Исходные данные:

• мощность системы S₁ = 2100МВА S₂ = 1900 МВА;

• протяженность линий напряжением 110 кВ l₁=26 км, l₂=22 км;

• категории потребителей в процентах I - 10, II - 40, III - 50;

• коэффициент мощности COS  на шинах 10 кВ равен 0.89;

• установленная мощность потребителей на 1-ой секции шин S_Н1 = 3,5 МВА, на 2-й секции шин S_Н2 = 4,5 МВА;

• длина кабельной линии питающей двигатель 10 кВ l₃ = 1.4 км;

• мощность двигателя Р = 630 кВт,

• число отходящих кабельных ЛЭП от шин ГПП n = 19.

• выбираем тип двигателя указанной мощности СДН15-39-6У3

• з аданная схема участка сети.

Рисунок 1 – Схема участка сети

Р исунок 2 - График нагрузки для зимнего максимума и летнего минимума

Расчет нагрузки:

,

где: COS  - коэффициент мощности,  - к.п.д. двигателя

Для данного типа двигателя: COS  = 0.9,  = 0.944, тогда

Рассчитаем номинальный ток нагрузки:

Определение суммарной мощности нагрузки на шинах ГПП 10кВ:

S_{сум.гпп} = S_Н1+S_Н2+S_Н3 = 3,5+4,5+0.742 = 8.742 МВА

Определение ориентировочной мощности главного трансформатора на ГПП:

Рисунок 3 - График нагрузки для зимнего максимума и летнего минимума

Принимаем S_{max зима} = 70 мм, тогда по ступеням зимнего графика

S_{max зима} - 70 мм, S₁ - 21 мм

,

S₁ = 2623 кВА

S₂ = 2248 кВА

S₃ = 1998 кВА

S₄ = 4371кВА

S₅ = 6494 кВА

S₆ = 5370 кВА

S₇ = 4120кВА

S₈ = 5370 кВА

S₉ = 7118 кВА

S ₁₀ = 8742 кВА

S₁₁ = 6619 кВА

S₁₂ = 2872кВА

Для летнего графика:

S_{max зима} - 70 мм

По ступеням для летнего графика:

S₁₄ = 1998 кВА

S₁₅ = 1623 кВА

S₁₆= 1374кВА

S₁₇ = 3747 кВА

S₁₈= 5869кВА

S₁₉= 4746 кВА

S₂₀= 3500 кВА

S₂₁= 4746 кВА

S₂₂ = 6619 кВА

S₂₃ = 8118 кВА

S₂₄ = 5995 кВА

S₂₅ = 2250кВА

Таблица 1

Э_а = 40302.691*0.92 = 37078, 48 МВт час

Р_max = 8.742*0.92 = 8.04 МВт

час

По результатам расчетов строится график по продолжительности (рисунок 4).

Рисунок 4 – График нагрузок по продолжительности

Для данных используемых в нашем расчете, для полученного графика Т_max = 4611 ч/год,

ч/год,

= 0.149

При  = 0.149 для трансформаторов 110/10 кВ для III зоны Алтайского края мощность трансформатора выбирается по условию нагрева.

Принимается мощность трансформатора ближайшая стандартная в сторону увеличения:

• Sтр. = 4.371 кВА следовательно S_{тр гпп} = 6300 кВА

• тип трансформатора ТМН-6300/110/10

Рисунок 5 - Преобразование исходного графика нагрузки трансформатора в эквивалентный двухступенчатый прямоугольный график

- рассчитаем начальную нагрузку K₂^’ эквивалентного графика по формуле

• для участка перегрузки на каждом интервале h_i определим значения S₁^’, S₂^’, ... S_p^’;

• K₁ эквивалентного графика предварительно рассчитаем по формуле

• о пределим К_max исходного графика нагрузки К_max = 8.742/6,3 = 1.39

• сравниваем полученное значение К₂^’ с К_max:

• если К₂^’  0.9*К_max, то следует принимать К₂ = К₂^’. В рассматриваемом примере К₂^’ = 1.24 меньше 0.9*1.39 = 1.25 следовательно принимаем К₂ = 0.9*К_max, а продолжительность перегрузки в этом случае следует скорректировать по формуле

• часов

Для эквивалентного графика:

К₁ = 0,618, К₂ = 1,25, h =6 часов

Проверка возможности обеспечения электроснабжения одним трансформатором всей нагрузки в случае выхода из строя другого трансформатора: S_тр*К_п = 6300*1.4 = 8820> 8742

Трансформатор мощностью 6300 кВА обеспечивает всю нагрузку ГПП.

3 Расчет токов короткого замыкания

3.1 Построение эквивалентной схемы замещения заданного участка сети

Для рассматриваемого примера эквивалентная расчетная схема будет иметь следующий вид (рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 – Эквивалентная схема замещения заданного участка сети

3.2 Расчет сопротивлений систем

Расчетное напряжение определим по формуле:

.

Зная расчетное напряжение, можно определить сопротивление для первой системы :

.

Аналогично найдем сопротивление для второй системы :

.

3.3 Расчет сопротивлений линий электропередач

Зная что погонное сопротивление линий и их длину можно найти сопротивление. Определим сопротивление линии :

.

Аналогично сопротивление линии :

.

3.4 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке

Ток короткого замыкания от первой системы в точке находиться по формуле:

.

Ток короткого замыкания от второй системы в точке находиться по формуле:

.

Суммарный ток короткого замыкания в точке можно найти следующим образом:

.

Зная суммарный ток короткого замыкания можно найти результирующее сопротивление в точке по формуле:

.

3.5 Расчет тока короткого замыкания и результирующего сопротивления в точке

Сопротивление трансформатора, приведенной к напряжению 110 кВ:

.

Зная сопротивление трансформатора и результирующее сопротивление в точке можно найти результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 110 кВ, по формуле:

.

А результирующее сопротивление в точке , приведенное к напряжению 10 кВ, по формуле:

.

Тогда ток короткого замыкания в точке найдем из следующего выражения: