Проектирование электрической сети 110 кВ (стр. 4 из 20)
Рисунок 6.1—Схема замещения линии 110 кВ
Активное сопротивление определяют по формуле:
, (6.1)где
—удельное сопротивление линии при 20°С, Ом/км;l—длина линии, км.
При выполнении расчётов установившихся режимов сети отличие эксплуатационной температуры от 200С не учитывается, согласно ГОСТ 839-80.
Реактивное сопротивление определяют по формуле:
, (6.2)где
– удельное сопротивление линии, Ом/км;l – длина линии, км.
Реактивную проводимость определяют по формуле:
, (6.3)где
– удельная ёмкостная проводимость, См/км. 
Рисунок 6.2—Упрощённая схема замещения линии 110 кВ
При выполнении проектных расчётов установившихся нормальных режимов сетей с напряжениями до 110 кВ допустимо использовать упрощенные схемы замещения (рисунок 2.2), в которых удельные ёмкостные проводимости заменяют удельными зарядными мощностями соответствующих линий.
, (6.4)Таблица 6.1 – Марка и характеристики проводов
| Марка провода | АС-70 | АС-95 | АС-120 | АС-240 |
| Iдоп, А | 265 | 330 | 390 | 610 |
| r0, Ом/км | 0,428 | 0,306 | 0,249 | 0,120 |
| х0, Ом/км | 0,444 | 0,434 | 0,247 | 0,405 |
| b0, См/км∙10-6 | 0,0255 | 0,0261 | 0,0266 | 0,0281 |
Определяем параметры линии А-3:
Ом;
Ом;
См.Определяем потери активной и реактивной мощности в линии А-3:
МВт; 
МВАр.Аналогично находятся потери мощности в других линиях.
Таблица 6.2 – Параметры линий и потери мощности для варианта 1
| Номер линии | А-3 | 3-5 | 5-6 | 6-4 | 4-2 | 2-1 | А-1 |
| R, Ом | 1,2 | 4,44 | 1,98 | 12,84 | 12,84 | 2,4 | 2,88 |
| X, Ом | 4,05 | 14,99 | 4,2 | 13,32 | 7,41 | 8,1 | 9,72 |
| B, См∙10-6 | 1,12 | 1,04 | 0,27 | 0,77 | 0,8 | 0,562 | 0,67 |
| ΔP, Мвт | 0,68 | 0,71 | 0,12 | 0,028 | 0,54 | 0,4 | 1,9 |
| ΔQ, МВАр | 2,3 | 2,4 | 0,26 | 0,029 | 0,31 | 1,35 | 6,4 |
| ΣP, МВт | 3,43 | ||||||
| ΣQ, МВАр | 9,85 | ||||||
Таблица 6.3 – Параметры линий и потери мощности для варианта 2
| Номер линии | А-3 | 3-5 | 5-6 | А-1 | А-2 | 2-1 | 2-4 |
| R, Ом | 1,62 | 5,66 | 2,14 | 2,88 | 3,96 | 6,12 | 6,42 |
| X, Ом | 4,13 | 8,03 | 2,22 | 9,72 | 13,37 | 8,68 | 6,66 |
| B, См∙10-6 | 1,1 | 1,93 | 0,51 | 0,67 | 0,93 | 0,52 | 1,53 |
| ΔP, Мвт | 0,81 | 0,71 | 0,09 | 0,64 | 0,59 | 0,18 | 0,41 |
| ΔQ,МВАр | 2,06 | 1 | 0,09 | 2,17 | 1,99 | 0,25 | 0,43 |
| ΣP, МВт | 3,43 | ||||||
| ΣQ, МВАр | 7,99 | ||||||
Таблица 6.4 – Параметры линий и потери мощности для варианта 3
| Номер линии | А-3 | 3-5 | 5-6 | А-1 | А-2 | 2-4 |
| R, Ом | 1,62 | 5,66 | 2,14 | 2,99 | 4,11 | 6,42 |
| X, Ом | 4,13 | 8,03 | 2,22 | 5,12 | 7,05 | 6,66 |
| Продолжение таблицы 6.4 | ||||||
| B, См∙10-6 | 1,1 | 1,93 | 0,51 | 1,28 | 1,76 | 1,53 |
| ΔP, Мвт | 0,81 | 0,71 | 0,09 | 0,49 | 0,85 | 0,41 |
| ΔQ, МВАр | 2,07 | 1 | 0,09 | 0,84 | 1,64 | 0,43 |
| ΣP, МВт | 3,36 | |||||
| ΣQ, МВАр | 6,07 | |||||
Таблица 6.5 – Параметры линий и потери мощности для варианта 4
| Номер линии | А-3 | 3-5 | 5-6 | 6-4 | 4-2 | А-2 | А-1 |
| R, Ом | 1,62 | 7,33 | 3,06 | 12,84 | 5,94 | 3,96 | 2,99 |
| X, Ом | 4,13 | 15,54 | 4,34 | 13,32 | 12,6 | 13,37 | 5,12 |
| B, См∙10-6 | 1,1 | 1 | 0,26 | 0,77 | 0,81 | 0,93 | 1,28 |
| ΔP, Мвт | 0,72 | 0,71 | 0,08 | 0,02 | 0,51 | 0,98 | 0,49 |
| ΔQ, МВАр | 1,83 | 1,51 | 0,11 | 0,02 | 1,09 | 3,29 | 0,84 |
| ΣP, МВт | 3,51 | ||||||
| ΣQ, МВАр | 8,69 | ||||||
Таблица 6.6 – Параметры линий и потери мощности для варианта 5
| Номер линии | А-3 | 3-5 | 5-6 | 5-4 | 4-2 | 1-2 | А-1 |
| R, Ом | 1,2 | 4,44 | 2,14 | 6,85 | 9,18 | 2,4 | 1,44 |
| X, Ом | 4,05 | 14,99 | 2,22 | 7,1 | 13,02 | 8,1 | 9,72 |
| B, См∙10-6 | 1,12 | 1,04 | 0,51 | 0,41 | 0,78 | 0,56 | 1,35 |
| ΔP, Мвт | 0,72 | 0,79 | 0,09 | 0,03 | 0,31 | 0,36 | 0,9 |
| ΔQ, МВАр | 2,44 | 2,67 | 0,09 | 0,03 | 0,44 | 1,21 | 6,07 |
| ΣP, МВт | 3,2 | ||||||
| ΣQ, МВАр | 12,95 | ||||||
