Составление возможных схем сети и выбор номинального напряжения

Линии электропередачи состоят из ВЛ основной и распределительной сети. ВЛ основной сети обеспечивают связь между крупными электростанциями и передачу мощности от них в районы потребления электроэнергии. ВЛ распределительной сети обеспечивают передачу электроэнергии от ПС основной сети и электростанций к потребителям электроэнергии.

При проектировании основной электрической сети энергосистем рекомендуется:

- намечать линии электропередачи через крупные узлы нагрузки, избегать прямых связей между электростанциями;

- производить выбор схемы присоединения электростанций и ПС к основной сети с учётом надёжности питания узла электрической сети и необходимости обеспечения транзита мощности по ВЛ;

- сооружать между двумя узлами сети по одной трассе, как правило, не более двух линий электропередачи одного напряжения. При необходимости дополнительного усиления сети следует рассматривать целесообразность сооружения ВЛ по другим направлениям или выполнение электропередачи на более высоком напряжении.

Проектирование распределительной сети энергосистем осуществляется с учётом следующего:

- в районах с малым охватом территории сетями при близких значениях технико-экономических показателей вариантов развития сети рекомендуется отдавать предпочтение сооружению ВЛ по новым трассам;

- в крупных городах и промышленных районах с большой концентрированной нагрузкой по одной трассе может предусматриваться строительство двух и более ВЛ;

- при прохождении ВЛ по территории городов, на подходах к электростанциям ПС, в стеснённых условиях, лесных массивах и т.д. ВЛ рекомендуется выполнять на двухцепных опорах. При этом подвеска одной цепи рекомендуется в случае, когда необходимость ввода второй цепи возникает в срок более трёх лет после ввода первой, а также когда отключение первой цепи на время проведения работ по подвеске второй допустимо по условиям электроснабжения. Допускается подвеска на одних опорах ВЛ разных классов напряжений;

- при питании ПС с потребителями первой категории применение двух одноцепных ВЛ вместо одной двухцепной допускается при наличии обоснований.

При развитии распределительных сетей отдельных номинальных напряжений необходимо учитывать следующие рекомендации.

При напряжении сети 220 кВ:

- использовать в сети одно- и двухцепные ВЛ 220 кВ;

- при питании ПС по одноцепной ВЛ с двухсторонним питанием общее число промежуточных ПС не должно превышать трёх, а длина такой линии, как правило, не должна быть больше 250 км;

- присоединять к двухцепной ВЛ 220 кВ с двухсторонним питанием до пяти промежуточных ПС. При этом присоединение ПС рекомендуется принимать по схеме «мостик» или блочной схеме (от одной или двух ВЛ 220 кВ);

- проектировать сеть 220 кВ внешнего электроснабжения крупных городов с использованием принципа кольцевой конфигурации. В системе электроснабжения таких городов рекомендуется предусматривать сооружение не менее двух ПС 220 кВ, через которые осуществляется связь с сетью энергосистемы, а питающие ВЛ рекомендуется прокладывать по разным трассам. При присоединении сети крупных городов к энергосистеме рекомендуется обеспечивать минимальные транзитные перетоки мощности через городскую сеть. Общее количество и пропускную способность линий, связывающих сети таких городов с энергосистемой, рекомендуется выбирать с учётом обеспечения питания городских потребителей без ограничений при отключении двухцепной питающей ВЛ 220 кВ;

- выполнять, как правило, ПС 220 кВ двухтрансформаторными. Установка одного трансформатора допускается временно при обеспечении резервирования потребителей.

При напряжении сети 110 кВ:

- не допускать сооружения новых протяжённых ВЛ 110 кВ параллельно существующим ВЛ 220 кВ;

- использовать в качестве источников питания сети 110 кВ ПС 220/110 кВ, имеющие независимые питающие линии, и шины 110 кВ электростанций;

- обеспечивать двухстороннее питание ПС, присоединённых к одноцепной ВЛ 110 кВ. Длина такой ВЛ, как правило, не должна быть более 120 км, а количество присоединяемых промежуточных ПС – не более трёх. Присоединение к такой ВЛ двухтрансформаторных ПС рекомендуется по схеме «мостик». При однотрансформаторной ПС (первый этап развития двухтрансформаторной ПС) присоединение к линии осуществляется по блочной схеме. Допускается присоединение ПС к одноцепной тупиковой ВЛ 110 кВ только на первом этапе развития сети. При этом резервирование ответственных потребителей должно быть обеспечено по сети вторичного напряжения;

