3.4. Расчёт и выбор линейных фидеров в ру 0,4 кВ и защиты трансформатора в ру 10 кВ в потребительской тп
Производим выбор линейных Фидеров в РУ 0,4 кВ ТП (автоматических выключателей).
Для расчета линейных фидеров необходимо руководствоваться таблицей 10 и условиями для выбора автоматических выключателей .Расчет производится аналогично силового оборудования по формулам 6,7,8.Полученые результаты и марку линейного Фидера заносим в таблицу 11
Таблица 11
Автоматические выключатели для защиты ВЛЭП 0,4 в КТП
Параметры линии |
Параметры автоматического выключателя |
|||||
№ линии |
P(кВа) |
I(A) |
Марка, АВ. |
I ном |
Iтр |
I э.м.р. |
A |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
30,77 |
62,4 |
ВА88-35 80А 3P 35кА |
80 |
80 |
800 |
2 |
42,84 |
86,9 |
ВА88-35 100А 3P 35кА |
100 |
100 |
1000 |
3 |
60 |
121,7 |
ВА88-35 160А 3P 35кА |
160 |
160 |
1600 |
4 |
60 |
121,7 |
ВА88-35 160А 3P 35кА |
160 |
160 |
1600 |
Вывод: согласно полученным данным таблицы 11 в КТП-02 выбраны линейные фидеры в РУ 0,4 кВ (автоматические выключатели). Выбираем автоматические выключатели марки ВА88-35. Силой тока теплового расцепителя от 80 до 160А и силой тока электромагнитного расцепителя от 800до 1600А.
3.5. Проверка внешней системы электроснабжения на падение и колебания напряжения
Для расчета сечения проводов воздушной линии необходимо произвести расчёт допустимого падения напряжения в данной линии. Для этого строим расчетную таблицу 12 по падению напряжения.
Таблица 12
Падение напряжения в воздушной линии 0,4 кВ
Электрические сети |
Нагрузка, % |
||
100% |
25% |
||
РТП110/10кВ. ВЛ-10кВ |
+5 -2,8 -2,6 +2,5 -4,6 -2,5 |
+5 -0,7 -0,65 +2,5 -1,15 -0,625 |
|
КТП10/0,4кВ. |
Потери |
||
надбавка |
|||
ВЛ-0,4кВ. Внутренняя сеть, кВ. |
|||
Потребитель |
-5 |
+4,375 |
|
Рассчитываем падение напряжения при нагрузке 100 %
∆Uвл-0,4=5-2,8-2,6+2,5-2,5=-0,4%
∆Uвл-0,4=5-0,4=-4,6%
∆Uп=5-2,8-2,6+2,5-4,6-2,5=-5%
Соответствует нормативу ±5% по [4, стр. 20].
Рассчитываем падение напряжения при нагрузке 25%
∆Uвл-0,4=5-0,7-0,65+2,5-1,15-0,625=4,375%
Соответствует нормативу ±5% по [4, стр. 20].
Производим расчет сечения проводов на всех участках линии. Расчеты производим по следующей формуле 23:
(
23)
где:
Принимается
для
алюминия[4]
Для расчета переводим значение потери напряжения линии 0,4 кВ из процентов в вольты.
Производим расчет сечения провода на участке 3:
Согласно требованиям по механической прочности [7, стр.43 таблица3.6] сечение проводов воздушной линии не может быть меньше 50 мм2.Выбираем провод марки А-50.
Производим расчет сечения провода на участке 2:
Выбираем провод марки АС-50.
Производим расчет сечения провода на участке 1:
Выбираем провод марки А-70.
Все полученные данные заносим в таблицу 13.
Таблица 13
Выбор марки провода
Линии |
Р,кВт. |
L,м |
S,мм |
Марка провода |
L1 |
42,84 |
360 |
65,8 |
А-70 |
L2 |
31,32 |
135 |
17,3 |
А-50 |
L3 |
11,52 |
135 |
7,3 |
А-50 |
Вывод: согласно таблицы 8 выбрана марка проводов А-50 сечением 50мм2, А-70 сечением 70мм2 состоящие из стального сердечника и алюминиевых проволок.
Проверка проводов ВЛ-0,4 кВ на падение напряжения.
Находим потери на участке комплектной трансформаторной подстанции по формула 23:
Производим расчеты:
Находим потери на участке 1:
∆Uуч1=
/(380*32*70)
= 16,4В.
