4.3.2. Расчет параметров распределительных сетей среднего напряжения

Расчет распределительных сетей среднего напряжения выполняется в следующем порядке [12, 23]:

1. Определяется расчетное значение токов на участках в нормальном I_{p i н} и послеаварийном I_{p i a} режимах по формуле

,

где Р_р.л i – расчетная нагрузка на i-м участке сети в нормальном либо послеаварийном режиме, определенная в разделе 4.2.2; _т – коэффициент полезного действия трансформатора; cos _л – коэффициент мощности линий, определяемый по данным прил. 7. Для U = 10 кВ, _т = 0,96 и cos _л = 0,92 формула (2.3) имеет вид

I_pi = 0,065Р_{p.л i}.

2. Выбирается сечение линий по экономической плотности тока для нормального режима по формуле

,

где I_р.л i н – значение расчетного тока на i-м участке в нормальном режиме, приведенное в прил. 2; j_э – значение экономической плотности тока, определяемое по данным [6].

3. По данным [6] определяется допустимое значение тока для выбранных сечений по условиям нагрева I_{доп i}.

4. Проверяется выбранное сечение по условиям длительного нагрева в нормальном режиме:

K_пI_{доп i} I_{li н}, (4.8)

где K_п – коэффициент, учитывающий условия прокладки кабелей, проложенных рядом; I_доп i – допустимый по нагреву ток для принятого сечения [6]; I_li н – значение тока на участках в нормальном режиме.

5. Проверяется выбранное сечение по условиям длительного нагрева в послеаварийном режиме при питании от источников А и В:

1,3I_{доп i} 0,9I^А_{li a}; 1,3I_доп.i 0,9I^B_{li a}, (4.9)

где 0,9 – коэффициент аварийной нагрузки; 1,3 – коэффициент аварийной перегрузки; I_li a– значение тока на участках в послеаварийном режиме.

6. Проверяется выбранное сечение по допустимой потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах по формуле

, (4.10)

где r_o i, x_o i – удельное активное и реактивное сопротивление линии на i-м участке, определяемое по данным прил. 4; cos _лi – коэффициент мощности линии на i-м участке.

Результаты расчетов внести в табл. 4.9.

7. Проверяется выбранное сечение по термической стойкости к токам короткого замыкания по формуле

, (4.11)

где I – установившееся значение тока трехфазного КЗ в точке, где ток КЗ имеет наибольшее значение; С_т – тепловой импульс: для медных кабелей С_т.м = 165, для алюминиевых С_т.а = 90; t_пр – приведенное время КЗ: t_пр = t_з + t_отк= 0,2 + 0,6С; t_з – время срабатывания защиты; t_откл= 0,1–0,2; С – время срабатывания выключателя.

Из выбранных сечений принимается большее, по которому и ведутся дальнейшие расчеты.

Для приведенной на рис. 4.4 схемы токи на участках сети в нормальном режиме имеют следующие значения:

I_l1н = 2977,72  0,065 = 193,55 А; I_l5н = 782,8  0,065 = 50,88 А;

I_l2н = 2257,77  0,065 = 146,75 А; I_l7н = 866,40  0,065 = 56,31 А;

I_l3н = 1821,55  0,065 = 118,40 А; I_l8н =1484,28  0,065 = 96,48 А;

I_l4н = 1166,40  0,065 = 75,82 А; I_l9н = 2176,51  0,065 = 141,47 А.

Форма табл. 4.9

Результаты расчета тока однофазного замыкания

№ п/п	Точка КЗ	Параметры линий
		Номер участка линии Fл	Сечение участка линии lл	Длина участка линии r0ф	Удельное активное сопротивление фазы r0н	Удельное активное сопротивление нулевого провода r0	Удельное индуктивное сопротивление линии х0
1	2	3	4	5	6	7	8

Окончание табл. 4.9

Параметры линий				Параметры трансформатора		Значение тока КЗ, IКЗ	Значение расчетного параметра, Fк
Активное сопротивление участка петли Rп	Индуктивное сопротивление участка петли Хп	Полное сопротивление участка петли Zп	Полное сопротивление петли Zп	Мощность Sтр, кВА	Сопротивление фазы, Zт
9	10	11	12	13	14	15	16

В послеаварийном режиме при разрыве цепи на ТП9 значения токов на участках сети будут:

= 4816,64  0,065 = 313,08 А; = 2805,34  0,065 = 182,35 А;

= 4339,04  0,065 = 382,04 А; = 2139,96  0,065 = 139,10 А;

= 3728,32  0,065 = 242,34 А; = 1486,08  0,065 = 96,60 А;

= 3841,56  0,065 = 249,70 А; = 866,4  0,065 = 56,32 А.

Значения токов на участках сети при разрыве цепи на ТП1 определяются аналогично. Результаты всех расчетов сводим в табл. 4.6.

Выбор сечения кабелей по экономической плотности тока производится с помощью формулы (4.11). Для кабелей с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией при I_л = 4000 ч и j_э = 1,4 расчетные экономические сечения на участках линий l₁, l₂ имеют значения

мм²; мм².

По данным [6] выбраны стандартные сечения:

F_э1 = 150 мм²; F_э2 = 120 мм².

Сечение линий на остальных участках определяется аналогично. Результаты расчетов сведены в табл. 4.2.

Проверка сечения по условиям нагрева в нормальном режиме выполняется по условию (4.8). Для кабелей на участке l₁ (F₁ = 150 мм², I_доп = 275 А [6], I_l1н = 193,55 А) получим

I  275 А > 193,55 А,

т. е. кабель на участке l₁ проходит по условиям нагрева в нормальном режиме. Аналогично выполняется проверка остальных участков. Результаты расчетов сводим в табл. 4.1.

Проверка сечения по условиям нагрева в послеаварийном режиме при питании от источника А выполняется по формуле (4.9). Для линии l₁ (F₁ = 150 мм², I_доп = 275 А [6], = 313,08 А) получим 1,3  275 > 313,08  0,9, т. е. кабель на участке l₁ удовлетворяет условиям нагрева в послеаварийном режиме при питании от источника А. Проверку сечения остальных участков по условиям нагрева в послеаварийном режиме осуществляем аналогично.

В случае невыполнения условия (4.9) принимают кабель большего сечения. Результаты всех расчетов сводят в табл. 4.1. Сечение линии на участке l₄ здесь выбрано, исходя из условий нагрева в послеаварийном режиме при питании от источника А. Сечение участков l₇, l₈, l₉ выбрано по условиям нагрева в послеаварийном режиме при питании от источника В. Сечение линии на участке l₅ выбрано, исходя из того, что число ступеней сечения участков линии не превышало трех. Сечение линии на участке l₆ выбрано по условиям нагрева в послеаварийном режиме при питании от источника В.

Проверка сечения линий по допустимой потере напряжения осуществляется с помощью формулы (4.10) для нормального режима (на участках от источника А до ТП5 и от источника В до ТП6) и послеаварийного режима (на участках от источника А до ТП8 и от источника В до ТП1). В частности, падение напряжения в нормальном режиме на участке «Источник А–ТП5» равно

.

Аналогичным образом определяют падения напряжения для других режимов. Результаты расчетов сводят в табл. 4.1.