ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.311:621.316.9

Неклюдова П. А.

научный сотрудник управления научно-исследовательских работ Казанский государственный энергетический университет

Россия, г. Казань ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

СЕТИ

Аннотация: В статье рассматривается выбор оптимального номинального напряжение в электрических сетях на электрической подстанции в целях безопасности для ОС и для персонала

Ключевые слова: Напряжение, электрическая сеть, мощность, перетоки, активная мощность.

The article explains how to choose the optimal nominal voltage in electrical networks in the electrical substation for security for the OS and for staff

Keywords: Voltage, electric network, power flows, active power.

Предварительный выбор номинального напряжения Цн линий производят совместно с разработкой схем сети, т.к. они взаимно дополняют друг друга[1]. Все элементы электрической сети, а также электроприемники выполняются на определенное номинальное напряжения и могут работать при значениях напряжения, отличающихся от номинального лишь с некоторыми допусками[2]. Все элементы сети обладают определенными сопротивлениями, поэтому токи в них вызывают изменение напряжения, в результате комплексные значения напряжения во всех узлах сети получаются различными.

Величина Цн зависит от передаваемой мощности. Напряжение, для выбранного варианта конфигурации электрической сети предварительно определим по формуле Г.А. Илларионова:

1000

|50Г 2500

Шом=* L + P (1.1)

где L - длина линии, км; P - передаваемая мощность на одну цепь,

МВт.

В отличие от других экспериментальных выражений приведенная формула дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений переменного тока в диапазоне от 35 до 1150 кВ[3].

Схема 1

Для определения напряжения необходимо сначала определить длину линии и соответствующие передаваемые мощности:

L^, = 12км . L14_14, = 4км . L14,_20i = 8ё • L20,_20 = 8км . L20'-11 = 4км • • • • • •

Lj_34 = 14ёг . L34_33 = •

Рассчитаем перетоки активных мощностей без учета потерь мощности. Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям:

= 36+39 =з7,5^ .

2

2

Р 36

¿3-33 = Р^ = 36 = 181Ад

= Р14 + р1 + ^ = 9 + 21 + 28 = 291Ад

Р 25 ц =Р± = ±± = 141Ад ,

14 2 2

Р 21

^20-20. =Р± = 2- = \0,ЬМВт.

Р 9 Р = рИ = _ = 4,5МВт. 11-20 2 2

Р20 + Р11 9 + 21

= 15 МВт,

22

Определяем номинальное напряжение сети:

иIII ,А-34

^III ,34-33

1000

1000

500 2500

+ -

Т Р

ТА-34 р А-34 1000

500 2500 ' 14 + 37,5 1000

= 99 ёА,

иIII ,11-20'

и

III ,20-20

иШ ,20'-14'

и111 ,14-14'

и111 , А-14'

500 2500

--1--

Т Р

Т34-33 Р34-33 1000

I 500 2500

+р500 Т11-20' 1 11-20'

1000

I 500 2500

- + -

500 2500

--1--

6 18

= 67,12 ёА,

1000

= 38,3ёА,

Т Р

Т20'-20 Р 20' -20

1000

500 2500 4 + 4,5 1000

[500 2500

- + -

= 57,67ёА,

500 2500

- + -

Т Р

Т20'-14' Р 20' -14' 1000

8 10,5 1000

500 2500

+ -

= 63,25ёА.

500 2500

--1--

Т Р

Т14-14' Р 14-14' 1000

6 15 1000

500 2500

--1--

4 14

= 57,4ёА.

1000

500 2500

+ -

Т Р

ТА-14' Р А-14'

500 2500

+ -

= 88,45ёА.

12 29

Исходя из полученных результатов, видно, что схема 1 электрической

Л инОМ = 110 кВ.

сети будет выполняться на напряжение НОМ

Схема 2

Для определения напряжения необходимо сначала определить длину линии и соответствующие передаваемые мощности:

LAAq = 12КМ . ¿14_14, = 4км • Х14,_20, = 6км • LА-34 = I6Ш• • Х20_20, = 8км..

? ? ? ? ?

^^20'-11 = 4км. • ¿А-33 = 18^ • Lзз-з4 = 6км

Рассчитаем перетоки активных мощностей без учета потерь мощности[4].

Представим простейший замкнутый контур в виде линии с двухсторонним питанием (рис.3) и определим соответствующие мощности. Задаем направление мощности. Если при расчете получается отрицательное значение мощности, то меняется направление мощности.

Рассмотрим одноцепную линию А-34-33-А (рис.1):

А т 34 33 А

РА-34

Р34-33 РА-33

Р34 Р33

^34-33 •

Рис 1. Одноцепная линия А-34-33-А

£> - Р33 • (¿33-34 + ¿л-34) + Р34• ЬА-34_ 36(6 +16) + 39• 16 _ 792 + 624 =35 4Шд^

^33-34

+ ¿А-33 + ¿л-34 18 + 6 +16 40

д 34 _ р34 • (¿33-34 + ¿л-33)+ Р33 • ¿л-33_ 39(6 +18) + 36• 18 _ 936 + 648 =396М^

А-34 ¿л-33 + ¿33-34 + ¿л-34 18 + 6 +16 40 ' '

По первому закону Кирхгофа определим распределение мощности

^34-33 = Ял-34 - ^33 = 39,6 - 39 = 0Щд . ^34-33 = ^л-33 - ^33 = 35,4 - 36 = -0Щд .

