4. Электрические расчеты основных режимов работы

выбранного варианта сети.

Составляем схему замещения варианта 5 на основе электрической принципи-

альной схемы.

Рис.25 Схема замещения варианта 5, электрической сети.

Рассчитаем режимы максимальных, минимальных нагрузок и послеаварийный

режим работы по формулам:

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

Просчитаем эти величины для каждой подстанции, а результаты расчетов зане-

сем в таблицы №8, №9, №10.

мВт

мВт

мВт

мвар

мвар

мвар

мвар

мВ А

Таблица 8 Режимы максимальных нагрузок.

№ п/ст	Рн мВт	Qн мвар	ΔPкз мВт	ΔPхх мВт	ΔQ мвар	ΔQхх мвар	ΔQкз мвар	Рр мВт	Qр мвар	Sр мВ А
1	10	3,5	0,037	0,02	1,05	0,126	0,93	10,057	3,506	10,65
2	20	7	0,139	0,028	1,35	0,18	2,36	20,167	8,19	21,77
3	30	10,5	0,097	0,05	0,85	0,325	2,12	30,147	12,095	32,48
4	40	14	0,172	0,05	3,86	0,325	3,77	40,222	14,235	42,67
5	25	8,725	0,116	0,036	2,28	0,224	2,3	25,152	8,97	26,7

Для режима минимальных нагрузок S_min = 0.4S_max

Таблица 9 Режимы минимальных нагрузок.

№ п/ст	Рн мВт	Qн мвар	ΔPкз мВт	ΔPхх мВт	ΔQ мвар	ΔQхх мвар	ΔQкз мвар	Рр мВт	Qр мвар	Sр мВ А
1	4	1,4	0,01	0,02	1,05	0,126	0,15	4,03	0,626	4,08
2	8	2,8	0,021	0,028	1,35	0,18	0,377	8,049	2,007	8,295
3	12	4,2	0,0155	0,05	0,85	0,325	0,34	12,0665	4,015	12,71
4	16	5,6	0,0276	0,05	3,86	0,325	0,603	16,0776	2,67	16,297
5	10	3,49	0,0186	0,036	2,28	0,224	0,368	10,0546	1,802	10,215

Таблица 10 Послеаварийный режим работы.

№ п/ст	Рн мВт	Qн мвар	ΔPкз мВт	ΔPхх мВт	ΔQ мвар	ΔQхх мвар	ΔQкз мвар	Рр мВт	Qр мвар	Sр мВ А
1	10	3,5	0,037	0,02	1,3	0,126	0,93	10,057	3,256	10,57
2	20	7	0,139	0,028	0,8	0,18	2,36	20,167	8,74	21,98
3	30	10,5	0,097	0,05	1,46	0,325	2,12	30,147	11,485	32,26
4	40	14	0,172	0,05	1,931	0,325	3,77	40,222	16,164	43,35
5	25	8,725	0,116	0,036	1,143	0,224	2,3	25,152	10,106	27,105

Находим потери мощности на участках сети величины напряжения на стороне высшего напряжения подстанции.

Для этого рассчитаем мощности на участках сети при максимальном, мини-

мальном и послеаварийном режиме работы сети.

Рассчитаем полную мощность участков схемы в максимальном режиме работы

методом контурных токов.

S₀₂ l₀₂ – S₁₂ l₁₂ – S₀₁ l₀₁ = 0

S₀₂ l₀₂ + S₃₂ l₃₂ - S₀₃ l₀₃ = 0

S₀₁ = S₁ + S₁₂

S₀₂ = S₂ – S₁₂ + S₃₂

S₀₃ = S₃ – S₃₂

S₃₂ =

Рис.26

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

Расчет схемы при работе с минимальной загрузкой производим тем же методом

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

Расчет схемы при работе в послеаварийном режиме.

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

мВ А

Теперь находим потери мощности на участках сети и величины напряжения на

стороне ВН подстанций.

