Анализ различных схем подключения

Разработано три различных варианта схем подключения ветровых установок к энергосистеме. В первом варианте приняли, что ветровые турбины расположены в один ряд, повышающая подстанция находится в геометрическом центре ветропарка. Рассчитаны подключения ветровых турбин магистральной кабельной линией 10 кВ. Расчеты велись для кабельной линии с применением кабелей с алюминиевыми жилами и для кабельной линии с применением кабелей с медной жилой. При расчете определили потери мощности в линии, падение напряжения, что является одними из важнейших показателей надежности энергоснабжения. Для магистральной схемы подключения составим график, по которой можем увидеть разницу потери мощности при использования кабелей с разными материалами жилы.

Рисунок 32 – График потерь мощности магистральной линии при использовании кабелей с разными материалами жилы

Как показывает график, потери мощности меньше при использовании кабелей с медными жилами. Это объясняется тем, что при магистральном подключении ветровых турбин, от первой ветровой турбины ко второй идет кабель меньшего сечения, передаваемая мощность на линии увеличивается, и от второй ветровой турбины к третьей кабель нужно подбирать с большим сечением. И таким же образом, на магистральной линии на каждом участке присоединения ВЭУ возрастает мощность и соответственно подбирается кабель с большим сечением. В таблице 22 приведены активные сопротивления кабелей с алюминиевой и медной жилой [3].

Таблица 22 – Активные сопротивления кабелей, Ом/км

Как мы видим из таблицы, сопротивление кабеля с медной жилой любого сечения меньше чем у кабеля с алюминиевой жилой того же сечения. Мы на магистральной линии для сравнения и выявления оптимального варианта использовали кабели с алюминиевой и медной жилой, у кабелей с медной жилой сечения подобрали меньше, соответственно и сопротивление меньше, поэтому на линии теряем меньше мощности.

Анализируя применение кабелей с алюминиевой жилой и кабелей с медной жилой на магистральной линии, выявили что применение кабелей с медной жилой целесообразно по уменьшению потерь мощности.

Для радиальной схемы подключения составим график, по которой можем увидеть разницу потери мощности при использования кабелей с разными материалами жилы.

Рисунок 33 – График потерь мощности радиальной линии при использовании кабелей с разными материалами жилы

По графику можно увидеть, что потери мощности меньше при использовании кабеля с алюминиевой жилой. В радиальной схеме подключения ветровых турбин к энергосистеме при схеме подключения с кабелями с медной жилой расчетное сечение получается меньше, чем у кабелей с алюминиевой жилой. В нашем случае на полученное расчетное сечение кабеля с медной жилой подобрали сечение жилы 50 мм², а на расчетное сечение кабеля с алюминиевой жилой подобрали сечение жилы 95 мм². При радиальном подключении ветровая турбина подключается напрямую к РУ 10 кВ, и увеличение сечения кабеля не требуется. Сопротивление у кабеля с алюминиевой жилой сечением 95 мм² составляет 0,34 Ом/км, а у кабеля с медной жилой сечением 50 мм² сопротивление 0,34 Ом/км. Так как у кабеля с алюминиевой жилой сопротивление меньше, потери мощности будут меньшими.

Анализируя применение кабелей с алюминиевой жилой и кабелей с медной жилой на радиальной линии, выявили что применение кабелей с алюминиевой жилой целесообразно по уменьшению потерь мощности.

При смешанной схеме подключения так же сравнивали подключение ветровых турбин кабелями с алюминиевой жилой и кабелями с медными жилами. Отдаленные от РУ ветровые турбины подключались магистрально, а близлежащие подключались радиально. Исходя из анализа приведенного выше, в смешанной схеме подключения в магистральных линиях будет целесообразно применять кабели с медной жилой, а в радиальных линиях целесообразно применять кабели с алюминиевой жилой.

Независимо от того, где расположена повышающая подстанция, в начале линии или в середине, из анализы выявили, что в разных вариантах расположения повышающей подстанции при магистральном соединении нужно применять кабели с медной жилой, а в радиальном соединении нужно применять кабели с алюминиевой жилой.

Экономический раздел