Электрические нагрузки промышленных предприятий Содержание Введение Расчёт электрических нагрузок промышленных предприятий. Выбор сечений проводов и определение потерь напряжения в кабельных линиях КЛ-1 и КЛ-2 напряжением 0,38 кВ. Выбор числа и мощности трансформаторов ТП-1 Расчёт электрических нагрузок сельскохозяйственных предприятий. Электрический расчёт ВЛ 10 кВ. Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения в ВЛ 10 кВ. Электрический расчёт сети 0,38 кВ. Определение глубины провала напряжения при пуске асинхронных двигателей. Расчёт токов коротких замыканий Выбор высоковольтных выключателей и автоматов на подстанциях 10/0,4 кВ и предохранителей на РП Выбор защиты от грозовых перенапряжений и расчёт заземления на ТП-2 10/0,4 кВ населённого пункта Определение технико-экономических показателей передачи электроэнергии по сети 0,38 кВ населённого пункта Заключение к курсовому проекту Используемая литература Введение В данном курсовом проекте приведён расчёт электроснабжения района, который включает в себя промышленные предприятия ( механо-сборочный цех №1 и маломощный цех №2) и сельский населённый пункт. Цель выполнения данного курсового проекта - формирование у будущего инженера-электрика системы знаний и практических навыков, необходимых для решения задач, связанных с электроснабжением промышленных и сельскохозяйственных предприятий, городских и сельских населенных пунктов. При выполнении курсового проекта для промышленного предприятия определяем расчётные нагрузки по узлам питания и по цеху в целом, сечение проводов, кабелей и токоведущих шин сети цеха. Определяем расчётную мощность трансформаторов ТП-1(промышленного предприятия). Для сельского населённого пункта выбирается число ТП и место их расположения в населённом пункте, на плане местности намечаем трассы и составляется схемы ВЛ 0,38 кВ. Выполняем расчёт электрических нагрузок и выбираем номинальные мощности трансформаторов проектируемых подстанций 10/0,4 кВ в населённом пункте. Также выбирается марка и сечение ВЛ по методу экономических интервалов и проверяются по длительно допустимому току. Производится проверка всех линий на величину допустимой потери напряжения наиболее приближённых и удалённых потребителей в режиме максимальных и минимальных нагрузок. Проверяется сеть на величину провала напряжения при пуске асинхронных двигателей. Выполняется расчёт тока трёхфазного, двухфазного и однофазного к.з. электрической сети. Производится выбор электрической аппаратуры питающих и распределительных ВЛ. Рассчитывают токи плавких вставок предохранителей для защиты трансформаторов ТП и проверяется их селективность. выполняется защита от грозовых перенапряжений с указанием мест устройств повторных заземлений нулевого провода и грозозащитных заземлений изоляторных крюков, а также расчёт заземляющего устройства ТП населённого пункта. Определяются технико-экономические показатели передачи электроэнергии по сети 0,38 кВ населённого пункта. Выполняется чертёж силовой электрической сети цеха №1, его однолинейная расчётная схема, план размещения электроприёмников сельского населённого пункта, а также общая схема электроснабжения промышленного предприятия и населённого пункта. Расчёт электрических нагрузок промышленных предприятий Цех №1 Определим расчётные нагрузки по узлам питания и по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума (метод упорядоченных диаграмм). Рассмотрим цех в целом: Таблица 1 Наименование оборудования Кол-во шт. Ном.