I. Исходные данные:
Рисунок 1. Ситуационный план проектируемой сети
Дан участок распределительной сети с районными подстанциями (рис.1), две из которых связаны с основной сетью энергосистемы и являются источниками питания, остальные связаны с распределительными сетями более низкого напряжения и являются узлами нагрузки. Исходные данные выбираются в соответствии с рис.1 и табл. 1. Определите номинальное напряжение сети, расчетные максимальные нагрузки при для линий и выберите сечения проводов, предельные допустимые по нагреву.
Выполните расчет экономического ущерба от отключения потребителей в ремонтных режимах из-за повреждений оставшихся в работе линий, на основе оценок удельного ущерба, удельной повреждаемости линий, среднего времени восстановления, коэффициента простоя одной цепи, коэффициента использования максимума нагрузки.
Таблица 1 – Исходные данные
№ п/п | Схема | Масштаб 1см =…км | Узел 1 | Узел 2 | Узел 3 | Узел 4 | Район по гололеду | ФИО |
а | ИП | ИП | I | Баданина Евгения Викторовна | ||||
б | ИП | ИП | II | Барыгин Егор Игоревич | ||||
в | ИП | ИП | III | Болтнев Николай Юрьевич | ||||
г | ИП | ИП | IV | Бородин Семен Александрович | ||||
д | ИП | ИП | I | Бутузов Михаил Сергеевич | ||||
е | ИП | ИП | II | Вельгун Игорь Васильевич | ||||
ж | ИП | ИП | III | Егошин Никита Игоревич | ||||
з | ИП | ИП | IV | Камбаум Евгений Сергеевич | ||||
и | ИП | ИП | I | Кремер Александр Анатольевич | ||||
к | ИП | ИП | II | Круглов Антон Владимирович | ||||
а | ИП | ИП | III | Кулиш Юрий Васильевич | ||||
б | ИП | ИП | IV | Лебедева Елена Андреевна | ||||
в | И | ИП | I | Лойко Дмитрий Михайлович | ||||
г | ИП | ИП | II | Лукашенко Екатерина Анатольевна | ||||
д | ИП | ИП | III | Люсый Андрей Сергеевич | ||||
е | ИП | ИП | IV | Никулин Алексей Алексеевич | ||||
ж | ИП | ИП | I | Ошуков Владислав Сергеевич | ||||
з | ИП | ИП | I | Сахаров Егор Александрович | ||||
и | ИП | ИП | II | Федоров Дмитрий Юрьевич | ||||
к | ИП | ИП | III | Хренов Виктор Станиславович |
СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ
Таблица 2. - Удельная повреждаемость линий | ||||||
ВЛ | λл, на 100 км | |||||
35кВ | 110кВ | 150кВ | 220кВ | 330кВ | 500кВ | |
одноцепная | 1,4 | 1,1 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
Двухцепная (отключение одной цепи) | 1,1 | 0,9 | 0,7 | 0,5 | - | - |
Двухцепная (отказ двух цепей) | 0,03 | 0,02 | 0,07 | 0,1 | - | - |
Таблица 3. - Коэффициент плановых простоев на одну цепь ВЛ (q*10-3)
35 кВ | 110 кВ | 150 кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ |
Таблица 4. - Среднее время восстановления воздушных линий τ*10-3, лет | ||||||
ВЛ | τ*10-3, лет | |||||
35кВ | 110кВ | 150кВ | 220кВ | 330кВ | 500кВ | |
одноцепная | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,1 | 1,3 | 1,7 |
Двухцепная (отключение одной цепи) | 0,8 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | - | - |
Двухцепная (отказ двух цепей) | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | - | - |
В таблице 5 приведены значения удельной стоимости сооружения воздушных линий электропередач. Цены даны на 01.01.1991. [Электрическая часть электростанций и подстанций под ред. Б.Н. Неклепаева и И.П. Крючкова].
