В этом разделе проекта выбираются номинальное напряжение электрической сети, ее схема, образуемая линиями электропередачи, схемы электрических соединений понижающих подстанций, марки проводов воздушных линий, число и мощности трансформаторов и автотрансформаторов подстанций.
Эти фундаментальные характеристики определяют капиталовложения и расходы по эксплуатации электрической сети, и поэтому их комплекс должен отвечать требованиям экономической целесообразности. При этом следует учитывать, что указанные характеристики и параметры сети находятся в тесной технико-экономической взаимосвязи. Так, изменение схемы сети может повлечь необходимость изменений не только сечения проводов воздушных линий и схем подстанций, но и изменения ее номинального напряжения (по техническим условиям или по технико-экономическим соображениям).
В общем виде требования к комплексу схемы, номинального напряжения и основных параметров сети должны обеспечивать экономическую ее целесообразность (на основе принятых или нормированных технико-экономических критериев) при обеспечении обоснованной (или заданной) надежности электроснабжения потребителей электроэнергии и нормированного качества напряжения.
Решение данной задачи, как правило, осуществляется на основе формирования ряда вариантов выполнения сети, обладающих отличающимися техническими и технико-экономическими характеристиками и показателями.
Общие принципы экономически целесообразного формирования электрических сетей могут быть сформулированы следующим образом:
а) схема сети должна быть по возможности (обоснованно) простой и передача электроэнергии потребителям должна осуществляться по возможно кратчайшему пути, что обеспечивает снижение стоимости сооружения линий и экономию потерь мощности и электроэнергии;
|
|
б) схемы электрических соединений понижающих подстанций также должны быть возможно (обоснованно) простыми, что обеспечивает снижение их стоимости сооружения и эксплуатации, а также повышение надежности их работы;
в) следует стремиться осуществлять электрические сети с минимальным количеством трансформаций напряжения, что снижает необходимую установленную мощность трансформаторов и автотрансформаторов, а также потери мощности и электроэнергии;
г) комплекс номинального напряжения и схемы сети должны обеспечивать необходимое качество электроснабжения потребителей и выполнение технических ограничений электрооборудования линий и подстанций (по токам в различных режимах сети, по механической прочности и т.п.).
Для каждого из намеченных вариантов схемы намечаются номинальные напряжения сети. Для этого может быть применено эмпирическое расчетное выражение экономически целесообразного номинального напряжения U эном,кВ
, (1.2.1)
где L – длина линии электропередачи, км; Р – передаваемая активная мощность, МВт.
В наиболее приближенной форме допустимо сформулировать целесообразность передачи электроэнергии при напряжении:
а) 35 кВ – до 10 - 15 МВт на расстояния до 10 – 15 км;
б) 110 кВ – десятков МВт на десятки км;
в) 220 кВ – 100 - 250 МВт на 150 – 250 км.
Введение промежуточных трансформаций в настоящем курсовом проекте (220/110 кВ, 110/35 кВ) может предварительно намечаться, но целесообразность реализации таких вариантов следует подвергнуть тщательному технико-экономическому анализу. Варианты применения двух номинальных напряжений в пределах проектируемой сети могут быть полезны в случаях явного подразделения компактных групп потребителей электроэнергии по величинам нагрузок подстанций и расстояниям передачи электроэнергии. Нецелесообразно введение "второго" номинального напряжения для питания одной или двух подстанций.
|
|
Как отмечалось ранее, не рекомендуется без серьезных обоснований применение напряжения 35 кВ. Экономически неоправданно применение близких по техническим и технико-экономическим показателям номинальных напряжений в пределах одной и той же сети (например, 110 и 150 кВ или 220 и 330 кВ).
Приемлемость по техническим показателям намеченных вариантов комплексов схем и номинальных напряжений сети в первом приближении может проверяться по требующимся сечениям токоведущей части проводов (как правило, сталеалюминиевых), а также по наибольшим потерям напряжения в нормальных и послеаварийных режимах сети (см. ниже). Указанные сечения проводов в общем случае должны находиться в пределах: при напряжении 35 кВ – 50 - 150 мм2; при 110 кВ – 120 - 240 мм 2; 220 кВ – 240 - 400 мм2.
Поскольку в современных электрических сетях 110 (35) - 220 кВ практически на всех вновь сооружаемых подстанциях устанавливаются трансформаторы с регулированием коэффициента трансформации под нагрузкой, то для этих сетей отсутствует нормирование потерь напряжения. Вместе с тем для предварительной технической оценки вариантов схем и номинальных напряжений сети можно рекомендовать в качестве допустимых суммарные потери напряжения в сети до 10 – 12 % в нормальных и до 15 – 17 % в послеаварийных режимах работы.
На основе изложенных выше принципов и рекомендаций формируется некоторое количество дополняющих друг друга и конкурирующих между собой вариантов (по комплексу схем и номинальных напряжений) электрической сети заданного района.