ИП-4:

R= Ом

х=(х₀*l)/n, Ом (13)[1]

где х – индуктивное сопротивление ЛЭП, Ом

х₀ – индуктивное погонное сопротивление, Ом/км

Для ИП-4:

х= Ом

Расчеты параметров ЛЭП для других участков сети производятся аналогично рассмотренному и их результаты занесены в таблицу 5.

Определяем потери активной мощности на каждом участке сети по формуле:

Р=3*I²*R, кВт (14)[1]

где I – ток на участке в нормальном режиме, А

ИП-1:

Р= кВт

Потери активной мощности для других участков сети производится аналогично и результаты занесены в таблицу 5.

Таблица 5 – Параметры ЛЭП и потери активной мощности.

Наименование участка	Марка провода	Длинна участка, км	Погонные сопротивления, Ом/км		Сопротивление линии, Ом		Ток нагрузки, А	Потери мощности, кВт
			Активное, R0	Индуктивное, X0	Активное, R	Индуктивное, X
ИП - 4	АС
ИП - 3	АС
3 -2	АС
1 - 3	АС
ИП - 1	АС