- •Департамент кадровой политики и образования при Минсельхозпрод Российской Федерации
- •Учебное пособие
- •Введение
- •Исходные данные и характеристика потребителей по уровню надежности электроснабжения
- •2. Выбор схемы электроснабжения
- •Определение числа и места расположения трансформаторной подстанции
- •Выбор мощности силовых трансформаторов
- •3. Расчет электрических нагрузок
- •4. Выбор сечений проводов воздушных линий
- •4.1. Определение площади сечения проводов вл методом экономических интервалов
- •4.2. Проверка сечения выбранного провода по допустимым потерям напряжения и по нагреву расчетным током
- •4.2.1. Проверка выбранного провода по допустимым потерям напряжения
- •Системы ( возможный пример )
- •4.2.2. Проверка сечения проводов и кабелей по условию нагрева
- •4.3. Проверка сети на колебания напряжения при пуске электродвигателя
- •5. Определение потерь энергии в электрической сети
- •6. Расчет токов короткого замыкания
- •Фазный-нулевой провод воздушной четырехпроводной линии с неизолированными алюминиевыми проводами.
- •Выбор аппаратуры защиты и управления
- •И выбор автоматов на линиях, отходящих от тп 1
- •Данные по выбору автоматических выключателей приведены в
- •Приложение 3
Выбор мощности силовых трансформаторов
Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приёмников электрической энергии. Выбор мощности производят по расчётной нагрузке.
В зависимости от способа задания расчетной нагрузки существует два подхода к выбору номинальной мощности ТП:
по известным характерным суточным графикам нагрузок;
по расчётным максимумам нагрузок для тех же режимов.
В соответствии с рекомендациями по проектированию электроснабжения с.-х. [5,6] мощность трансформаторов на подстанциях определяют по экономическим интервалам нагрузки.
Для однотрансформаторных подстанций (ОПС) достаточным условием для выбора мощности служит выражение:
Sэ.н. ≤ Sр ≤ Sэ.в.,
где Sэ.н. и Sэ.в. – соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности, кВА;
Sр – расчётная нагрузка подстанции, кВА.
Мощность трансформатора в нормальном режиме при равномерной их загрузке для подстанций 35/6/10 и 6/35/0,4 кВ выбирают, исходя из требований:
Sэ.н. ≤ 0,5∙Sр ≤ Sэ.в.
В послеаварийном режиме мощность трансформатора, соответствующую этому условию, проверяют с учётом возможных вариантов резервирования потребителей по сетям низшего напряжения (НН).
При отсутствии резервирования:
Sном. = Sр./ kпер.,
где kпер. – коэффициент допустимых послеаварийных перегрузок.
При наличии резервирования по сетям НН номинальную мощность определяют для двух случаев:
при отключении одного из трансформаторов на проектируемой ПС:
Sном. = (Sр. – Sрез.1) / kпер.,
где Sрез.1 – нагрузка проектируемой ПС, автоматически резервируемая по сетям НН;
при отключении соседней ПС, имеющей связь с проектируемой по сетям НН:
Sном. = ( Sр. + Sрез.2)/(2∙kпер. ),
где Sрез.2 – наибольшая дополнительная нагрузка, автоматически резервируемая трансформаторами проектируемой ПС при исчезновении напряжения на соседней.
3. Расчет электрических нагрузок
Основным критерием при определении мощности ТП проектируемого участка электрической сети является расчет электрических нагрузок потребителей.
За расчетную нагрузку принимается наибольшее среднее значение полной мощности за 0,5 часа, которое может иметь место на вводе у потребителя электрической энергии либо в электрической сети в расчетном году с вероятностью не ниже 0,95. При этом различают дневные и вечерние нагрузки. За расчетный год принимается последний год расчетного периода, который в сельском хозяйстве рекомендуется принимать равным 10 годам
Данные для расчета электрических нагрузок в жилых домах приведены в табл. 2, а для остальных потребителей – в Приложении 3.
Расчет электрических нагрузок в сети 0,38 кВ проводится суммированием нагрузок на вводе или участках сети с учетом коэффициента одновременности отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузки.
Расчетная дневная и вечерняя нагрузки на участке линии определяется как [7]:
Sд= Ко Sдi, кВА, Sв= Ко Sвi, кВА,
где Ко - коэффициент одновременности;
Sдi, Sвi – дневная и вечерняя нагрузки на вводе i –го потребителя.