мощность,кВт kиа cosφ Рсм, кВт Qсм, кВАр единичная общая Группа А (коэффициент kиа<0,6) Кран с ПВ= 25% 1 13,6 13,6 0,35 0,5 4,76 8,244 Точильно-шлифов. станки 3 5,5 16,5 0,17 0,65 2,805 3,278 Сверлильные станки 3 4,25 12,75 0,12 0,4 1,53 3,5 Зубошлифовальные станки 2 22,25 44,5 0,17 0,65 7,565 8,84 Кран с ПВ=40% 2 89,17 178,35 0,18 0,5 32,1 55,6 Горизонтальные ножницы 2 11 22 0,45 0,65 9,9 11,57 Ножовочная пила 2 3,18 6,36 0,55 0,8 3,498 2,6 Прод.-строгальные станки 2 53,5 107 0,17 0,65 18,19 21,26 Токарно-револьвер. станки 2 61,75 123,5 0,17 0,65 20,995 24,5 Пресс 3 5,5 16,5 0,25 0,65 4,125 4,82 Высокочастот. установка 1 40 40 0,15 0,87 6 3,39 Копир.-прошив. станок 1 2,38 2,38 0,12 0,4 0,2856 0,654 ИТОГО: 24 - 583,44 0,19 - 111,75 148,3 Группа Б (коэффициент kиа>0,6) Вентиляторы калорифера 2 15 30 0,65 0,8 19,5 14,6 Испытательные стенды 4 90 360 0,8 0,65 288 336,6 ИТОГО: 6 - 390 0,78 - 307,5 351,2 Определим средние активную (Рсм) и реактивную (Qсм) нагрузки за наиболее загруженную смену сначала по характерным группам электроприёмников, затем по узлам нагрузки и цеху в целом. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а (только для группы А). Найдём эффективное число электроприёмников группы А: По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,19 и =11 находим коэффициент максимума Км.а=1,8 Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы А: т.к. nэ≥10 Найдём эффективное число электроприёмников группы Б: Электроприёмники с ровным графиком работы (нерегулируемые насосы, вентиляторы, нагревательные приборы) имеют Км.а=1, они выделены в отдельную группу Б. Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы Б: т.к. nэ≤10 Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки цеха №1: Определим полную расчётную нагрузку цеха№1: Коэффициент мощности: Исходя из возможных токовых нагрузок на кабели, наметим узлы питания (силовые шкафы, распределительные шинопроводы) и все тяготеющие к ним электроприёмники разбивают на характерные группы А и Б (если это необходимо). Для распределения электроэнергии по отдельным электроприёмникам можно установить три силовых распределительных пункта : СРП-1, СРП-2 и СРП-3. Схема распределения электроэнергии показана на рис. 1. Рис.1. Электроснабжение механо-сборочного цеха. Рассмотрим СРП-1: Расчётные данные по СРП-1 Таблица 2 № оборуд Кол-во Рн, кВт Киа φ cosφ Рсм, кВт Qсм, кВар Iном, А Группа А (коэффициент kиа<0,6) 1 1 89,17 0,18 1,047198 0,5 16,0506 27,80045 271,2808 6 1 11 0,45 0,863212 0,65 4,95 5,787191 25,74244 8 1 5,5 0,17 0,863212 0,65 0,935 1,093136 12,87122 Итого 105,67 0,207586 21,9356 34,68078 Группа Б (коэффициент kиа>0,6) 2,3 2 90 0,8 0,863212 0,65 144 168,3547 210,6199 13 1 15 0,65 0,643501 0,8 9,75 7,3125 28,52145 Итого 105 153,75 175,6672 СРП-1 Sр=333,98кВА 508,037 Найдём эффективное число электроприёмников группы А: Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е. , здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх). Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-1: Определим полную расчётную нагрузку СРП-1: Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП: И расчётный ток линии, питающей СРП-1: Данные расчёта сведены в таблицу 2. СРП-2: Расчётные данные по СРП-2 Таблица 3 № оборуд Кол-во Рн, кВт Киа φ cosφ Рсм, кВт Qсм, кВар Iном, А Группа А (коэффициент kиа<0,6) 11 1 89,17 0,18 1,047198 0,5 16,0506 27,80045 271,2808 7 1 11 0,45 0,863212 0,65 4,95 5,787191 25,74244 10 1 3,18 0,55 0,643501 0,8 1,749 1,31175 6,046547 9 1 5,5 0,17 0,863212 0,65 0,935 1,093136 12,87122 Итого 108,85 0,217589 23,6846 35,99253 Группа Б (коэффициент kиа>0,6) 4,5 2 90 0,8 0,863212 0,65 144 168,3547 210,6199 12 1 15 0,65 0,643501 0,8 9,75 7,3125 28,52145 Итого 105 153,75 175,6672 СРП-2 Sр=337,28кВА 513,0532 Найдём эффективное число электроприёмников группы А: Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е. , здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх). Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-2: Определим полную расчётную нагрузку СРП-2: Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП: И расчётный ток линии, питающей СРП-2: Данные расчёта сведены в таблицу 3. СРП-3: Расчётные данные по СРП-3 Таблица 4 № оборуд Кол-во Рн, кВт Киа φ cosφ Рсм, кВт Qсм, кВар Iном, А Группа А (коэффициент kиа<0,6) 14,15 2 53,5 0,17 0,863212 0,65 18,19 21,26647 125,2018 16,17 2 61,75 0,17 0,863212 0,65 20,995 24,54587 144,5087 22 1 3,18 0,55 0,643501 0,8 1,749 1,31175 6,046547 18,19,20 3 4,25 0,12 1,159279 0,4 1,53 3,50567 16,16215 21,24 2 22,25 0,17 0,863212 0,65 7,565 8,844465 52,06993 25 1 13,6 0,35 1,047198 0,5 4,76 8,244562 41,37511 26,27,28 3 5,5 0,25 0,863212 0,65 4,125 4,822659 12,87122 29 1 40 0,15 0,515594 0,87 6 3,400357 69,93765 20 1 2,38 0,12 1,159279 0,4 0,2856 0,654392 9,050806 23 1 5,5 0,17 0,863212 0,65 0,935 1,093136 12,87122 Итого 368,91 0,17927 66,1346 77,68933 СРП-3 Sр=167,59кВА 254,9407 Найдём эффективное число электроприёмников СРП-3. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,179 и =9 находим коэффициент максимума Км.а=2,18 Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-3: т.к. nэ≤10 Определим полную расчётную нагрузку СРП-3: Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП: И расчётный ток линии, питающей СРП-3: Данные расчёта сведены в таблицу 4. Определим сечение проводов, кабелей и токоведущих шин сети цеха. Рис.2. Однолинейная расчётная схема Выбираем сечение проводов и жил кабелей в соответствии с расчётными токами ЭП (табл.2,3,4). Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Силовые кабели прокладывают непосредственно по поверхности стен и закрепляют при помощи скоб. На основе схемы соединения ГРП с СРП-1,СРП-2 и СРП-3 ,а также установленным оборудованием составим однолинейную расчётную схему с нанесёнными на неё типами выбранных кабелей, автоматов и предохранителей, а также расстояний (рис.2). Методом упорядоченных диаграмм определим расчётную нагрузку маломощного цеха №2 предприятия (РП-5), питающегося по кабельной линии №2. Таблица 5 № оборуд Кол-во Рн, кВт Киа φ cosφ Рсм, кВт Qсм, кВар Iном, А Группа А (коэффициент kиа<0,6) 25 1 13,6 0,35 1,047198 0,5 4,76 8,244562 41,37511 8,9,23 3 5,5 0,17 0,863212 0,65 2,805 3,279408 12,87122 21,24 2 22,25 0,17 0,863212 0,65 7,565 8,844465 52,06993 18,19,20 3 4,25 0,12 1,159279 0,4 1,53 3,50567 16,16215 Итого 87,35 0,190727 16,66 23,87411 Группа Б (коэффициент kиа>0,6) 12,13 2 15 0,65 0,643501 0,8 19,5 14,625 28,52145 Цех№2 Sр=78,76кВА 119,8 Найдём эффективное число электроприёмников группы А. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,19 и =6 находим коэффициент максимума Км.