∆Uуч1= 16,4*100/380 = 4,31 %.
Подобные расчеты для каждого участка и линии производим аналогично, данные заносим в таблиц 14.
Таблица 14
Проверка проводов ВЛ-0,4кВт на падение напряжения.
Линия №1 |
|||||||||
Участок |
Р,кВт |
Длинна |
Расчёт |
Окончательный расчет |
|||||
Марка провода |
∆U,В |
∆U,% |
Марка провода |
∆U,В |
∆U,% |
||||
ТП-1 |
30,77 |
467 |
АС-70 |
16,9 |
4,4 |
- |
- |
- |
|
Линия №2 |
|||||||||
ТП-1 |
42,84 |
360 |
АС-70 |
16,4 |
4,31 |
А-95 |
12,1 |
3,2 |
|
1-2 |
31,32 |
135 |
АС-50 |
8,7 |
2,3 |
А-95 |
3,2 |
0,8 |
|
2-3 |
11,52 |
135 |
АС-50 |
3,6 |
0,95 |
А-70 |
1,8 |
0,5 |
|
|
|
|
|
Итого: ∑∆U,%=7,56% |
|
Итого: ∑∆U,%=4,5% |
|||
Линия №3 |
|||||||||
ТП-1 |
60 |
52 |
АС-50 |
5,1 |
1,34 |
А-95 |
2,7 |
0,7 |
|
1-2 |
52,48 |
235 |
АС-50 |
11,6 |
3,05 |
А-95 |
10,7 |
2,8 |
|
2-3 |
11,52 |
135 |
АС-50 |
3,6 |
0,95 |
А-70 |
1,8 |
0,5 |
|
|
|
|
|
Итого: ∑∆U,%=5,34% |
|
Итого: ∑∆U,%=4% |
|||
Линия №4 |
|||||||||
ТП-1 |
60 |
220 |
АС-70 |
15,5 |
4,08 |
А-95 |
11,4 |
3 |
|
1-2 |
30 |
160 |
АС-50 |
7,9 |
2,08 |
А-95 |
4,2 |
1,1 |
|
|
|
|
|
Итого: ∑∆U,%=6,16% |
|
Итого: ∑∆U,%=4,1% |
|||
Вывод: согласно таблице 11 провода марки А-70, А-50 не соответствует требованиям, так как потери составляют более 4,6%. Перерасчет сечения проводов производим аналогично. Окончательно выбираем провода марки А-95 и А-70, так как суммарные потери в воздушной линии 0,4 кВ составляют менее 4,6% согласно таблица 10. Все отпайки на участке выполнены А-35
Производим расчет падения напряжения в воздушной линии при запуске двигателя с самой большой мощностью.
Двигатель: 4А132М2У3
P = 11 кВт
cosφ = 0,9
ɳ = 88%
Находим номинальный ток двигателя по формуле 1:
Рассчитываем сопротивление двигателя по формуле 23:
,
(24)
где:
-
сопротивление двигателя, Ом
-
номинальный ток двигателя, А
Рассчитываем силу тока трансформатора по формуле 24:
,
(25)
где:
сила
тока трансформатора, А
мощность
трансформатора, кВт
Рассчитываем сопротивление трансформатора по формуле 25:
,
(26)
где:
сопротивление
трансформатора, Ом
напряжение
короткого замыкания (К.З), %
Рассчитываем сопротивление линии по формуле 26:
,
(27)
где:
сопротивление
линии, Ом
сопротивление
постоянному току при 20градусах,
Ом\км
длинна
линии ,км
Сопротивление сети находим по формуле27:
(28)
Находим колебания напряжения при запуске по формуле 28:
,
(29)
где:
колебания
напряжения при запуске, %
При 13,6% запуск двигателя возможен, так как колебания напряжения не более 30% [ по 6].
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ТЕЛЯТНИКА НА 200 ГОЛОВ
4.1. Расчет количества материалов и их стоимости для монтажа системы электроснабжения объекта электрификации
Для расчета количества материалов произведем сравнительный анализ деревянных и железобетонных опор.
Характеристика деревянных опор:
Относительно малый вес, что позволяет существенно снизить затраты на их транспортировку и монтаж.
Высокоэффективны в сейсмоактивных зонах.
Срок эксплуатации до 45 лет.
Хорошие диэлектрические свойства.
Дешевле железобетонных и металлических опор.
