Материал: Технико-экономическое обоснование варианта схемы развития электрической сети районной энергосистемы для электроснабжения новых узлов нагрузки

Третья категория - все остальные электроприемники. Электроснабжение этих электроприемников может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента сети, не превышают 1 сутки.

При разработке схемы электроснабжения необходимо иметь в виду, что потребители электроэнергии, как правило, состоят из электроприемников, относящихся к различным категориям по требуемой степени надежности электроснабжения.

Схема и параметры электрической сети должны обеспечивать надежность электроснабжения, при которой в случае отключения любой линии или трансформатора сохраняется питание потребителей без ограничения нагрузки с соблюдением нормативного качества электроэнергии.

Типы конфигурации электрических сетей и их применение:

Одинарная радиальная сеть является наиболее дешевой, но обеспечивает наименьшую надежность; получила широкое распространение как первый этап развития сети - при небольших нагрузках присоединенных подстанций и возможности их резервирования по сети среднего или низшего напряжения . При этом для правильного проектирования сети уже на первом этапе следует решить, в каком направлении намечается дальнейшее развитие сети.

Двойная радиальная сеть за счет дублирования линии (на одних или разных опорах) обеспечивает резервирование питания потребителей. Эта схема характеризуется равномерной загрузкой обеих ВЛ, что соответствует минимуму потерь, не вызывает увеличения токов КЗ в смежных участках сети, позволяет осуществлять четкое ведение режимов работы сети, обеспечивает возможность присоединения подстанций по простейшим схемам.

Широкое применение находит замкнутая одинарная сеть, опирающаяся на два пункта питания. Эта конфигурация образуется в результате поэтапного развития сети между двумя пунктами питания. Преимуществами такой конфигурации являются возможность охвата территории сетями, создание шин между двумя пунктами питания для присоединения по мере необходимости новых подстанций, уменьшение суммарной длины ВЛ по сравнению с присоединением каждой подстанции «по кратчайшему пути» (что приводит к созданию сложнозамкнутой сети). Недостатками являются большая вероятность неэкономичного потокораспределения при параллельной работе сетей разных напряжений и повышение уровней токов КЗ, вызывающее необходимость секционирования в нормальных режимах.

При выборе вариантов следует руководствоваться следующими соображениями:

1.      Передача электроэнергии от источника питания к пунктам ее потребления должна производиться, по возможности, по наикратчайшему пути;

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);

.        Выбранные варианты должны соответствовать требуемым нормам надежности электроснабжения;

.        Выбранные варианты должны быть технически сопоставимыми и взаимозаменяемыми, т.е. обеспечивающими требуемую передачу мощности в нормальных и по еле аварийных режимах.

Протяженность всех линий выбранных вариантов принимается на 15...20% больше воздушной прямой.

Рис. 2. Граф существующей сети

2.1 Выбор схемы развития радиального варианта сети

Рис. 2.1.1. Р-1                                   Рис. 2.1.2. Р-2

Рис. 2.1.3. Р-3                                   Рис. 2.1.4. Р-4

Расстояния между пунктами.

 км

 км

 км

 км

 км

 км

 км

сеть радиальный трансформатор понижающий

Радиальные варианты (суммируются двухцепные ЛЭП):

 км

 км

 км

 км

Выбираем вариант Р-1 так как он имеет наименьшую длину сооружаемых линий.

2.2 Выбор схемы развития замкнутого варианта сети

Рис. 2.2.1. З-1                                   Рис. 2.2.2. З-2

Рис. 2.2.3. З-3                                   Рис. 2.2.4. З-4

 км

 км

 км

 км

Выбираем вариант З-2 так как он имеет наименьшую длину сооружаемых линий. Так же создаваемое кольцо будет питаться с шин 2х различных подстанций, что обеспечивает высокую надежность.

3. Выбор номинальных напряжений сооружаемых ЛЭП

Номинальное напряжение электрической сети существенно влияет как на ее технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. Так, например, при повышении номинального напряжения снижаются потери мощности и электроэнергии, т. е. снижаются эксплуатационные расходы, уменьшаются сечения проводов и затраты металла на сооружение линий, растут предельные мощности, передаваемые по линиям, облегчается будущее развитие сети, но увеличиваются капитальные вложения на сооружение сети. Сеть меньшего номинального напряжения требует, наоборот, меньших капитальных затрат, но приводит к большим эксплуатационным расходам из-за роста потерь мощности и электроэнергии и, кроме того, обладает меньшей пропускной способностью. Из сказанного очевидна важность правильного выбора номинального напряжения сети при ее проектировании. Экономически целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов: мощности нагрузок, удаленности их от источников питания, их расположения относительно друг друга, от выбранной конфигурации электрической сети, способов регулирования напряжения и др. Ориентировочное значение  можно определить по значению передаваемой мощности и расстоянию, на которое она передается. Напряжение выбирают, исходя из полученного распределения потоков мощности и протяженности участков сети. Чем больше передаваемая по линии мощность и расстояние, на которое она передается, тем выше по техническим и экономическим нормам должно быть номинальное напряжение электропередачи.

Ориентировочные значения номинальных напряжений могут быть получены по эмпирическим формулам и таблицам, учитывающим предельную дальность передачи и пропускную способность линий разных номинальных напряжений.

Область применения и основное назначение ЛЭП. Табл. 3. [Баумштейн]

Таблица 3.

Некоторые эмпирические формулы для определения номинального напряжения [5].

·        Формула Стилла:

Применима для линий длинной до 250 км и передаваемой мощности, не более 60 МВт.

·        Формула Залесского:

Применяется в случае больших мощностей, передаваемых на расстояние до 1000 км.

·        Формула Илларионова:

В отличие от других эмпирических выражений приведенная формула дает удовлетворительный результат для всей шкалы номинальных напряжений переменного тока в диапазоне от 35 до 1150 кВ.

·        Формула * (автор не известен):

Применяется в случае небольших мощностей.

Во всех формулах расстояния  в километрах (км), мощности  берутся на одну цепь в мегаваттах (МВт).

В нашем случае использование формулы Залесского не целесообразно исходя из длин линий и передаваемых мощностей.

Сравним оставшиеся формулы.

Пусть .

Формула Стилла:

Формула Илларионова:

Формула *

Выбор номинальных напряжений произведем по эмпирической формуле Илларионова. Выбор остановился на ней по следующим причинам: формула Илларионова может быть использована на довольно широком диапазоне напряжений.

3.1    Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий радиального варианта сети

Сведем все данные по нахождению номинального напряжения в таблицу 3.1.1.

Таблица 3.1.1.

Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий радиального варианта сети

Расчеты

3.2    Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий кольцевого варианта сети

Сведем все данные по нахождению номинального напряжения в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1.

Выбор номинальных напряжений сооружаемых воздушных линий кольцевого варианта сети

Расчеты

Будем считать, что система однородна. Это условие поможет определить предварительное потокораспределение.

Найдем предварительное потокораспределение в линии с двумя нагрузками ,  и источниками питания в пунктах А и Г по рисунку 2.2.2.

Рис. 3.2.1. Потоки мощности в линии с двухсторонним питанием

По закону Кирхгофа найдем мощность передаваемую через линию 1-2.