а=2,24 Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы А: т.к. nэ≤10 Найдём эффективное число электроприёмников группы Б: Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е. здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх). Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-1: Определим полную расчётную нагрузку цеха №2: Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП: И расчётный ток линии, питающей цех №2: Данные расчёта сведены в таблицу 5. Определим суммарную нагрузку распределительного пункта РП-1 Рис.3. Схема распределения нагрузок РП-1 Таблица 6 Параметр РП-2 РП-3 РП-4 РП-5(Цех№2) cos φ 0,9 0,93 0,92 0,854 Sр,кВА 25 52 58 78,76 Определим нагрузки кабельных линий напряжением 0,38 кВ: - нагрузка КЛ-1 равна нагрузке РП-1( ) Коэффициент мощности КЛ-1 определяется по выражению: - нагрузка КЛ-2 равна нагрузке РП-5 ( ) Коэффициент мощности КЛ-2 равен коэффициенту мощности РП-5 (cosφ=0,854) Выбор сечений проводов и определение потерь напряжения в кабельных линиях КЛ-1 и КЛ-2 напряжением 0,38 кВ Выбор параметров КЛ-1 и КЛ-2 проводится по длительному допустимому току. Расчётные токи КЛ-2 и КЛ-1 рассчитываются по формуле: При прокладке нескольких кабелей в канале-коробе расчётный ток корректируется на некоторый коэффициент К, связанный с взаимным температурным влиянием кабелей друг на друга.(К=0,6 при числе кабелей в канале равным 5) Для КЛ-1: Для КЛ-2: Предварительно выбираем кабели: - для КЛ-1: ЦАШв 3×А185+А×120 с допустимым током 345 А - для КЛ-2: ЦАШв 3×А70+А×35 с допустимым током 200 А Удельные сопротивления кабельных линий приняты по справочной литературе: rуд1=0,208 мОм/м, худ1=0,063 мОм/м и rуд2=0,447 мОм/м, худ1=0,0612 мОм/м. Расстояние от ТП-1 до РП-1 – 53 м, от РП-1 до РП-5 – 75 м. Тогда или в процентах –1,3% или в процентах –1,69% Результаты расчётов сведены в таблицу 7 таблица 7 Участок cosφ Sрасч, кВА Марка кабеля Длина участка,м Потеря напряжения,% на участке от ТП ТП-1–РП-1 0,898 165,6 ЦАШв 3×А185+А×120 53 1,3 1,3 РП-1–РП-5 0,854 78,76 ЦАШв 3×А70+А×35 75 1,69 2,99 Выбор числа и мощности трансформаторов ТП-1 Число и мощность трансформаторов выбираются: - по графику нагрузки потребителя и подсчитанным величинам средней и максимальной мощности; - технико-экономическим показателям отдельных намеченных вариантов числа и мощности трансформаторов с учётом капитальных затрат и эксплутационных расходов; - категории потребителей с учётом наличия в его составе нагрузок потребителей первой категории, требующих обеспечения резервирования; - экономически целесообразному режиму, под которым понимается режим, обеспечивающий минимум потерь мощности и электроэнергии в трансформаторе при работе по заданному графику нагрузки. Выбор мощности трансформаторов потребительских подстанций в курсовом проекте производится по расчётным максимумам нагрузки. Исходя из многолетней практики проектных организаций, установлено, что при двухтрансформаторных подстанциях, а также при однотрансформаторных с магистральной схемой электроснабжения мощность каждого трансформатора может выбираться с таким расчётом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всю нагрузку потребителей первой и второй категории. При этом потребители третьей категории могут временно отключаться. Именно поэтому номинальная мощность трансформатора двухтрансформаторной подстанции принимается равной 70 % от общей расчётной нагрузки потребителей. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии оказываются загруженными не более чем на 140%, что допустимо в аварийных условиях. Полная нагрузка на низкой стороне ТП-1 определяется с помощью надбавок мощности: Коэффициент мощности ТП-1 определяется по выражению: Подстанция двухтрасформаторная, поэтому мощность трансформаторов Предварительно принимаем к установке на ТП-1 два трансформатора мощностью по 630 кВА каждый марки ТМ-630/6-10 (табл.13 мет. пособия). Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yo (табл. П.17). Расчёт электрических нагрузок сельскохозяйственных предприятий Выбор количества, мощности и мест расположения подстанций 10/0,4 кВ населённого пункта. Рис. 4. Схема местности сельского населённого пункта Расчётные нагрузки на вводе помещений Таблица 8 Помещение День Вечер Рд,кВт Qд,кВАр Sд,кВА cosφд РВ,кВт QВ,кВАр SВ,кВА cosφВ 1.Одноквартирный жилой дом 0,5 0,24 0,55462 0,90152 1,5 0,6 1,61555 0,92848 2.Двухквартирный жилой дом 3,5 1,15 3,68409 0,95003 6 1,5 6,18466 0,97014 3.Молочная ферма КРС - - - - - - - - 4.Молочный цех с холодильной установкой - - - - - - - - 5.Свиноводческая ферма 90 79,3725 120 0,75 51 31,60696 60 0,85 6.Птичник клеточного содержания 82,8 35,2727 90 0,92 63,36 18,48 66 0,96 7.Овощехранилище 22,4 16,8 28 0,8 16 12 20 0,8 8.Ремонтная мастерская 52 60,7947 80 0,65 14 14,28286 20 0,7 9.Лесопильный цех 18,75 16,5359 25 0,75 1,5 1,322876 2 0,75 10.Кормоприготови-тельный цех 5,25 4,63006 7 0,75 5,25 4,630065 7 0,75 11.Общеобразовательная школа 7,36 3,13535 8 0,92 11,4 3,746999 12 0,95 12.Административное здание 2,76 1,17576 3 0,92 6,65 2,185749 7 0,95 13.Клуб 2,76 1,17576 3 0,92 7,6 2,497999 8 0,95 14.Баня 1,84 0,78384 2 0,92 4,75 1,561249 5 0,95 15.Дошкольное учреждение 9,2 3,91918 10 0,92 5,7 1,873499 6 0,95 16.Магазин 4,6 1,95959 5 0,92 6,65 2,185749 7 0,95 Предварительный выбор количества и мощности трансформаторов ТП 10/0,4 кВ населённого пункта так или иначе требует определения его суммарной нагрузки. Раздельно для режимов дневной и вечерней нагрузки определяются расчётные нагрузки для четырёх групп потребителей: жилые дома, коммунальные и культурно- административные потребители, производственные потребители и наружное освещение. Для вычисления расчётной нагрузки группы потребителей используются коэффициенты одновременности, а для определения суммарной нагрузки - надбавки мощности. После приближённого определения расчётной нагрузки населённого пункта ориентировочно намечаем сооружение двух ТП (ТП-2 и ТП-3). К ТП-2 предполагается присоединить производственные потребители № 5,6 и жилые дома. ТП-2 однотрансформаторная, закрытого исполнения с двумя вводами высокого напряжения, так как предусмотрено резервирование по сети 10 кВ и по 0,38кВ. Для ориентировочного определения местоположения ТП находятся координаты “центра тяжести” расчётных нагрузок Определения местоположения ТП-2 Таблица 9 № потребителя S,кВА Si∙Xi Si∙Yi X,мм Y,мм 1 0,55 0,55 9,735 1 17,7 1 0,55 0,55 9,185 1 16,7 1 0,55 0,55 8,58 1 15,6 1 0,55 0,55 8,03 1 14,6 1 0,55 0,55 7,48 1 13,6 1 0,55 0,55 6,875 1 12,5 1 0,55 0,55 6,325 1 11,5 1 0,55 0,55 5,39 1 9,8 1 0,55 0,55 4,84 1 8,8 1 0,55 0,55 4,29 1 7,8 1 0,55 0,55 3,74 1 6,8 1 0,55 0,55 3,135 1 5,7 1 0,55 0,55 2,2 1 4 1 0,55 1,65 2,2 3 4 1 0,55 1,65 3,135 