Участок 0 – 1 – 2

ΔР₁₂ = (S_12расч /U_н )² * r₁₂ = (6,96/110)² * 15,84 = 0,0634 мВт

Р₁₂ = Р_12расч + ΔР₁₂ = 6,57+0,0634 = 6,6334 мВт

ΔQ₁₂ = (S_12расч /U_н )² * x₁₂ = (6,96/110)² * 16,43 = 0,0658 мВт

ΔQ_12с = b_л * U²_н = 94,35*10^-6 *110² = 0,57мвар

Q₁₂ = Q_12расч + ΔQ₁₂ - ΔQ_12с =2,296+0,0658-0,57 = 1,792мвар

Р^/₀₁ = Р₁₂ + Р_1р = 6,6334+10,057 = 16,69мВт

Q^/₀₁ = Q₁₂ + Q_1р = 1,792 + 3,506 = 5,298 мвар

S^/₀₁ = мВ А

ΔР₀₁ = (S_01расч /U_н )² * r₀₁ = (17,51/110)² * 29,1 = 0,737 мВт

ΔQ₀₁ = (S_01расч /U_н )² * x₀₁ = (17,51/110)² * 30,19 = 0,765 мВт

ΔQ_01с = b_л * U²_н = 173,4*10^-6 *110² = 1,05мвар

Р₀₁ = Р^/₀₁ + ΔР₀₁ = 16,69+0,737 = 17,427 мВт

Q₀₁ = Q^/₀₁ + ΔQ₀₁ – ΔQ_01с =5,298 + 0,765 – 1,05= 5,013мвар

U_раб1 = 121 – (17,427*29,1+5,013*30,19)/121 = 115,56 кВ

U_раб2 = 115,56 – (6,6334*15,84+1,792*16,43)/115,56 = 114,1 кВ

Участок 0 – 2 – 3

ΔР₂₃ = (S_23расч /U_н )² * r₂₃ = (1,726/110)² * 20,11 = 0,005 мВт

Р₂₃ = Р_23расч + ΔР₂₃ = 1,629+0,005 = 1,634 мВт

ΔQ₂₃ = (S_23расч /U_н )² * x₂₃ = (1,726/110)² * 20,87 = 0,00514 мВт

ΔQ_12с = b_л * U²_н = 119,85*10^-6 *110² = 0,725мвар

Q₁₂ = Q_12расч + ΔQ₁₂ - ΔQ_12с =0,57+0,00514 – 0,725 = - 0,15мвар

Р^/₀₂ = Р₂₃ + Р_2р = 1,634+15,61 = 17,244мВт

Q^/₀₂ = Q₂₃ + Q_2р = - 0,15+5,456 = 5,306 мвар

S^/₀₂ = мВ А

ΔР₀₂ = (S_02расч /U_н )² * r₀₂ = (18,04/110)² * 37,66 = 1,013 мВт

ΔQ₀₂ = (S_02расч /U_н )² * x₀₂ = (18,04/110)² * 39,1 = 1,052 мВт

ΔQ_02с = b_л * U²_н = 224,4*10^-6 *110² = 1,36мвар

Р₀₂ = Р^/₀₂ + ΔР₀₂ = 17,244+1,013 = 18,257 мВт

Q₀₂ = Q^/₀₂ + ΔQ₀₂ – ΔQ_02с =5,306+1,052 – 1,36 = 4,998мвар

U_раб2 = 121 – (18,257*37,66+4,998*39,1)/121 = 113,7 кВ

U_раб3 = 113,7 – (1,634*20,11 – 0,15*20,87)/113,7 = 113,44 кВ

Участок 0 – 3

ΔР₀₃ = (S_03расч /U_н )² * r₀₃ = (30,754/110)² * 6 = 0,469 мВт

ΔQ₀₃ = (S_03расч /U_н )² * x₀₃ = (30,754/110)² * 20,25 = 1,58 мВт

ΔQ_03с = b_л * U²_н = 140,5*10^-6 *110² = 0,85мвар

Р₀₃ = Р_03расч + ΔР₀₃ = 29,03+0,469 = 29,5 мВт

Q₀₃ = Q_03расч + ΔQ₀₃ – ΔQ_03с =10,146+1,58 – 0,85 = 10,876мвар

U_раб3 = 121 – (29,5*6+10,876*20,25)/121 = 117,7 кВ

Участок 0 – 4

ΔР₀₄ = (S_04расч /U_н )² * r₀₄ = (42,67/110)² * 7,47/2 = 0,68 мВт

ΔQ₀₄ = (S_04расч /U_н )² * x₀₄ = (42,67/110)² * 12,81/2 = 1,165 мВт

ΔQ_04с = b_л * U²_н = 319,2*10^-6 *110² = 3,86мвар

Р₀₄ = Р_04расч + ΔР₀₄ = 40,222+0,68 = 40,902 мВт

Q₀₄ = Q₀₄ + ΔQ₀₄ – ΔQ_04с =14,235+1,165 – 3,86 = 11,54мвар

U_раб4 = 121 – (40,902*7,47/2+11,54*12,81/2)/121 = 119,13 кВ

Участок 0 – 5

ΔР₀₅ = (S_05расч /U_н )² * r₀₅ = (26,7/110)² * 7,49/2 = 0,22 мВт

ΔQ₀₅ = (S_05расч /U_н )² * x₀₅ = (26,7/110)² * 7,35/2 = 0,216 мВт

ΔQ_05с = b_л * U²_н = 189*10^-6 *110² = 2,28мвар

Р₀₅ = Р₀₅ + ΔР₀₅ = 25,15+0,22 = 25,372 мВт

Q₀₅ = Q₀₅ + ΔQ₀₅ – ΔQ_05с =8,97+0,216 – 2,28 = 6,906мвар

U_раб5 = 121 – (25,372*7,49/2+6,906*7,35/2)/121 = 120 кВ

Производим уточнения.