Хорошо работают на изгиб и не ломаются при больших ветровых и ледовых нагрузках.
При падении деревянных опор нет эффекта "домино", так как повреждённая опора удерживается на проводах, не увлекая за собой соседние опоры по всему анкерному пролету, что облегчает ремонтные работы.
Характеристика железобетонных опор:
Простой способ изготовления.
Срок эксплуатации до 25 лет.
Исходя из данных сравнительного анализа видно что деревянные опоры лучше железобетонных.
Произведем расчет стоимостных показателей для того что бы выбрать наиболее выгодный материал для опоры. Для этого составим таблицу стоимости всех используемых материалов используя данные [27].
Таблица15
Стоимость используемых материалов
№ |
Наименование |
Количество, шт. |
Железобетонные опоры |
Деревянные опоры |
Цена, руб.,(руб./м) |
||||
А |
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Стоимость промежуточной опоры |
74 |
4550 |
2400 |
2 |
Стоимость угловой опоры |
8 |
5300 |
3500 |
3 |
Стоимость концевой опоры |
14 |
5000 |
3000 |
4 |
Стоимость пропитки одной опоры методом «Вакуум-Давление-Вакуум» |
96 |
- |
1800 |
5 |
ТМ(Г)-250\10 |
1 |
146000 |
|
6 |
КТП-400 |
1 |
197000 |
|
7 |
Провод АС-95 |
1 |
75,83 |
|
8 |
Провод АС-70 |
1 |
54,79 |
|
9 |
Заземление |
34 |
600 |
|
10 |
ПКТ101-10-20-31,5 У3 |
3 |
914 |
|
11 |
ВА88-35 80А 3P 35кА |
1 |
3955 |
|
12 |
ВА88-35 100А 3P 35кА |
1 |
3955 |
|
13 |
ВА88-35 160А 3P 35кА |
2 |
4284 |
|
По данным таблицы произведем сравнительный расчет общей стоимость деревянных и железобетонных опор. Количество опоруказано на плане деревни Eпромеж.=74 шт.,Еуглов.=8 шт., Еконц.=14шт. [Приложение 11].
Рассчитываем стоимость пропитанной деревянной опоры по формуле 30:
,
(30)
где:
S- общая стоимость пропитанной деревянной опоры, руб.;
G-стоимость опоры, руб.;
P-стоимость пропитки, руб..
руб.
К остальным деревянным опорам расчет производим аналогично.
Для железобетонной опоры данный расчет не требуется т.к. опора железобетонная и не нуждается в пропитке.
Рассчитываем общую стоимость всех деревянных опор по формуле 31:
(31)
где,
N-общая стоимость всех опор, руб.;
S-общая стоимость опоры, руб.;
E- количество опор, шт. [Приложение 11].
Рассчитываем общую стоимость всех железобетонных опор по формуле 32:
Подобные расчеты производятся аналогично результаты записываем в таблицу 16
Таблица 16
Общая стоимость затрат на опоры
№ п\п |
Наименование |
Железобетонная опора |
Деревянная опора |
Цена, руб. |
|||
1 |
Промежуточная опора |
336700 |
310800 |
2 |
Угловая опора |
42400 |
42400 |
3 |
Концевая опора |
70000 |
67200 |
4 |
Итого общая стоимость всех опор |
449100 |
420400 |
Вывод: Исходя из данных таблицы наиболее выгодно использовать деревянные опоры.
Расчет объемов электромонтажных работ системы электроснабжения объекта электрификации
Для расчета электромонтажных работ необходимо руководствоваться данными таблицы 15 «Стоимость используемых материалов» и [28] .
Для начала составим таблицу 17 для сравнения электромонтажных работ по монтажу железобетонных и деревянных опор.
Таблица 17
Стоимость и виды электромонтажных работ
№ |
Наименование |
Железобетонные опоры |
Деревянные опоры |
Цена, руб |
|||
А |
1 |
2 |
3 |
1 |
Бурение скважины под опору за метр |
250 |
250 |
2 |
Установка опор ЛЭП |
2000 |
2000 |
Продолжение таблицы 17
А |
1 |
2 |
3 |
3 |
Установка узла крепления У1; У2. |
900 |
800 |
4 |
Разгрузка опор ЛЭП |
400 |
350 |
5 |
Развоз опор ЛЭП по территории |
400 |
200 |
Исходя из данных таблицы произведем расчет затрат на установку одной деревянной опоры по формуле 33:
B*2+Y+K,
(32)
где:
F- затраты на установку одной опоры, руб.;
B-бурение скважины под 1 опору (глубина скважины 2м), руб.;
Y- установка одной опоры, руб.;
K- установка узла крепления, руб..
