Выбор номинального напряжения

Лекция

по дисциплине: «Электроэнергетические системы и сети»

Тема:«Выбор номинального напряжения сети и трансформаторов»

План лекции.

1. Выбор номинального напряжения сети.

2. Выбор номинальной мощности и количества трансформаторов подстанций.

3. Выбор регулирующих устройств.

Выбор номинального напряжения

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 передаваемые 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 очевидность правильного выбора номинального напряжения сети при ее проектировании.

Номинальные напряжения электрических сетей в бывшем СССР установлены действующим стандартом (ГОСТ 721-77) и приведены в таблице. Например, 6, 10, 20, 35, 110, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ (сети и приемники электроэнергии).

Экономически целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов:

1) мощности нагрузок, удаленности источников питания, их расположение относительно друг друга;

2) от выбранной конфигурации электрической сети;

3) от способов регулирования напряжения и др.

Ориентировочное значение напряжения U_ном 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. Номинальное напряжение можно приближенно оценить одним из следующих способов:

-- по кривым, определяющим границы равноэкономичности рис. 1.

-- по таблице пропускной способности и дальности передачи линий. В таблице учтены наиболее часто применяемые сечения проводов.

Кривые на рис. 1 характеризуют экономически целесообразные области применения электрических сетей разных напряжений. Эти обобщающие зависимости, построены в результате сравнения приведенных затрат для многочисленных вариантов сети с разными Р, I, U_ном.

P, МВт
									1- 220 и 500 кВ 2- 330 и 750 кВ 3- 220 и 110 кВ 4- 35 и 110 кВ 5- 1150 и 500 кВ
400 800 1200 L

Рис. 1.

Номинальное напряжение можно предварительно определить по эмпирическим формулам.

Например, Г.А. Илларионов предложил для предварительного определения U_ном следующее выражение:

U_ном= ,

где l – длина линии, км

Р – мощность передаваемая по линии, МВт

Данная формула дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ.

2) Для линий длиной до 250 км и передаваемых мощностей, не превышающий 60 МВт, приемлема формула Стилла:

3) В случае больших мощностей, передаваемых на расстояние до 1000 км, используется формула А.М. Залесского:

4) Формула Вейкерта (бывшая ГДР):

где - передаваемая по одной ветви полная мощность, МВА.

5) Формула Никогосова:

6) “Шведы”:

Варианты проектируемой электрической сети или ее отдельные участки могут иметь разные номинальные напряжения. Обычно сначала определяют номинальное напряжение головных, более загруженных участков. Участки кольцевой сети, как правило, необходимо выполнять на одно номинальное напряжение. Найденные напряжения округляются до ближайшего номинального.

Все эти способы позволяют определить по передаваемой мощности и расстоянию, на которое она передается, лишь ориентировочное значение U_ном. После определения ориентировочного значения U_ном надо для каждой конкретной сети наметить ограниченное число вариантов различных номинальных напряжений для их последующего технико-экономического сравнения. В результате сравнения приведенных затрат для этих вариантов сети при различных номинальных напряжениях можно обоснованно выбрать й1номинальное напряжение всей сети или отдельных ее участков. При разнице приведенных затрат менее 5% надо выбирать вариант использования более высокого напряжения.