- осуществлять применение двухцепных ВЛ с двухсторонним питанием в системах электроснабжения крупных городов, а также в схемах внешнего электроснабжения потребителей транспортных систем (электрифицированные участки железных дорог, продуктопроводов и т.п.). К таким ВЛ рекомендуется присоединять не более пяти промежуточных ПС, с чередованием ПС по схеме «мостик» и блочной схеме;

- применять двухцепные тупиковые ВЛ в схемах электроснабжения крупных городов, промузлов, промышленных предприятий и т.п. с присоединением к такой ВЛ до двух ПС 110 кВ. При этом потребители первой категории таких ПС должны резервироваться по сети вторичного напряжения. К двум одноцепным тупиковым ВЛ может быть присоединено до трёх ПС.

При напряжении сети 35 кВ:

- не допускать сооружения новых протяжённых ВЛ 35 кВ параллельно существующим ВЛ 110 кВ и не сооружать новые ВЛ 35 кВ протяженностью свыше 80 км;

- оценивать целесообразность сооружения новых ВЛ 35 кВ в габаритах 110 кВ;

- рассматривать возможность перевода существующих ВЛ 35 кВ на напряжение 110 кВ;

- использовать преимущественно одноцепные ВЛ 35 кВ с питанием от разных ПС 110-220 кВ или разных секций (систем шин) одной ПС.

Трасса ВЛ выбирается по возможности кратчайшей с учётом условий отчуждения земли, вырубки просек, комплексного использования охранной зоны и приближения к дорогам и существующим ВЛ.

Согласно ПУЭ электроприёмники 1-ой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых резервирующих источников питания. К числу независимых источников электроэнергии относятся две секции шин или системы шин одной или двух электростанций (подстанций) при одновременном соблюдении следующих условий:

- каждая из секций, или система шин, в свою очередь имеет питание от независимого источника;

- секции (системы шин) не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем шин).

Перерыв электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания от другого источника. К надежности электроснабжения потребителей 2-й категории предъявляются менее жесткие требования по сравнению с требованиями к потребителям 1-й категории, хотя в ПУЭ рекомендуется обеспечивать их электроэнергией от двух независимых источников питания. Для таких потребителей допускается перерыв в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом. Следовательно, для районов с потребителями 1-ой и 2-ой категорий должно быть обеспечено сетевое резервирование.

Сетевое резервирование в проекте можно осуществить тремя способами:

- путём резервирования от соседних подстанций, при этом в нормальном режиме сети работают как радиальные;

- путём сооружения двух одноцепных линий (одной двухцепной), параллельно идущих и взаимно резервирующих друг друга;

- путём сооружения замкнутых сетей, получающих питание в нормальном режиме от двух и более источников питания.

При проектировании схемы сетей могут быть применены смешанные сети, в которых часть сетей разомкнутые, а часть – замкнутые.проектк можно осуществить тремя способами: путём резервирования от соседних подстанций, при этом в норм

Протяжённость намечаемых ВЛ при отсутствии более точных данных может быть принята на 20-25% больше воздушной прямой (большее значение относится к территориям с высокой плотностью застройки, развитой сетью дорог и инженерных коммуникаций, интенсивной хозяйственной деятельностью). В районах городской и промышленной застройки, а также в других сложных случаях длину ВЛ следует принимать с учётом конкретных условий.

Вблизи промышленных предприятий трассы ВЛ, как правило, располагаются вне зон действия ветра преобладающего направления от источников загрязнения.

В таблице 3.2.2. приведены данные о допустимых передаваемых мощностях на одну цепь линии и о предельных расстояниях передачи, полученные на основании обобщения накопленного опыта проектирования электрических сетей и необходимые для выбора напряжения.

Известен ряд попыток определить экономические зоны применения электропередачи разных напряжений. Удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений в диапазоне от 35 до 1150 кВ даёт эмпирическая формула, предложенная Г.А. Илларионовым:

, (2.1)

где L – длина линии, км;

Р – передаваемая на одну цепь мощность, МВт.

Р₁₂ = Р₂ + Р₂₃

Р_ип-1 = Р₁ + Р₁₂ (2.2)

В кольцевой схеме по уравнению моментов определяются мощности, протекающие по головным участкам при допущении, что все провода линии имеют одинаковые сечения:

, (2.3)

где Р_j – мощности, передаваемые по j-му «головному» участку;

Р_i – мощности в i-том узле сети;

L_i – длина противоположного плеча;

L_∑ - суммарная длина плеч.

На остальных участках «кольца» потокораспределение определяется аналогично (2.2).