250*2+2000+800=3300 руб.
Рассчитываем затраты на установку всех опор по формуле 34:
(33)
где;
A-затраты на установку всех опор;
E-количество опор;
F- затраты на установку одной опоры.
Рассчитываем общую стоимость затрат на монтаж деревянной опоры по формуле 35:
(34)
Z-общие затраты, руб.;
N-общая стоимость всех опор, руб.;
A-затраты на установку всех опор, руб.;
R- стоимость разгрузки опор, руб.;
J-стоимость развозки опор, руб..
Расчет по железобетонным опорам производится аналогично результаты заносим в таблицу 18.
Таблица 18
Общая стоимость затрат на монтаж опор
№ |
Наименование |
Железобетонные опоры |
Деревянные опоры |
Цена, руб. |
|||
1 |
Общая стоимость опор |
449100 |
420400 |
2 |
Стоимость затрат на установку всех опор |
326400 |
316800 |
3 |
Итого затрат |
776300 |
737750 |
Вывод: Исходя из данных таблицы видно что наиболее выгодно по всем показателям использовать деревянные опоры т.к. итоговые затраты на 43450 руб. меньше чем у железобетонных поэтому для прокладки воздушной линии выбираем деревянные опоры.
Для того что бы рассчитать общие затраты по монтажу внешней сети необходима так же рассчитать объем электромонтажных работ по монтажу ВЛЭП, КТП и трансформатора.
Для того что бы рассчитать обьем электромонтажных работ для ВЛЭП необходимо руководствоваться данными таблицы 15 «Стоимость используемых материалов» и [27]
Рассчитаем стоимость проводов каждой из марок по формуле 36:
(35)
где:
Q- общая стоимость проводов, руб.;
W- стоимость одного метра провода, руб.(таблица 15);
L-длинна проводов, м (руководствуясь данными таблицы 14 «Проверка проводов ВЛ-0,4кВт на падение напряжения» общая длинна провода АС-95 составляет 1162 м, а провода АС-70 составляет 737 м).
Рассчитаем общую стоимость провода АС-95 по формуле:
Рассчитаем общую стоимость провода АС-70 по формуле:
Используя данные литературы [29] составим таблицу 19, стоимости монтажа ВЛЭП, КТП и трансформатора.
Таблица 19
Стоимость монтажа
№ |
Наименование |
Ед.изм. |
Стоимость монтажа с прочими расходами, руб. |
1 |
АС-95 |
м |
650 |
2 |
АС-70 |
м |
610 |
3 |
ТМ(Г)-250\10 |
шт. |
256000 |
4 |
КТП-400 |
шт. |
570000 |
Пользуясь данными таблицы произведем расчет затрат на монтаж ВЛЭП.
Расчет стоимости электромонтажных работ производится по формуле 37:
(36)
где:
C- общая стоимость затрат на монтаж провода, руб.;
М-стоимость монтажа одного метра провода, руб.;
L-длинна проводов, м.
Произведем расчет электромонтажных работ проводом АС-95 по формуле 37:
Произведем расчет электромонтажных работ проводом АС-70 по формуле 37:
Для получения общих затрат на монтаж ВЛЭП необходимо сложить электромонтажные работы проводом АС-95 и АС70 и увеличить полученное число в 5 раз т.к на опоре закреплено 5 проводов, а линии выполнены проводом марки А .
Общие затраты на монтаж ВЛЭП составили 6024350 руб.
Пользуясь данными таблицы 15 «Стоимость используемых материалов» таблицы 17 «Общая стоимость затрат на монтаж опор», таблицы 18 «Стоимость монтажа» и расчета затрат на монтаж ВЛЭП произведем расчет общих затрат на монтаж внешней сети.
Расчет общих затрат производится по формуле 38:
(37)
где:
H- общие затраты на монтаж внешней сети, руб.
-
сумма всех затрат, руб.
Вывод: согласно пунктам 4.1.и 4.2. мы показали, что наиболее выгодно использовать деревянные опоры т.к. они лучше по свои характеристикам и наиболее дешевле по стоимости и монтажу, поэтому выбираем деревянные опоры.