Выбор номинального напряжения электрической сети

Предварительный выбор номинального напряжения Uh линий производят совместно с разработкой схем сети, т.к. они взаимно дополняют друг друга[1]. Все элементы электрической сети, а также электроприемники выполняются на определенное номинальное напряжения и могут работать при значениях напряжения, отличающихся от номинального лишь с некоторыми допусками[2]. Все элементы сети обладают определенными сопротивлениями, поэтому токи в них вызывают изменение напряжения, в результате комплексные значения напряжения во всех узлах сети получаются различными.

Величина U _h зависит от передаваемой мощности. Напряжение, для выбранного варианта конфигурации электрической сети предварительно определим по формуле Г.А. Илларионова:

+

И ном^:

(1.1)

LP где L - длина линии, км; P - передаваемая мощность на одну цепь, МВт.

В отличие от других экспериментальных выражений приведенная формула дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений переменного тока в диапазоне от 35 до 1150 кВ[3].

Схема 1

Для определения напряжения необходимо сначала определить длину линии и соответствующие передаваемые мощности:

L A - 14' = ¹² км ; L 14 - 14' = ⁴ км ;    ^L 14' - 20' = ^{8 ei} ; L 20' - 20 = ⁸ км ;   ^L 20' - 11 = ⁴ км^. ;

L a - 34 = 14 ei . L .    = ⁶ ег ;

Рассчитаем перетоки активных мощностей без учета потерь мощности.

Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям:

D a - 34 =

P 4 + P 3   36 + 39

= 37,5 IAd .

D34-33 = р3 = 36 = 181Ад,

^Da - 14'

P 14 + P + D ₌ 9 + 21 + 28 _{= 29Ыд}

D = P. = 25 = 14 J^d ,

14    2     2

P

Р20 20’ = — = — = 10,5МВт. 20-20     2     2

P

Р = -¹¹ =  = 4,5 МВт.

11-20    22

Р20. 14. = P20 + P11 = 9+21 = 15 МВт, 20-14        22

Определяем номинальное напряжение сети:

U III

^U itt  , a -34

,34-33

III    ,11-20'

u -

III    ,20'-14'

500   2500

V ^La -34    ^pa -34

500   2500

--1--

TP 34-33     34-33

¹⁰⁰⁰     = 99 eA ,

500  2500

14   37,5

500  2500

6     18

= 67,12 eA ,

—        ---= 38,3eA ,

500  2500

+ ^^^r

500   2500

11-20'       11-20'

III    ,20'-20

	1000 =	1000     = 57,67 eA ,
A	500   2500 L     ' P ^20'-20    1 20'-20      V	500  2500 + 8    10,5

500   2500

20'-14'       20'-14'

500  2500

6     15

= 63,25 eA .

U III	1000           1000 ,. ,         500   2500    500  2500 +          1      + АГ.  Р.     V 4    14 V 14-14'     1 14-14'       V              1*т
и -UIII	1000           1000 - |4, = ,                  = ,                = 88,45 еА . ,         500   2500    500  2500 +         1     + А 7       Р       V 12     29 V LA -14' PA -14'      ’ 12      29

Исходя из полученных результатов, видно, что схема 1 электрической сети будет выполняться на напряжение U_HOм = 110 кВ.

Схема 2

Для определения напряжения необходимо сначала определить длину линии и соответствующие передаваемые мощности:

L A - 14   ^{12 КМ ;} L 14 - 14' = ⁴ км ’ ^L 14' - 20' = ⁶ км ^; L A - 34    ¹⁶ км . ^;   L 20 - 20' = ⁸ км - ^;

L 20' - 11 = ⁴ км . . La - 33 = 18 ег ;   L 33 - 34 = 6 км

;

Рассчитаем перетоки активных мощностей без учета потерь мощности[4].

Представим простейший замкнутый контур в виде линии с двухсторонним питанием (рис.3) и определим соответствующие мощности. Задаем направление мощности. Если при расчете получается отрицательное значение мощности, то меняется направление мощности.

Рассмотрим одноцепную линию А-34-33-А (рис.1):

А         т34        33         А

Р А-34             Р 34-33              Р А-33

Р 34              Р 33

Рис 1. Одноцепная линия А-34-33-А

В =

А - 33

P ₃ • ( L_{33 34} + L_{A 34}) + P 34 • L_a34 _ 36(6 + 16) + 39 - 16 _ 792 + 624

^L 33 - 34 ⁺ L A - 33 ⁺ L A - 34

18 + 6 + 16

= 35,4 MBO ,

P34 •( L33.34 + La -33)+ P33 • La -33  39(6 +18) + 36-18  936 + 648„,.„.

Д =------------------------=--------------=-------= 39,6 MBO .

А          La-33 + L33-34 + La-34           18 + 6 +1640

По первому закону Кирхгофа определим распределение мощности D₃₄_₃₃

Д4 зз = Д 34 - Дз = 39,6 - 39 = 0,6IAO . 34 33     A 3433

Д4 33 = ВА 33 - Д3 = 35,4 - 36 = -0,6IAO .

Определяем мощности, передаваемые по двухцепным линиям:

в   = P 14 +P + B2, = 9+ 21 +28 = 29 iA. , A - 14           2                2 ц. = P 14 = 25 = 14 IAo , 14     2    2 P Л о 20’ = ^0 = — = 10,5 МВт. 20 - 20      2     2       , P Р   = -11 = - = 4,5 МВт. 11 - 20      2     2     , 5 20.14' = P 2°| P 11 = 9 + 21 = 15 IA. ,

Теперь мы можем определить номинальные напряжения для каждой линии по формуле Илларионова (1):

U III

, A -33

500  2500

--1--

\L    P

X   A -33     ¹ A -33

500  2500

18   35,4

,   1000     = 101eA, v27,7 + 70,62

U-

III    ,11-20'

III    ,20'-20

--1--

L ■P

A -34

500   2500

--1--

T.         P

11-20'       11-20'

500   2500

--1--

T _     _

20'-20      20'-20

500   2500

\ 16   39,6

= 103 eA ,

—        ---= 38,3eA ,

44,5

,  ¹⁰⁰⁰      = 57,67 eA ,

--1--

810,5

III    ,20'-14'

500   2500

--1--

20'-14'       20'-14'

500  2500

--1--

6     15

= 63,25 eA .

U -

III    ,14-14'

500   2500

--1--

TP . .

14-14'       14-14'

500  2500

--1--

4    14

= 57,4 eA .

U-

III , A -14'

--1--

T.P

A-14'

UIII

500   2500

--1--

^33-34     33-34

,              = 88,45 eA .

,              = 40,13 eA ,

64.65

Исходя из полученных результатов, видно, что схема 2 электрической сети будет выполняться на напряжение U_HOм = 110 кВ.