Допустимые длительные токовые нагрузки приведены в таблице 6 [Электротехнический справочник под.ред. И.И. Алиева]
Таблица 6 – Допустимые длительные токи и мощности для неизолированных сталеалюминиевых проводов марок АС при температуре воздуха +250С
Сечение, мм | Ток, А | Мощность, МВт, вне помещений при напряжении, кВ | ||||||
Вне помещений | Внутри помещений | |||||||
70/11 | 15,2 | 47,6 | - | - | - | - | ||
95/16 | 18,9 | 59,3 | 80,9 | - | - | - | ||
120/19 | 22,3 | 70,1 | 95,6 | - | - | - | ||
150/24 | 25,7 | 80,9 | 110,3 | - | - | - | ||
185/29 | 29,2 | 91,7 | 125,1 | - | - | - | ||
240/32 | - | 108,8 | 148,4 | - | ||||
300/39 | - | - | - | |||||
300/66 | - | - | - | - | ||||
330/43 | - | - | - | - | - | - | ||
400/51 | - | - | - | |||||
500/64 | - | - | - |
Примечание:
1. Для ВЛ-330 и 500 кВ мощность приведена на один провод и должна быть увеличена в соответствии с количеством проводов в фазе.
2. Мощность рассчитана при .
Таблица 5.1. Стоимость сооружения воздушных линий 35 кВ, тыс.руб/ км.
Опоры | Район по гололеду | Провода сталеалюминиевые сечением, мм2 | |||
70/11 | 95/16 | 120/19 | 150/24 | ||
Стальные одноцепные | I | 12,2 | 12,4 | 13,1 | 13,3 |
II | 14,4 | 14,1 | 14,1 | 14,3 | |
III | 16,5 | 16,0 | 16,0 | 17,7 | |
IV | 18,2 | 17,8 | 17,4 | 21,3 | |
Стальные двухцепные | I | 17,3 | 18,1 | 19,2 | 19,5 |
II | 20,1 | 20,1 | 20,4 | 21,4 | |
III | 24,2 | 24,2 | 25,2 | 25,5 | |
IV | 27,2 | 27,2 | 28,9 | 29,3 | |
Стальные двухцепные с подвеской одной цепи | I | 15,4 | 15,7 | 16,2 | 16,2 |
II | 17,9 | 17,3 | 17,3 | 17,5 | |
III | 21,5 | 20,8 | 21,4 | 20,9 | |
IV | 24,2 | 23,4 | 23,7 | 24,0 | |
Железобетонные одноцепные | I | - | 9,4 | 10,3 | 10,9 |
II | - | 10,6 | 10,8 | 11,2 | |
III | - | 12,2 | 12,3 | 12,3 | |
IV | - | 13,7 | 13,6 | 13,4 | |
Железобетонные двухцепные | I | - | 15,3 | 14,1 | 14,8 |
II | - | 16,7 | 14,5 | 15,3 | |
III | - | 19,5 | 17,3 | 17,8 | |
IV | - | 21,7 | 18,8 | 19,1 | |
Железобетонные двухцепные с подвеской одной цепи | I | - | 12,8 | 11,4 | 11,7 |
II | - | 13,9 | 11,7 | 12,2 | |
III | - | 16,6 | 14,0 | 14,1 | |
IV | - | 18,4 | 15,2 | 15,1 | |
Деревянные двухстоечные бестросовые | I | 5,0 | 5,4 | 5,9 | 6,7 |
II | 5,5 | 5,8 | 6,0 | 6,8 | |
III | 6,0 | 6,3 | 6,4 | 7,1 | |
IV | 6,7 | 6,8 | 6,9 | 7,5 |
Таблица 5.2. Стоимость сооружения воздушных линий 110 кВ, тыс.руб/ км.
