Попередній розрахунок сталих режимів варіантів схеми електричної мережі промислового району

І Варіант. Радіально-магістральна мережа.

Визначаю потоки потужності, передані по лініях у нормальному режимі:

S ₁₂= S₂= 10 + j1.9 (MBA);

S _ц₁ = S ₁₂+ S₂ = (33 + j 12.37) + (10 + j1.9) = 43 + j14.27 (МВА);

S ₄₃ = S₃ = 12 + j3.94 (МВА);

S ₅₄ = S ₄₃ + S₄ = (18 + j5.21) + (12 + j3.94) = 30 + j9.15 (MBA);

S _ц₅ = S ₅₄+ 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
	P _л^н	МВт
	Q _л^н	Мвар	1.9	14.27	3.94	9.15	13.81
	S _л^н	МВА	22,76	28,64	44,58	36,67	48.03
	U_ном^жел	кВ	61.24(110)	116.64(110)	65.84(110)	92.3(110)	112.26(110)
	І _л^н	А	26.72	118.9	33.15	82.3
	n x F_эк	мм²	2х70	2х120	2х70	2х95	2х120
	I _gоn	А	1х265	3х390	2х265	2х330	2х390
	Р _л^А1+ jQ _л^А1	МВА	10+j1.9	43+j14.27	12+j3.94	30+j9.15	46+j13.81
	І _л^А1	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
	Δ U _л^н	%	0.64	1.55	0.64	1.95	1.43
	Δ U _max^н	%			4.02
	Δ U _л^А1	%	1.27	3.11	1.27	3.91	8.32
	Δ U ^А_max	%			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
		P _л^н	МВт	47.02	14.02	-4.02	7.98	28.47	41.98
		Q _л^н	МВАр	12.81	0.44	1.46	5.4	10.61	15.27
		S _л^н	МВА	48.73	14.03	4.28	9.4	30.38	44.07
		U_ном	кВ	115.06 (110)	71.61 (110)	39.6 (110)	54.58 (110)	91.83 (110)	108.75 (110)
		I _л^н	А	255.77	73.59	22.46	50.6	159.45	234.46
		n x F_эк	мм²	1х185	1х120	1х120	1x120	1х150	1х185
		I _g_о_n	А	1х520	1х390	1х390	1,390	1х450	1х520
		Р _л^А1+ jQ _л^А1	МВА		33+j12.37	43+j14.27	55+j18.21	73+j23.42	89+j28.08
		Р _л^А2+ jQ _л^А2	МВА	89+j28.08	56+j15.71	46+j13.81	34+j9.87	16+j4.66
		I _лА1	А		184.96	237.82	304.1	402.36	489.8
		I _лА2	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
		r_л	Ом	3.62	7.47	7.87	5.57	4.43	3.24
		Х_л	Ом	14,1	22,72	10,25	10,33	13,86	13,66
		Δ U _л^н	%	9.23	12.81	13.49	9.55	9.39	8.26
		Δ U _max^н	%	1.33
		Δ U _л^А1	%		3.35	4.39	3.97	4.49	4.3
		Δ U _л^А2	%	4.8	2.13	4.53	2.34	0.95
		Δ U ^А1_max	%	20.5
		Δ U ^А²_max	%	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
	P _л^н	МВт		9.03	-0.97	24.37	13.34	4.66	20.66
	Q _л^н	Мвар	13.92	1.55	-0.35	7.39	3.8	1.41	6.07
	S _л^н	МВА	44.25	9.16	1.03	25.47	13.87	4.87	21.53
	U_ном	кВ	110.5 (110)	58.37 (110)	19.64 (110)	93.75 (110)	69.04 (110)	42.3 (110)	82.76 (110)
	I _л^н	А	232.25	48.08	5.4	133.68	72.8	25.56
	n x F_эк	мм²	1х185	1х120	1х120	1х150	1х120	1х120	1х120
	I _g_о_n	А
	Р_л^А1+jQ_л^А1	МВА		33+ j12.27		59.99+ j19.47
	Р_л^А2+jQ_л^А2	МВА				51.63+ j15.06		16+ j4.66
	Р_л^А3+jQ_л^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
	I _л^А1	А		184.96	236.19		27.03	71.38	158.82
	I _л^А2	А	207.69	23.2	30.28	282.27	185.8	87.44
	I _л^А3	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
	Δ U _л^н	%	2.32	0.72	0.1	2.93	0.91	0.33	1.28
	Δ U _max^н	%	3.84
	Δ U _л^А1	%		3.35		7.52
	Δ U _max^А1	%	7.52
	Δ U _л ^A2	%				6.11		1.1
	Δ U ^А²_max	%	6.11
	Δ U _л^А3	%	2.38	0.91	0,42		0.79	2.15	2.81
	Δ U ^А3_max	%	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
	P _л^н	МВт			16.99	4.99	13.01	29.01
	Q _л^н	Мвар	14.27	1.9	5.2	1.26	3.95	8.61
	S _л^н	МВА	45.31	10.18	17.77	5.15	13.6	30.26
	U_ном^жел	кВ	116.64 (110)	61.24 (110)	79.47 (110)	43.71 (110)	68.28 (110)	94.84 (110)
	I _л^н	А	118.9	26.72	93.27	27.03	71.38	158.82
	n x F_эк	мм²	2х120	2х70	1х120	1х70	1х120	1х150
	I _g_о_n	А
	Р _л^А1+ jQ _л^А1	МВА	43+ j14.27	10+ j1.9	46+ j13.81	34+ j9.87	16+ j4.66
	Р _л^А2+ jQ _л^А2	МВА	43+ j14.27	10+ j1.9		12+ j3.94	30+ j9.15	46+ j13.81
	I _л^А1	А	237.82	53.43	252.1	185.8	87.44
	I _л^А2	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
	Δ U _л^н	%	1.55	0.64	2.5	0.5	0.91	1.8
	Δ U _max^н	%	2.19
	Δ U _л^А1	%	3.11	1.27	5.5	3.5	3.5
	Δ U _л^А2	%				1.27	2.1	2.86
	Δ U ^А1_max	%	4.38	10.1
	Δ U ^А²_max	%				6.23

Схему по ІV варіанту можна технічно реалізувати.