Коэффициент одновременности показывает возможность одновременной работы однородных потребителей в часы максимальной нагрузки. Значения Ко приведены в табл.3 [8]:
Таблица 3. Коэффициент одновременности для электрических нагрузок в сети 0,38 Кв
№ п/п
|
Потребители |
Количество потребителей |
||||||||
2 |
3 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
50 |
100 |
||
1 |
Жилые дома с удельной нагруз-кой на вводе: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) до 2 кВт |
0,76 |
0,66 |
0,55 |
0,49 |
0,44 |
0,4 |
0,37 |
0,30 |
0,26 |
|
б) свыше 2 кВт |
0,75 |
0,64 |
0,53 |
0,47 |
0,42 |
0,37 |
0,34 |
0,27 |
0,24 |
|
2 |
Жилые дома с электро плитами и вод. наг.
|
0,73 |
0,62 |
0,5 |
0,43 |
0,38 |
0,32 |
0,29 |
0,22 |
0,17 |
3 |
Производственные потребители |
0,85 |
0,80 |
0,75 |
0,70 |
0,65 |
0,60 |
0,55 |
0,47 |
0,4 |
При помощи коэффициента одновременности можно суммировать
нагрузки, отличающиеся по значению мощности не более чем в четыре раза – для коммунально-бытовой и не более чем на 5 кВА – для производственной нагрузок. Если это условие не соблюдается, то суммирование нагрузок осуществляется с помощью добавок мощности. При этом к большей из двух слагаемых нагрузок добавляют добавку от меньшей, т.е. если S1 больше S2, то суммарная нагрузка будет равна: Sтп = S1+ S
Значения добавок мощностей представлены в табл.4 [4]:
Таблица 4. Таблица для суммирования нагрузок в сети 0,38 кВ
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
S |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
0,2 |
0,2 |
11 |
6,7 |
36 |
23,5 |
61 |
41,7 |
102 |
70 |
152 |
110 |
0,3 |
0,2 |
12 |
7,3 |
37 |
24,2 |
62 |
42,4 |
104 |
72 |
154 |
111 |
0,4 |
0,3 |
13 |
7,9 |
38 |
25,0 |
63 |
43,1 |
106 |
73 |
156 |
113 |
0,5 |
0,3 |
14 |
8,5 |
39 |
25,8 |
64 |
43,8 |
108 |
75 |
158 |
114 |
0,6 |
0,4 |
15 |
9,2 |
40 |
26,5 |
65 |
44,5 |
110 |
76 |
160 |
116 |
0,8 |
0,5 |
16 |
9,8 |
41 |
27,2 |
66 |
45,2 |
112 |
78 |
162 |
117 |
1,0 |
0,6 |
17 |
10,5 |
42 |
28,0 |
67 |
45,6 |
114 |
80 |
164 |
119 |
1,5 |
0,9 |
18 |
11,2 |
43 |
28,8 |
68 |
46,6 |
116 |
81 |
166 |
120 |
2,0 |
1,2 |
19 |
11,8 |
44 |
29,5 |
69 |
47,3 |
118 |
82 |
168 |
122 |
2,5 |
1,5 |
20 |
12,5 |
45 |
30,2 |
70 |
48 |
120 |
84 |
170 |
123 |
3,0 |
1,8 |
21 |
13,1 |
46 |
31,0 |
72 |
49,4 |
122 |
86 |
172 |
124 |
3,5 |
2,1 |
22 |
13,6 |
47 |
31,8 |
74 |
50,2 |
124 |
87 |
174 |
126 |
4,0 |
2,4 |
23 |
14,4 |
48 |
32,5 |
76 |
52,2 |
126 |
89 |
176 |
127 |
4,5 |
2,7 |
24 |
15,0 |
49 |
33,2 |
78 |
53,6 |
128 |
90 |
178 |
129 |
5,0 |
3,0 |
25 |
15,7 |
50 |
34,0 |
80 |
55,0 |
130 |
92 |
180 |
130 |
5,5 |
3,3 |
26 |
16,4 |
51 |
34,7 |
82 |
56,4 |
132 |
94 |
182 |
132 |
6,0 |
3,6 |
27 |
17,0 |
52 |
35,4 |
84 |
57,8 |
134 |
95 |
184 |
134 |
6,5 |
3,9 |
28 |
17,7 |
53 |
36,1 |
86 |
59,2 |
136 |
97 |
186 |
136 |
7,0 |
4,2 |
29 |
18,4 |
54 |
36,8 |
88 |
60,6 |
138 |
98 |
188 |
138 |
7,5 |
4,5 |
30 |
19,0 |
55 |
37,5 |
90 |
62,0 |
140 |
100 |
190 |
140 |
8,0 |
4,8 |
31 |
19,7 |
56 |
38,2 |
92 |
63,4 |
142 |
102 |
192 |
142 |
8,5 |
5,1 |
32 |
20,4 |
57 |
38,9 |
94 |
64,8 |
144 |
103 |
194 |
144 |
9,0 |
5,4 |
33 |
21,2 |
58 |
39,6 |
96 |
66,2 |
146 |
105 |
196 |
146 |
Следует иметь в виду, что суммирование электрических нагрузок производится от конца электрической линии. Чтобы определить суммарную нагрузку на каждую отходящую линию необходимо добавить нагрузку уличного освещения, нормы которых приведены в табл. 5 [9].
После определения суммарных нагрузок каждой из отходящих линий определяют мощность ТП. При этом к большей по мощности нагрузки линии прибавляют добавки мощности от меньших нагрузок линий.
По максимальной (дневной или вечерней) нагрузке принимают номинальную мощность трансформатора, паспортные данные которого сводят в таблицу (некоторые данные по трансформаторам представлены в табл. 4а.