Опоры | Район по гололеду | Провода сталеалюминиевые сечением, мм2 | |||||
70/11 | 95/16 | 120/19 | 150/24 | 185/29 | 240/32 | ||
Стальные одноцепные | I | 14,5 | 14,8 | 15,6 | 16,0 | 17,4 | 18,7 |
II | 16,5 | 16,4 | 16,9 | 16,9 | 18,0 | 18,8 | |
III | 19,4 | 19,1 | 19,0 | 19,0 | 19,7 | 20,0 | |
IV | 21,5 | 20,6 | 20,6 | 20,6 | 21,0 | 21,7 | |
Стальные двухцепные | I | 21,6 | 22,1 | 23,7 | 24,6 | 27,8 | 30,6 |
II | 24,6 | 24,4 | 25,2 | 25,7 | 28,5 | 30,7 | |
III | 29,2 | 28,2 | 28,3 | 28,6 | 30,4 | 32,1 | |
IV | 32,8 | 30,8 | 31,0 | 31,6 | 31,8 | 34,4 | |
Стальные двухцепные с подвеской одной цепи | I | 19,5 | 19,4 | 20,8 | 21,2 | 23,3 | 24,8 |
II | 22,2 | 21,5 | 22,0 | 22,0 | 24,0 | 24,9 | |
III | 26,4 | 24,8 | 25,8 | 25,4 | 26,8 | 27,3 | |
IV | 28,7 | 27,1 | 27,0 | 27,2 | 28,0 | 29,2 |
Продолжение табл.5.2. | |||||||
70/11 | 95/16 | 120/19 | 150/24 | 185/29 | 240/32 | ||
Железобетонные одноцепные | I | 10,5 | 11,1 | 10,8 | 11,5 | 12,6 | 14,0 |
II | 12,0 | 12,0 | 11,4 | 11,7 | 12,9 | 14,0 | |
III | 14,6 | 14,3 | 13,1 | 13,2 | 13,8 | 15,1 | |
IV | 16,5 | 15,9 | 14,4 | 14,1 | 15,3 | 16,6 | |
Железобетонные двухцепные | I | 15,8 | 16,9 | 17,0 | 20,0 | 22,0 | 24,0 |
II | 17,8 | 17,8 | 18,1 | 20,0 | 22,0 | 24,0 | |
III | 21,4 | 21,0 | 20,4 | 22,2 | 23,6 | 25,0 | |
IV | 24,4 | 23,3 | 22,2 | 23,9 | 25,2 | 27,0 | |
Железобетонные двухцепные с подвеской одной цепи | I | 13,7 | 14,3 | 14,1 | 16,6 | 17,3 | 18,4 |
II | 15,5 | 15,1 | 15,0 | 16,6 | 17,3 | 18,4 | |
III | 18,6 | 17,8 | 16,9 | 18,4 | 18,6 | 19,2 | |
IV | 21,2 | 19,7 | 18,4 | 19,8 | 19,9 | 20,8 | |
Деревянные двухстоечные бестросовые | I | 4,9 | 5,4 | 5,6 | 6,5 | 7,2 | - |
II | 5,2 | 5,5 | 5,7 | 6,6 | 7,2 | - | |
III | 5,7 | 6,0 | 6,2 | 8,8 | 7,5 | - | |
IV | 6,2 | 6,6 | 6,9 | 7,4 | 7,9 | - |
Таблица 5.3. Стоимость сооружения воздушных линий 150 кВ, тыс.руб/ км.
Опоры | Район по гололеду | Провода сталеалюминиевые сечением, мм2 | |||
120/19 | 150/24 | 185/29 | 240/32 | ||
Стальные одноцепные | I | 15,9 | 16,6 | 17,5 | 18,8 |
II | 17,2 | 17,4 | 18,0 | 18,9 | |
III | 18,6 | 18,7 | 19,1 | 19,5 | |
IV | 20,2 | 20,8 | 21,0 | 21,8 | |
Стальные двухцепные | I | 25,4 | 27,2 | 30,6 | 33,0 |
II | 26,2 | 28,0 | 30,6 | 33,0 | |
III | 28,0 | 30,0 | 32,5 | 33,8 | |
IV | 30,0 | 31,8 | 34,2 | 35,8 | |
Стальные двухцепные с подвеской одной цепи | I | 22,3 | 23,4 | 25,4 | 27,4 |
II | 24,1 | 24,1 | 25,4 | 27,4 | |
III | 24,6 | 25,8 | 27,5 | 28,0 | |
IV | 26,4 | 27,5 | 28,9 | 29,7 | |
Железобетонные одноцепные | I | 13,0 | 13,0 | 14,4 | 15,1 |
II | 13,5 | 13,1 | 14,4 | 15,1 | |
III | 14,8 | 14,2 | 15,5 | 15,7 | |
IV | 16,3 | 15,4 | 16,4 | 16,5 | |
Железобетонные двухцепные | I | 20,9 | 22,2 | 23,8 | 26,2 |
II | 21,2 | 22,4 | 23,8 | 26,2 | |
III | 21,4 | 24,2 | 25,5 | 26,9 | |
IV | 23,2 | 26,0 | 26,8 | 29,4 | |
Железобетонные двухцепные с подвеской одной цепи | I | 17,6 | 18,3 | 19,2 | 20,4 |
II | 17,9 | 18,5 | 19,2 | 20,4 | |
III | 18,1 | 19,8 | 20,4 | 21,0 | |
IV | 19,7 | 21,3 | 21,4 | 22,3 |
Таблица 5.4. Стоимость сооружения воздушных линий 220 и 330 кВ, тыс.руб/ км.