3 5,7 1 0,55 1,65 3,74 3 6,8 1 0,55 1,65 4,29 3 7,8 1 0,55 1,65 4,84 3 8,8 1 0,55 1,65 5,39 3 9,8 1 0,55 1,65 6,325 3 11,5 1 0,55 1,65 6,875 3 12,5 1 0,55 1,65 7,48 3 13,6 1 0,55 1,65 8,03 3 14,6 1 0,55 1,65 8,58 3 15,6 1 0,55 1,65 9,185 3 16,7 1 0,55 1,65 9,735 3 17,7 2 3,68 11,04 1,84 3 0,5 2 3,68 11,04 9,2 3 2,5 2 3,68 20,24 46,736 5,5 12,7 2 3,68 20,24 40,48 5,5 11 2 3,68 20,24 33,12 5,5 9 2 3,68 20,24 23,92 5,5 6,5 5 120 720 1980 6 16,5 6 90 540 180 6 2 ТП-2 246,38 1391,64 2474,906 5,648348 10,04508 Координаты места установки ТП для n потребителей определяются на основе следующих выражений: Определения местоположения ТП-3 Таблица 10 № потребителя S,кВА Si∙Xi Si∙Yi X,мм Y,мм 1 0,55 4,565 4,4 8,3 8 1 0,55 4,565 3,85 8,3 7 1 0,55 4,565 3,3 8,3 6 1 0,55 3,025 3,3 5,5 6 1 0,55 3,025 3,74 5,5 6,8 1 0,55 3,85 3,3 7 6 1 0,55 0,385 3,3 0,7 6 1 0,55 1,375 3,3 2,5 6 2 3,68 12,144 13,984 3,3 3,8 2 3,68 14,72 40,48 4 11 2 3,68 11,04 51,52 3 14 2 3,68 18,4 55,2 5 15 7 28 204,4 112 7,3 4 8 80 120 960 1,5 12 9 25 162,5 450 6,5 18 10 7 56 3,5 8 0,5 11 8 60 100 7,5 12,5 12 3 16,5 27 5,5 9 13 3 6 25,5 2 8,5 14 2 5 32,8 2,5 16,4 15 10 75 150 7,5 15 16 5 40 47,5 8 9,5 ТП-3 190,12 827,059 2097,974 4,350195 11,035 Координаты места установки ТП для n потребителей определяются на основе следующих выражений: Места расположения ТП населённого пункта указываются на карте схеме окружностью диаметром 5 мм. На рис. 4. намечаем трассы и составляем схемы ВЛ 0,38 кВ Определение расчётных нагрузок ТП-2 населённого пункта Расчётная нагрузка жилых домов (дневной и вечерние режимы) Одноквартирные дома: (26 домов, Ко=0,356) Двухквартирные дома: (6 домов, Ко=0, 5) Расчётная нагрузка производственных потребителей (дневной и вечерние режимы) Активные и реактивные нагрузки отдельных групп потребителей складываются между собой с помощью таблицы суммирования нагрузок. Подстанция однотрасформаторная, поэтому мощность трансформатора выбираем по таблице 12 (методического пособия). Предварительно принимаем к установке на ТП-2 трансформатор мощностью 160 кВА марки ТМ-160/10 (табл.13 мет. пособия). Схема соединения обмоток трансформаторов ∆/Yo (табл. П.1.7). Определение расчётных нагрузок ТП-3 населённого пункта Расчётная нагрузка жилых домов (дневной и вечерние режимы) Одноквартирные дома: (8 домов, Ко=0,473) Двухквартирные дома: (4 домов, Ко=0,585) Расчётная нагрузка коммунальных и культурно-административных потребителей (дневной и вечерние режимы) Расчётная нагрузка производственных потребителей (дневной и вечерние режимы) Наружное освещение (вечерний режим) В соответствии с заданным масштабом плана местности определяется длина улиц с покрытием простейшего типа (на плане широкие) –ℓ1=720 м. и длина улиц дорог местного значения (на плане более узкие) –ℓ2=1200м. По таблице 8 методических рекомендаций определяем удельные мощности для улиц первого и второго типа, соответственно ρуд1=10 Вт/м и ρуд2=4 Вт/м. Активные и реактивные нагрузки отдельных групп потребителей складываются между собой с помощью таблицы суммирования нагрузок. Подстанция однотрасформаторная, поэтому мощность трансформатора выбираем по таблице 12 (методического пособия). Предварительно принимаем к установке на ТП-2 трансформатор мощностью 160 кВА марки ТМ-160/10 (табл.13 мет. пособия). Электрический расчёт ВЛ 10 кВ Составление таблицы отклонений напряжений Для