Участок 0 – 1 – 2

ΔР₁₂ = (S_12расч /U_н )² * r₁₂ = (6,96/114,1)² * 15,84 = 0,059 мВт

Р₁₂ = Р_12расч + ΔР₁₂ = 6,57+0,059 = 6,63 мВт

ΔQ₁₂ = (S_12расч /U_н )² * x₁₂ = (6,96/114,4)² * 16,43 = 0,061 мВт

ΔQ_12с = b_л * U²_н = 94,35*10^-6 *114,1² = 0,614мвар

Q₁₂ = Q_12расч + ΔQ₁₂ - ΔQ_12с =2,296+0,059-0,614 = 1,743мвар

Р^/₀₁ = Р₁₂ + Р_1р = 6,63+10,057 = 16,687мВт

Q^/₀₁ = Q₁₂ + Q_1р = 1,743 + 3,506 =5,249 мвар

S^/₀₁ = мВ А

ΔР₀₁ = (S_12расч /U_н )² * r₁₂ = (17,51/115,56)² * 29,1 = 0,67 мВт

ΔQ₀₁ = (S_12расч /U_н )² * x₁₂ = (17,51/115,56)² * 30,19 = 0,691 мВт

Участок 0 – 2 – 3

ΔР₂₃ = (S_23расч /U_н )² * r₂₃ = (1,726/113,44)² * 20,11 = 0,0046 мВт

Р₂₃ = Р_23расч + ΔР₂₃ = 1,629+0,0046 = 1,6336 мВт

ΔQ₂₃ = (S_23расч /U_н )² * x₂₃ = (1,726/113,44)² * 20,87 = 0,0048 мВт

ΔQ_12с = b_л * U²_н = 119,85*10^-6 *113,44² = 0,771мвар

Q₁₂ = Q_12расч + ΔQ₁₂ - ΔQ_12с =0,57+0,0048 – 0,771 = - 0,196мвар

Р^/₀₂ = Р₂₃ + Р_2р = 1,6336+15,61 = 17,2436мВт

Q^/₀₂ = Q₂₃ + Q_2р = - 0,196+5,456 = 5,26 мвар

S^/₀₂ = мВ А

ΔР₀₂ = (S_02расч /U_н )² * r₀₂ = (18,04/113,7)² * 37,66 = 1,012 мВт

ΔQ₀₂ = (S_02расч /U_н )² * x₀₂ = (18,04/113,7)² * 39,1 = 1,05 мВт

Участок 0 – 3

ΔР₀₃ = (S_03расч /U_н )² * r₀₃ = (30,754/117,7)² * 6 = 0,41 мВт

ΔQ₀₃ = (S_03расч /U_н )² * x₀₃ = (30,754/117,7)² * 20,25 = 1,38 мВт

Участок 0 – 4

ΔР₀₄ = (S_04расч /U_н )² * r₀₄ = (42,67/119,13)² * 7,47/2 = 0,479 мВт

ΔQ₀₄ = (S_04расч /U_н )² * x₀₄ = (42,67/119,13)² * 12,81/2 = 0,822 мВт

Участок 0 – 5

ΔР₀₅ = (S_05расч /U_н )² * r₀₅ = (26,7/120)² * 7,49/2 = 0,185 мВт

ΔQ₀₅ = (S_05расч /U_н )² * x₀₅ = (26,7/120)² * 7,35/2 = 0,182 мВт

Расчеты для послеаварийного и минимального режимов выполняют подобным образом, результаты расчета заносят в таблицу №11.

Таблица 11 Режимы работы электрической сети.

№ лэп	ΔР мВт			ΔQ мвар			Uвн кВ
	Режимы			Режимы			Режимы
	max	min	авар	max	min	авар	max	min	авар
1-2	0,059	0,00814	0,689	0,061	0,00844	0,715	114,1	119,02	97,84
0-1	067	0,09	6,53	0,691	0,093	6,771	115,56	119,4	102
2-3	0,0046	0,00086	2,56	0,0048	0,0009	2,676	113,44	118,01	91,8
0-2	1,012	0,214	18,61	1,05	0,222	19,33	113,7	118,05	98
0-3	0,41	0,0595	-	1,38	0,2	-	117,7	119,88	-
0-4	0,479	0,0682	1,026	0,822	0,117	1,76	119,13	120,56	116,94
0-5	0,185	0,027	0,39	0,182	0,0263	0,382	120	120,7	118,92

Определяем величины напряжений на стороне низшего напряжения подстанции

приведенные к стороне высшего напряжения.