Опоры | Район по гололеду | 220 кВ | 330 кВ | ||||
Провода сталеалюминиевые сечением, мм2 | |||||||
240/32 | 300/39 | 400/51 | 2х240/32 | 2х300/39 | 2х400/51 | ||
Стальные одноцепные | I- II | 21,0 | 21,6 | 23,8 | 37,3 | 38,5 | 42,5 |
III | 22,9 | 23,1 | 25,0 | 39,6 | 40,8 | 44,0 | |
IV | 24,5 | 24,7 | 26,6 | 41,4 | 42,7 | 45,0 | |
Стальные двухцепные | I- II | 34,4 | 36,2 | 41,3 | 70,4 | 74,0 | 80,2 |
III | 37,8 | 38,7 | 42,8 | 73,8 | 77,5 | 82,4 | |
IV | 40,6 | 41,1 | 44,5 | 77,2 | 81,0 | 84,0 | |
Стальные двухцепные с подвеской одной цепи | I- II | 28,8 | 29,5 | 31,0 | 55,5 | 57,0 | 59,4 |
III | 31,1 | 31,4 | 31,9 | 59,7 | 61,2 | 61,7 | |
IV | 33,1 | 33,3 | 33,5 | 61,7 | 63,2 | 65,1 | |
Железобетонные одноцепные | I- II | 16,4 | 17,3 | 19,4 | 33,1 | 35,0 | 38,0 |
III | 17,3 | 18,2 | 20,0 | 34,8 | 36,8 | 39,6 | |
IV | 18,9 | 19,2 | 21,8 | 36,6 | 38,6 | 40,4 | |
Железобетонные двухцепные | I- II | 27,8 | 30,0 | 33,8 | - | - | - |
III | 30,6 | 31,2 | 35,0 | - | - | - | |
IV | 33,2 | 33,8 | 39,0 | - | - | - | |
Деревянные тросовые | I- II | 16,8 | 17,8 | 20,6 | - | - | - |
III | 18,0 | 18,2 | 20,8 | - | - | - | |
IV | 18,2 | 18,6 | 21,2 | - | - | - |
Таблица 5.5. Стоимость сооружения воздушных линий 500 кВ, тыс.руб/ км.
Опоры | Район по гололеду | Провода сталеалюминиевые сечением, мм2 | |||
3х300/66 | 3х330/43 | 3х400/51 | 3х500/64 | ||
Стальные с оттяжками | II | 48,3 | 49,0 | 53,4 | 62,0 |
III | 49,3 | 51,0 | 55,3 | 63,6 | |
IV | 51,5 | 53,0 | 57,4 | 66,0 | |
Стальные свободностоящие | II | 62,2 | 63,7 | 68,6 | 79,5 |
III | 65,8 | 67,2 | 72,0 | 83,2 | |
IV | 70,5 | 72,0 | 77,0 | 87,0 | |
Железобетонные | II | 48,4 | 49,9 | 52,4 | 63,5 |
III | 50,3 | 52,0 | 54,3 | 65,3 | |
IV | 63,0 | 64,4 | 67,0 | 68,5 |
В таблице 7 приведен минимальный диаметр проводов ВЛ который рекомендуется применять по условиям короны [ПУЭ]
Таблица 7 – Минимальный диаметр проводов ВЛ по условиям короны, мм | ||
Напряжение ВЛ, кВ | Фаза с проводами | |
одиночными | расщепленными | |
11,4 (АС-70/11) | - | |
15,2 (АС-120/19) | - | |
21,6 (АС-240/39) | - | |
33,2 (АС-600/72) | 3х17,1 (3хАС-150/24) | |
2х21,6 (2хАС-240/39) | ||
- | 3х24,5 (3хАС-300/66) | |
2х36,2 (2хАС-700/86) |
Таблица 9. Пропускная способность и дальность передачи линий 110–1150 кВ
Напряжение линии, кВ | Сечение провода, мм2 | Передаваемая мощность, МВт | Длина линии электропередачи, км | ||
натуральная | При плотносmи тока 1,1 А/ мм2* | предельная при КПД=0,9 | средняя (между двумя Соседними ПС) | ||
70–240 150-300 | 13–45 38–77 | ||||
240–400 2х240–2х400 3х300–3х400 3х300–3х500 | 90–150 270–450 620–820 770–1300 |
Выбор сечений проводов
Сечение является важнейшим параметром линий электропередачи. Методики определения сечений проводов и кабелей основаны на поиске экономического сечения, соответствующего минимальным затратам.