Таблица 4 а. Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 6 и 10 кВ
№ п/п |
Тип трансформатора |
Мощность Sном, кВА |
Каталожные данные |
|||
Uном., кВ, обмоток |
uк, % |
∆Рк, кВт
|
||||
ВН |
НН |
|||||
1 |
ТМ-25/6 |
25 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
0,6 – 0,69 |
2 |
ТМ-25/10 |
25 |
10 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
0,6 – 0,69 |
3 |
ТМ-40/6 |
40 |
6,3 |
0,23 |
4,5 |
0,88 |
4 |
ТМ-40/10 |
40 |
10 |
0,4 |
4,5 – 4,7 |
0,88 – 1,0 |
5 |
ТМ-63/6 |
63 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
4,7 |
1,28 – 1,47 |
6 |
ТМ-63/10 |
63 |
10 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
1,28 – 1,47 |
7 |
ТМ-100/6 |
100 |
6,3 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
1,97 – 2,27 |
8 |
ТМ-160/10 |
160 |
10 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
1,97 – 2,27 |
9 |
ТМ-160/6-10 |
160 |
6,3; 10 |
0,4; 0,23; 0,69 |
4,5 – 4,7 |
2,65 – 3,10 |
10 |
ТМ-250/10 |
250 |
10 |
0,4; 0,23 |
4,5 – 4,7 |
3,7 – 4,2 |
11 |
ТМ-400/10 |
400 |
10 |
0,23; 0,69; 0,4 |
4,5 |
5,5 – 5,9 |
12 |
ТМ-630/10 |
630 |
10 |
3,15; 0,23; 0,4; 0,69 |
5,5 |
7,6 – 8,5 |
13 |
ТМ-1000/6 |
1000 |
6,3 |
0,4; 0,69; 3,15; 0,525 |
8,0 |
12,2 |
14 |
ТМ-1000/10 |
1000 |
10 |
0,4; 0,69; 0,525; 3,15; 6,3 |
5,5 |
12,2 – 11,6 |
15 |
ТМ-1600/10 |
1600 |
10 |
0,4; 0,69; 3,15 |
5,5 |
18,0 |
16 |
ТМ-2500/100 |
2500 |
10 |
0,69 – 10,50 |
5,5 |
25,0 – 23,5 |
17 |
ТМ-25/6 |
0,105 – 0,125 |
3,2 |
39,60 |
54 |
0,8 |
18 |
ТМ-25/10 |
0,105 – 0,125 |
3,2 |
110 |
150 |
0,8 |
19 |
ТМ-40/6 |
0,24 |
4,5 |
19,80 |
35,40 |
1,8 |
20 |
ТМ-40/10 |
0,15 – 0,18 |
3,0 |
62,5 |
99 |
1,2 |
21 |
ТМ-63/6 |
0,36 |
4,5 |
13,3 |
23,2 |
1,76 |
22 |
ТМ-63/10 |
0,22 |
2,8 |
37 |
70,5 |
1,76 |
23 |
ТМ-100/6 |
0,31 – 0,365 |
2,6 |
8,18 |
14,7 |
2,6 |
24 |
ТМ-100/10 |
0,31 – 0,365 |
2,6 |
22,70 |
40,8 |
2,6 |
25 |
ТМ-160/6-10 |
0,46 – 0,54 |
2,4 |
4,35 |
10,2 |
3,8 |
26 |
ТМ-250/10 |
1,05 |
2,3 – 3,7 |
6,70 |
15,6 |
9,2 |
27 |
ТМ-400/10 |
0,92 – 1,08 |
2,1 – 3,0 |
3,70 |
10,6 |
12,0 |
28 |
ТМ-630/10 |
1,42 – 1,68 |
2,0 – 3,0 |
2,12 |
8,5 |
18,9 |
29 |
ТМ-1000/6 |
2,3 – 2,75 |
1,5 |
0,44 |
2,84 |
15 |
30 |
ТМ-1000/10 |
2,1 – 2,45 |
1,4 – 2,8 |
1,22 |
5,35 |
26 |
31 |
ТМ-1600/10 |
2,8 – 3,3 |
1,3 – 2,6 |
0,70 |
3,27 |
41,6 |
32 |
ТМ-2500/10 |
3,9 – 4,6 |
1,0 |
0,40 |
2,16 |
25 |
Таблица 5. Нормы нагрузок уличного освещения
Характеристика улицы |
Норма освещ. лк |
Удельн. мощ-сть Вт/м |
Поселковые улицы с асфальто- бетонными и переходными типами покрытий при ширине проезжей части, м: |
|
|
5 – 7 9 – 12 |
4 4 |
4,5 – 11 6 – 13 |
То же с покрытиями простейшего Типа при ширине проезжей части, м: |
|
|
5 – 7 9 – 12 |
2 2 |
5,5 7 |
Улицы и дороги местного значения И пешеходные переходы шириной, м: |
|
|
5 – 7 9 - 12 |
1 1 |
3 4,5 |