U_ннi = U_внi - Δ U_нi (25)

где U_внi - действительное напряжение на стороне ВН кВ;

Δ U_нi – потеря напряжения в трансформаторах подстанции кВ.

ΔU_нi = (26)

где Р_нi, Q_нi – потоки активной и реактивной мощности, протекающие через соп-

ротивления трансформаторов со стороны ВН.

r_тi, x_тi – активное и реактивное сопротивления трансформаторов.

r_тi = (27)

x_тi = (28)

Выберем ответвления на трансформаторах для обеспечения потребителей

электроэнергией.

Требуемое напряжение ответвлений ВН трансформаторов подстанций опреде-

ляется по формуле:

U_отвi = U^/ _ннi - U_ннi / U_нж (29)

где U_ннi – номинальное напряжение обмотки НН трансформатора кВ,

U_нж – желаемое значение напряжения на стороне НН трансформаторов

( для максимального и послеаварийного режима принимаем на 5٪ больше номи-

нального напряжения сети, а для минимального режима равно номинальному) кВ

По расчетному значению U_отв выбираем ближайшее меньшее стандартное

ответвление обмотки ВН трансформаторов U_отв и для него определяем действи-

тельное напряжение U_нд на стороне НН подстанции.

U_ндi = U^/_ннi - U_ннi / U_{отв ст}

Таблица 12 Величины напряжений.

№ п/ст	Uвнi кВ	rт Ом	xт Ом	Р мВт	Q мвар	ΔU кВ	U/ннi кВ
Режим максимальных нагрузок
1	115,56	7,33	110,21	10,037	4,55	4,97	110,59
2	113,7	3,835	69,43	20,139	8,35	5,78	107,92
3	117,7	1,27	27,77	30,097	11,35	3,003	114,7
4	119,13	1,27	27,77	40,172	17,86	4,59	114,54
5	120	2,2	43,39	25,116	11,005	4,44	115,56
Режим минимальных нагрузок
1	119,4	7,33	110,21	4,01	1,55	1,68	117,72
2	118,05	3,835	69,43	8,021	3,177	2,13	115,92
3	119,88	1,27	27,77	12,0155	4,54	1,18	118,7
4	120,56	1,27	27,77	16,0276	6,203	1,6	118,96
5	120,7	2,2	43,39	10,0186	3,858	1,57	119,13
Послеаварийный режим работы сети
1	102	7,33	110,21	10,037	4,43	4,86	97,14
2	98	3,835	69,43	20,139	9,36	6,56	91,44
3	91,8	1,27	27,77	30,097	12,62	3,3	90,5
4	116,94	1,27	27,77	40,172	17,77	4,65	112,29
5	118,92	2,2	43,39	25,116	11,025	4,49	114,43

Таблица 13 Выбор регулировочных ответвлений.

№ п/ст	U/нн кВ	Uотв кВ	Uотв ст кВ	Uнд кВ	Ступень
Режим максимальных нагрузок
1	110,59	-	-	10,56	-
2	107,92	113	112,953	10,51	-1*1,78
3	114,7	114,7	112,953	10,66	-1*1,78
4	114,54	114,54	112,953	10,66	-1*1,78
5	115,56	121,063	121,141	10,5	+3*1,78
Режим минимальных нагрузок
1	117,72	129,492	129,329	10,01	+7*1,78
2	115,92	127,51	127,282	10,01	+6*1,78
3	118,7	124,635	123,188	10,1	+4*1,78
4	118,96	124,91	125,235	10	+5*1,78
5	119,13	131,043	131,376	10	+8*1,78
Послеаварийный режим работы сети
1	97,14	101,765	100,671	10,6	+7*1,78
2	91,44	95,8	96,577	10,45	+9*1,78
3	90,5	94,8	96,577	10,3	+9*1,78
4	112,29	112,29	110,906	10,63	-2*1,78
5	114,43	119,89	119,094	10,56	+3*1,78

Таблица 14 Стандартные ответвления.

Ступень регулирования	U кВ	Ступень регулирования	U кВ
+1*1,78	117,047	-1*1,78	112,953
+2*1,78	119,094	-2*1,78	110,906
+3*1,78	121,141	-3*178	108,859
+4*1,78	123,188	-4*1,78	106,812
+5*1,78	125,235	-5*1,78	104,765
+6*1,78	127,282	-6*1,78	102,718
+7*1,78	129,329	-7*1,78	100,671
+8*1,78	131,376	-8*1,78	98,624
+9*1,78	133,423	-9*1,78	96,577