определения допустимых потерь напряжения в ВЛ 10 и 0,38 кВ при встречном законе регулирования на шинах ГПП 110/10 кВ составляется таблица отклонений напряжения. Принимается , что устройства регулирования напряжения на ГПП (Т7, трансформаторы с РПН) обеспечивают на шинах 10 кВ напряжение не ниже 105% в период наибольших нагрузок и не выше 100% в период наименьших нагрузок. Надбавки, потери и отклонения напряжения (%) на элементах сети 10 и 0,38 кВ. Таблица 11 Параметр элемента системы Удалённая ТП (ТП-3) Ближайшая ТП (ТП-1) Режим нагрузок Режим нагрузок максим. миним. максим. миним. Потребитель Потребитель удал. ближ. удал. ближ. удал. ближ. удал. ближ. 1.Шины 10 кВ VГПП +5,0 +5,0 0 0 +5,0 +5,0 0 0 2.ΔUВН ВЛ 10 кВ -4,4 -4,4 -1,1 -1,1 -2,0 -2,0 -0,5 -0,5 3.Тр-тор 10/0,4 кВ: –надбавка VПОСТ. +5,0 +5,0 +5,0 +5,0 +2,5 +2,5 +2,5 +2,5 – потери ΔUТ -4,0 -4,0 -1,0 -1,0 -4,0 -4,0 -1,0 -1,0 4.ΔUНН 0,38 кВ -6,6 0 -1,65 0 -6,5 0 -1,625 0 5.Потребитель Vпотр -5,0 +1,6 +1,25 +2,9 -5,0 +1,5 -0,625 +1,0 При составлении таблицы учитываются нерегулируемые надбавки трансформаторов ТП-1 и ТП-3 и потери напряжения в них с учётом того, что ТП-1 двухтрансформаторная, а ТП-3 однотрансорматорная. Переменные надбавки у трансформаторов типа ТМ (без буквы Н в конце) принимаются равными нулю. Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения в ВЛ 10 кВ Приведём расчётную схему ВЛ 10 кВ с указанием длин участков (км) и расчётных нагрузок в узлах. Рис.5. Расчётная схема ВЛ 10 кВ. Расчёт нагрузок на участках ВЛ 10 кВ. 1. Участок ТП-2–ТП-3. Тогда по таблице 7 (мет. пособ.) 2. Участок ТП-1–ТП-2. 3. Участок ГПП–ТП-1. В соответствии с магистральным принципом сооружения ВЛ 10 кВ на магистральных участках ВЛ должны монтироваться сталеалюминевые провода марки АС сечением не менее 70 мм2. Для выбора сечений проводов воспользуемся методом экономических интервалов. Эквивалентные мощности ВЛ составят: –для ВЛ 0-1: –для ВЛ 1-2: –для ВЛ 2-3: КД – коэффициент динамики роста нагрузок, принимается равным 0,7 для вновь строящихся линий. Согласно табл. 16 (мет. пособия), сечение проводов для 3-4 района по гололёду для ВЛ 0-1 на железобетонных опорах можно принять равным 50 мм2, для ВЛ 1-2 и ВЛ 2-3 – 35 мм2. Но так, как ВЛ 0-1 и ВЛ 1-2 являются магистралями, поэтому для них выбирают провода марки АС 70. Принимая ВЛ 2-3 как отпайку, выбираем для неё марку провода АС 35. Для проводов марки АС 70 и АС 35 по справочнику принимаем удельные сопротивления соответственно rо=0,45 Ом/км, хо=0,34 Ом/км и rо=0,91 Ом/км, хо=0,327 мОм/км. Потери напряжения в ВЛ-1 длиной 2,8 км составят в нормальном режиме (две параллельные линии): Или в процентах ∆UВЛ-1=0,75 %. Для ВЛ-2: Или в процентах ∆UВЛ-1=1,03 %. Для ВЛ-3: Или в процентах ∆UВЛ-1=0,026 %. Результаты расчётов сведём в таблицу. Электрический расчёт сети 10 Кв. Таблица12 Участок Ррасч, кВт cosφ Sрасч, кВА Марка провода Длина участка,км Потеря напряжения,% на участке от ТП ГПП–ТП-1 767,88 0,8 959,85 АС-70 2,8 0,75 0,75 ТП-1–ТП-2 223,2 0,75 297,6 АС-70 6,2 1,03 1,78 ТП-2–ТП-3 93 0,75 124 АС-35 0,24 0,026 1,806 Суммарные потери напряжения в сети 10 кВ меньше рассчитанных при составлении таблицы отклонений, следовательно выбранные сечения проводов удовлетворяют условиям допустимой потери напряжения. Электрический расчёт сети 0,38 кВ Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения в ВЛ 0,38 кВ Расчёт линий ТП-2: от ТП-2 отходят четыре линии, две из которых КЛ. Одна КЛ для электроснабжения свиноводческой фермы (на плане объект №5, по надежности вторая категория), другая для электроснабжения птичника клеточного содержания (на плане объект №6, по надежности первая категория). Две ВЛ для электроснабжения жилых домов (на плане объект №1 и №2, по надежности третья категория). Полная мощность объекта №5 Ѕ=120 кВА, ток Длина линии – 100 м .