Определяем мощности, передаваемые по двухцепным линиям:

= Р + Р + ^ = 9 + 21 + 28 = 29Ш ,

л 14 2 2 Р 25

= рр4 = = 14^д , 14 2 2

P 21 Р 20-20 = p20 = 21 = 10,5МВт.

P 9 Р = -И = _ = 4,5МВт. 11-20 2 2

а„4.= ^ = = 15ид ,

Теперь мы можем определить номинальные напряжения для каждой

линии по формуле Илларионова (1):

UIII , А-33

1000

1000

1000

500 2500

ТА-33

P

1 А-33

500 2500 18 + 35,4

Um

1000

1000

, А-34

500 2500

UШ ,11-20'

Т P

ТА-34 1 А-34 1000

I 500 2500

500 2500 ' 16 + 39,6

27,7 + 70,62

= 103 ёА,

= 101ёА,

1000

U

III ,20'-20

Т P

1 Т11-20' 1 11-20'

1000 I 500 2500

Т20'-20 P20'-20 1000

,20' -14'

500

UIII ,14-14'

UIII , A-14'

UIII ,33-34

2500

--1--

Т P

l20'-14' 1 20'-14' 1000

500 2500 4 + 4,5 1000 i500 2500 | 8 + 10,5 1000

500 2500

--h-

= 38,3ёА,

= 57,67ёА,

= 63,25 ёА.

15

1000

500 2500

+ -

Т P

L14-14' P 14-14' 1000

500 2500

+ -

= 57,4ёА.

500 2500

--1--

Т P

LA-14' p A-14' 1000

4 14 1000

500 2500

--1--

12 29

1000

i

500 2500

Т P

Т33-34 P33-34

500 2500

--h-

= 88,45ёА.

= 40,13ёА,

4.65

Исходя из полученных результатов, видно, что схема 2 электрической

Л U НОМ = 110 кВ.

сети будет выполняться на напряжение НОМ

Использованные источники:

1. Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Опыт эксплуатации кабельных линий электропередач с пропитанной бумажной изоляцией. Инновационная наука. 2016. № 4-3. С. 195-197

2. Хакимуллин Б.Р., Багаутдинов И.З. Преимущества силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Инновационная наука. 2016. № 4-3. С. 198-200.

3. Лизунов И.Н., Мисбахов Р.Ш., Федотов В.В., Драгни В.М., Багаутдинов И.З. Централизованная система релейной защиты и автоматики с адаптивными, Инновации в сельском хозяйстве. 2016. №6(21). С. 88-92

4. I. N. Lizunov, R. Sh. Misbakhov, R.G. Mustafm V.V. Fedotov, T.Z. Bagautdinov, A.N. Funt, O.E. Naumov and V.V. Ivanov., Analysis of Methods for Determining Frequency of the Main Harmonic in the Centralized Systems of Relay Protection and Automation. Journal of Engineering and Applied Sciences

6

6

11 (6): 1257-1262, 2016 ISSN: 1816-949X

УДК 621.311:621.316.9

Неклюдова П. А.

научный сотрудник управления научно-исследовательских работ Казанский государственный энергетический университет

Россия, г. Казань БАЛАНС АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Аннотация: В статье рассматриваться составление баланса активной и реактивной мощности в электрической сети с допустимыми параметрами во всех режимах в течение года с целью безопасности для ОС и для персонала электрической подстанции.

Ключевые слова: Реактивная мощность, активная мощность, потребитель, подстанция.

Abstract: The article discusses the active and reactive power balance in the drafting of the electrical network with valid parameters in all modes throughout the year for the purpose of safety for operating personnel and an electrical substation.

Keywords: reactive power, active power, consumer substation.

Основной целью составления баланса мощности является обеспечение работы электрической системы с допустимыми параметрами во всех режимах в течение года. Баланс составляется отдельно для активной и реактивной мощности[1]. Следует отметить, что реактивная мощность нагрузки электрической системы в большей мере, чем активная, определяется потерями сети. Чем ближе к месту потребления реактивной мощности устанавливаются компенсирующие устройства, тем меньше значения передаваемой по элементам сети реактивной мощности и тем выше уровень напряжения в сети[2]. Все это приводит к уменьшению потерь реактивной мощности в сети и к снижению суммарной установленной мощности компенсирующих устройств.

В процессе эксплуатации составление баланса мощности приходится выполнять систематически в целях выяснения условий работы электрической системы и ее отдельных частей с учетом фактического наличия оборудования, его текущего состояния и роста нагрузок.

Согласно формуле

n n

Рлнб = Ko (P)-S P +APc ^

i=1 нб,1 i=1 (1)

определим наибольшую суммарную активную мощность, потребляемую в проектируемой сети, где

К-коэффициент наибольшей нагрузки п/ст, равный от 0,95 до 0,96;

APc - суммарные потери мощности в сети в долях от суммарной нагрузки п/ст, принимается равным 0,05