Составление и обоснование вариантов схемы электрической сети

Разработка вариантов схемы соединений линий сети и ПС

На рис. 1.1 приведен граф существующей сети (без учета количества цепей ВЛ и непрямолинейности трасс линии) и места размещения новых подстанций.

Анализ существующей схемы позволяет определить следующее.

• 1. Автотрансформаторы ПС, А и ПС В имеют запас пропускной способности, позволяющей развивать схему без их замены.
• 2. ВЛ А-В напряжением 110 кВ является резервной и включается тогда, когда обе цепи ВЛ А-В 220 кВ оказываются в нерабочем состоянии (например, при совпадении ремонта одной цепи и аварийного отключения другой). В этом случае переток по ВЛ А-В 110 кВ равен необеспеченной нагрузке ПС В (сумме нагрузок на шинах 110 и 35 кВ, за вычетом перетока из внешней сети), то есть
• 68 + j36 + 8 + j6 — 60 — j30 = 16 + j12 МВ•А (20 МВ•А — полная мощность). Для провода АС-185 допустимый по нагреву ток (при t₀=25⁰C) равен 510 А, а поправочный коэффициент на температуру окружающей среды для зимнего периода (когда нагрузки наибольшие) k_t=1,29. Тогда максимальный (допустимый по нагреву) переток по ВЛ А-В 110 кВ составляет
• -125МВ•А.

То есть, по техническим условиям линию можно дополнительно загрузить не более, чем на 125−20 = 105 МВ•А.

Рис. 1.1. Граф существующей сети

Рис. 1.2. Схема существующей электрической сети 220/110/35/10 кВ

• 3. Каждая из цепей ВЛ А-В 220 кВ допускает дополнительную нагрузку порядка 300 МВ•А, что превышает вместе взятую мощность трёх новых подстанций.
• 297,4 МВ•А.

S₁ = = 72.2 МВ•А.

S₂ = = 23.7 МВ•А.

S₃ = =21.1 МВ•А.

= 117 МВ•А.

Перейдём к составлению схем соединения линий.

ПС 3 близко расположена к ПС В. Рассмотрим вариант двух цепной ВЛ В-1. Длину L_B1 линии найдём как.

L_3В = k_удл = 1,24 = 14,138 км.

14 км где k_удл = 1,24 учитывает непрямолинейность трассы ВЛ.

Длину L _ij линии между любыми i-м и j-м пунктами можно определять иначе, если местоположения старых и новых ПС нанести на масштабную сетку. Тогда.

L _ij = l _ij m k_удл ,.

где l_ij — расстояние между узлами i и j на масштабной сетке, см;

m — масштаб, км/см.

Рассчитаем длины участков:

L_АВ = k_удл = 1,24 = 127,2 км.

L_А1 = k_удл = 1,24 = 34,6 км.

L₂₃ = k_удл = 1,24 = 41,8 км.

L₂₁ = k_удл = 1,24 = 37,3 км Уравнение прямой А-В: -11х — 102у + 5650 = 0.

L_1-С = k_удл = 1,24 = 32,4 км Координаты точки C: (59.8; 48,94).

Аналогично для точек D и Е:

L_2-D = 25.75.

D = (118.2; 42.65).

L_3-E = 12.

E = (146; 39.65).

Приближенно оценим величины напряжений В сетях ЭС РФ общего назначения переменного тока 50 Гц, согласно ГОСТ 721–77, должны использоваться следующие номинальные междуфазные напряжения: 380 В; (6) Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. Для существующих и расширяющихся электрических сетей на номинальные напряжения 3 и 150 кВ электрооборудование должно изготовляться (см. ГОСТ 721–77)., 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750 и 1150 кВ. Могут также существовать сети, построенные по устаревшим стандартам с номинальными межфазными напряжениями: 220 В, 3 и 150 кВ.

Область применения и основное назначение ЛЭП. Табл. 1.1. [Баумштейн].

Таблица 1.1.

Выводы:

Не одна из предложенных новых ПС не подходит к диапазону напряжений 10 — 35 кВ, поэтому по техническим условиям ЭС можно дополнительно загружать только в диапазоне номинальных напряжений: 110 — 220 кВ.

Рис. 1.3. Расстояния в системе

Наметим варианты схем новых ПС (рис. 1.3).

• А)
• Б)
• В)
• Г)

Рис 1.4. Варианты конфигурации систем

ПС1, ПС2, ПС3 расположены от проходящей ВЛ А-В на расстоянии: 32,4; 25,75; 12 км соответственно. Напрашивается вариант питания ПС (1 — 3) по схеме «заход-выход».

На рис. 1.4. (А) для питания ПС1 по ВЛ 110 — 220 кВ используется участок существующей линии (А-С). ПС2 — участок C-D; ПС3 — участок D-E. Другой участок (E-В) со временем может быть демонтирован. Затраты на демонтаж и остаточную стоимость демонтируемого оборудования (опор, проводов, изоляторов, тросов, линейной арматуры) в курсовой работе можно считать одинаковыми и в дальнейшем не учитывать.

Другие возможные варианты питания новых подстанций по линии 110 кВ и 220 кВ показаны на рис. 1.4, (Б, В и Г).

На схеме рис. 1.4 (Г), предполагается прокладка линии 110 кВ А-1−2-3, включенной параллельно уже существующей ВЛ А-В того же напряжения. По сути речь идёт о развитии сети 110 кВ, работающей параллельно с сетью 220 кВ, что на перспективу не рекомендуется.

Длины существующих и новых линий указаны на схемах (рис. 1.4). схема (Г) — самая длинная. Схема на рис. 1.4, (А) характеризуется наименьшими длинами новых линий. Присвоим этому варианту № 1 и оставим для дальнейшего сравнения. Сопоставим три остальных схемы по суммарной длине новых линий (двухцепные линии учётом с коэффициентом 1,5). Для схемы на рис. 1.4, (Б) имеем одноцепные ВЛ 110 кВ А-1 (длина 34,6 км), 1−2 (41,8 км), 2-D (25.75 км) и двухцепную линию 110 кВ В-3 (14 км). Тогда обобщенная длина линии для этой схемы составит (34,6+41,8+25,75) + 1,5(14) = 123.15 км.

Вычисления для других схем Таблица 1.2.

Обобщенный показатель длин трасс ВЛ.

Из приведенных вариантов выбираем схему на рис. 1.4.А, как имеющую минимальную длину новых ВЛ — это вариант № 1. Схема Б — вариант № 2.

Из рассмотренного вытекает, что при разработке вариантов развития сети следует учитывать возможности существующей сети, а конфигурацию схемы намечать с одновременным выбором номинальных напряжений линии.