Сечение четырёхжильного кабеля до 1 кВ с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией, прокладываемого в земле, выбираем по допустимому длительному току (табл. 24 мет. пособия). Получаем сечение 4×А70 (кабель типа ЦАШв) при длительно допустимом токе 200 А. Удельные сопротивления принимаем по справочнику rо=0,447 мОм/м, хо=0,0612 мОм/м. Потери напряжения в КЛ с ℓ= 100 м и cosφ=0,75 составят : Или в процентах ∆UКЛ-1=3,12 %. Полная мощность объекта №6 Ѕ=90 кВА, ток Длина линии – 130 м .Сечение четырёхжильного кабеля до 1 кВ с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией, прокладываемого в земле, выбираем по допустимому длительному току (табл. 24 мет. пособия). Получаем сечение 4×А50 (кабель типа ЦАШв) при длительно допустимом токе 165 А. Удельные сопротивления принимаем по справочнику rо=0,625 мОм/м, хо=0,0625 мОм/м. Потери напряжения в КЛ с ℓ= 130 м и cosφ=0,92 составят в нормальном режиме (две параллельные линии): Или в процентах ∆UКЛ-2=2,42 %. В аварийном режиме при одном кабеле ∆UКЛ-2=18,44 В или в процентах ∆UКЛ-2=4,85 %. Остальные две линии проектируются воздушными ВЛ-1 и ВЛ-2 0,38 кВ ТП-2. Нагрузки в узлах принимаются по таблице 8. Линия ВЛ-1 осуществляет питание жилых домов ( 14 одноквартирных и 2 двухквартирных) Схема электроснабжения жилых домов от шин 0,38 кВ ТП-2. Рис.6. Расчётная схема ВЛ-1 0,38 кВ. Расчётные нагрузки на участках: Значение коэффициента мощности на участке 0-У1 принято равным коэффициенту мощности наибольшему по мощности участку (У1-У2), т.е. cosφ=0,95. По методу экономических интервалов на головном участке ВЛ-1(0-У1) для четвёртого района по гололёду выбирается сечение четырёх проводов марки А16: Однако в соответствии с разработанной институтом «Сельэнергопроект» концепцией развития электрических сетей в сельской местности ВЛ 0,38 кВ на всём протяжении выполняются четырёхпроводным сечением не менее 50 мм2 с поэтапным увеличением до 95мм2 (с 2000г.) Для провода марки А 95 удельные сопротивления принимаем по справочнику rо=0,33 мОм/м, хо=0,303 мОм/м. Находим потери напряжения на участках: Или в процентах ∆UВЛ(0-У1)=0,095 %. Аналогично находят потери напряжения на других участках ВЛ-1. Результаты расчётов для данной линии сведены в таблицу 13. Электрический расчёт ВЛ-1 сети 0,38 кВ. таблица 13. Участок Ррасч, кВт cosφ Sрасч, кВА Марка провода Длина участка,м Потеря напряжения,% на участке от ТП 1.ТП-2–У1 6,96 0,95 7,326 4×А95 46 0,095 0,095 2.У1–1 5,25 0,95 5,526 4×А95 14 0,022 0,117 3.1–2 3,5 0,95 3,684 4×А95 30 0,031 0,148 4.У1–У2 2,86 0,90 3,173 4×А95 20 0,019 0,167 5.У2–5 1,72 0,90 1,906 4×А95 128 0,072 0,240 6.5–6 0,5 0,90 0,556 4×А95 64 0,011 0,250 7.У2–3 1,72 0,90 1,906 4×А95 54 0,031 0,281 8.3–4 0,50 0,90 0,556 4×А95 64 0,011 0,291 Вторая линия ВЛ-2 также осуществляет питание жилых домов ( 12 одноквартирных и 4 двухквартирных) Схема электроснабжения жилых домов от шин 0,38 кВ ТП-2.