7. Выбор трансформаторов
Мощность трансформатора в нормальных условиях эксплуатации должна обеспечивать питание электрической энергией всех потребителей, подключенных к данной подстанции. Кроме того, нужно учитывать необходимость обеспечения ответственных потребителей (I и II категорий) электрической энергией и в случае аварии на одном из трансформаторов, установленных на подстанции. Следует отметить, что повреждения трансформаторов на понижающих подстанциях, сопровождающиеся их отключением, довольно редки, однако с их возможностью следует считаться, особенно если к подстанции подключены потребители I и II категорий, не терпящие перерывов в электроснабжении. Поэтому, если подстанция питает потребителей укачанных категорий, на ней должно быть установлено не менее двух трансформаторов. В случае аварии на одном из трансформа торов второй должен обеспечить полной мощностью названных потребителей. Практически это может быть достигнуто путем установки на подстанции двух трансформаторов, номинальная мощность каждого из которых, будет рассчитана на 70% максимальной нагрузки подстанции.
При оценке мощности, которая будет приходиться в послеаварийном режиме на оставшийся в работе трансформатор, следует учитывать его перегрузочную способность. В противном случае можно без достаточных оснований завысить установленною мощность трансформаторов и тем самым увеличить стоимость подстанции. В послеаварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов до 140% на время максимума (не более 6 ч в сутки на протяжении не более 5 суток). Такая перегрузка может быть допущена при условии, что система обладает передвижным резервом трансформаторов. Следует учитывать, что при аварии на одном из параллельно работающих трансформаторов допускается отключение потребителей III категории. Практически это осуществимо в том случае если потребители III категории питаются по отдельным линиям.
Если вся нагрузка состоит из потребителей только III категории, на подстанции может быть установлен один трансформатор, рассчитанный на всю подключенную на момент максимума мощность. Некоторые потребители II категории, терпящие перерывы в электроснабжении, также могут питаться от однотрансформаторных подстанций, особенно при наличии в системе передвижного резерва трансформаторов. Трансформатор является надежным элементом электрической системы, выходящим из строя в результате аварии не чаше одного раза в 15 лет.
Таблица 7.1 – Типы выбранных трансформаторов
| № узла | Мощность нагрузки | S/1,4, МВ∙А | Тип и число трансформаторов | |
| Р, МВт | S, МВ∙А | |||
| 1 | 40 | 44,44 | 31,74 | 2∙ТРДН-40000/110 |
| 2 | 20 | 22,22 | 15,87 | 2∙ТДН-16000/110 |
| 3 | 35 | 38,89 | 27,78 | 2∙ТРДН-40000/110 |
| 4 | 25 | 27,78 | - | ТРДН-25000/110 |
| 5 | 15 | 16,67 | 11,91 | 2∙ТРДН-25000/110 |
| 6 | 20 | 22,22 | - | ТРДН-25000/110 |
Таблица 7.2 – Характеристики выбранных трансформаторов
| № п/ст | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Sт, МВ∙А | 44,44 | 22,22 | 38,89 | 27,78 | 16,67 | 22,22 |
| Тип трансформатора | 2∙ТРДН-40000/110 | 2∙ТДН-16000/110 | 2∙ТРДН-40000/110 | ТРДН-25000/110 | 2∙ТРДН-25000/110 | ТРДН-25000/110 |
| Sст, МВ∙А | 40 | 16 | 40 | 25 | 25 | 25 |
| Uв, кВ | 115 | 115 | 115 | 115 | 115 | 115 |
| Uн, кВ | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 |
| ΔРх.х., кВт | 36 | 19 | 36 | 27 | 27 | 27 |
| ΔРк.з., кВт | 172 | 85 | 172 | 120 | 120 | 120 |
| ΔQх.х., кВАр | 260 | 112 | 260 | 175 | 175 | 175 |
| lх.х., % | 0,65 | 0,7 | 0,65 | 0,7 | 0,7 | 0,7 |
| Rтр, Ом | 1,4 | 4,38 | 1,4 | 2,54 | 2,54 | 2,54 |
| Хтр, Ом | 34,7 | 86,7 | 34,7 | 55,9 | 55,9 | 55,9 |
| Uк, % | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 | 10,5 |
8. Определение потерь мощности в трансформаторах