3. Електричний розрахунок мережі 10 кВ

Розрахунок лінії 10 кВ включає в себе: знаходження розрахункових навантажень існуючих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ; підрахунок електричних навантажень на ділянках лінії 10 кВ; вибір перерізів проводів ліній 10 кВ.

Розрахункові навантаження Р_р існуючих підстанцій 10/0,4 кВ на розрахунковий рік знаходять по формулі

Р_р=К_н·Р_м,

де Р_м - максимальне існуюче навантаження ТП, кВт (згідно завдання);

К_н - коефіцієнт зростання навантаження ТП, кВт змінюється залежно від виду споживачів.

Таблиця 3.1 Коефіцієнт зростання навантаження

Вид споживачів	Розрахунковий рік
	5	7	10
Виробничі Змішані Комунально-побутові	1,3 1,3 1,2	1,4 1,4 1,3	2,1 2,0 1,8

Знайдені розрахункові навантаження записуються в таблицю де наван­таження існуючих ТП визначено множенням розрахункового навантаження на коефіцієнт участі його в денному К_д та вечірньому K_в максимумах (для виробничих споживачів К_д=1,0; К_в=0,6; для комунально-побутових споживачів - K_д=0,3...0,4, К_в=1, для змішаних споживачів - К_д=К_в=1,0).

Таблиця 3.2 Розрахункові навантаження ТП-10/0,4 кВт

№ ТП	Pм , кВт.	Вид навантаження	Рр=Кн·Рм, кВт.	Pд=Kд·Pр, кВт.	Pв=Kв·Pр, кВт.
1.	80	комунальне	104	41,6	104
2.	140	комунальне	182	72,8	182
3.	95	комунальне	123,5	49,4	123,5
4.	30	комунальне	39	15,6	39
5.	Населений пункт	змішане		273,4	313,7
6.	70	виробниче	98	98	58,8
7.	130	виробниче	182	182	109,2

Для точки приєднання заданого населеного пункту до лінії 10 кВ у таблицю записуються сумарні розрахункові навантаження одержані раніше

Підрахунок електричних навантажень на ділянках лінії 10 кВ починають з кінця лінії, підсумовуючи навантаження ТП по денному та вечірньому максимумах (окремо по добавках) беручи дані з таблиць.

На кожній ділянці лінії необхідно знайти виробниче навантаження Р_вир, яке включає в денний час навантаження ТП з виробничим і змішаним видом споживачів, і вечірній час тільки навантаження ТП з виробничим видом, та загальне навантаження Р_заг, яке включає навантаження всіх ТП.

Розрахунки навантажень лінії 10кВ виконують в табличній формі (табл.3.2.).

Переріз проводів лінії 10 кВ вибирають за мінімумом приведених затрат (з використанням економічних інтервалів потужностей) залежно від еквівалентної потужності S_е на ділянці лінії. Границі економічних інтервалів для вибору перерізів проводів ліній 10 кВ.

З

Рис. 2 Схема розподільчої мережі 10 кВ з навантаженнями.

Таблиця 3.3 Розрахунок навантажень лінії 10 кВ.

Ділянка	Вид наван­таження	Навантаження
		Денне, кВт				Вечірнє, кВт
		Рдб	Рдм	Р(Рдм)	Рд	Рвб	Рвм	Р(Рвм)	Рв
6-7	Рвир	-	-	-	-	-	-	-	-
	Рзаг	182	-	-	182	109,2	-	-	109,2
2-6	Рвир	98	-	-	98	58,8	-	-	58,8
	Рзаг	182	98	+68	250	109,2	58,8	+39,5		148,7
4-5	Рвир	-	-	-	-	-	-	-	-
	Рзаг	273,4	-	-	273,4	313,7	-	-	313,7
3-4	Рвир	15,6	-	-	15,6	39	-	-	39
	Рзаг	273,4	15,6	+9,5	282,9	313,7	39	+25,5	339,2
2-3	Рвир	49,4	-	-	49,4	123,5	-	-	123,5
	Рзаг	282,9	49,4	+33,5	316,4	339,2	123,5	+86	425,2
1-2	Рвир	72,8	-	-	72,8	182	-	-	182
	Рзаг	316,4	250	+190	555,4	425,2	148,7	+106	663,2
			72,8	+49			182	+132
0-1	Рвир	41,6	-	-	41,6	104	-	-	104
	Рзаг	555,4	41,6	+27	582,4	663,2	104	+70	733,2

Еквівалентна потужність ділянки лінії 10 кВ

S_е=К_д·S_м

де S_м - максимальна потужність ділянки лінії (найбільша з розрахункових навантажень денного S_д або вечірнього S_в максимумів), кВА;

К_д - коефіцієнт який враховує динаміку зростання навантаження (для сільських мереж рекомендується 0,7).

Розрахункове денне S_д та вечірнє S_в навантаження знаходять виходячи з загального денного Р_д та вечірнього Р_в навантажень і коефіцієнта потужностей користуючись формулою:

.

Таблиця 3.4. Розрахунки по вибору перерізів проводів лінії 10 кВ

Ділянка	Денне навантаження			Вечірнє навантаження			Sм , кВА		Sе , кВА		Провід		Втрата напруги, %
	Рвир/Рзаг	cos	Sд,	Рвир/Рзаг	cos	Sв,							Uф	Uф
0-1	0.07	0.8	728	0.14	0,8	916,5		916,5		641,6		AС-50		0.33	0.33
1-2	0.13	0.8	694,3	0.274	0,8	829		829		580,3		AС-50		0.12	0.45
2-3	0.17	0.8	395,5	0.29	0,8	531,25		531,25		371,9		AС-25		0.26	0,71
3-4	0.06	0.8	353,6	0,11	0,8	424		424		296,8		AС-25		0.16	0,87
4-5	0	0.8	341,8	0	0,8	392,1		392,1		274,5		AС-25		0.29	1.16
2-6	0.4	0.8	312,5	0,4	0,8	185,9		312,5		218,8		AС-25		0.24	1.4
6-7	0	0.8	227,5	0	0,8	136,5		227,5		159,3		AС-25		0.08	1.48

Перевірка проводів лінії 10 кВ на допустиму втрату напруги.

Переріз проводів лінії 10 кВ, які вибрані за допомогою економічних інтервалів потужностей, потрібно перевірити на допустиму втрату напруги. При цьому фактична втрата напруги до найвіддаленішої точки у мережі не повинна перевищувати допустиму, U_ф<U_доп.

Фактична втрата напруги на і - тій ділянці лінії (%)

де Р_і - розрахункова активна потужність ділянки лінії, кВт;

Q_і - розрахункова реактивна потужність ділянки лінії, кВар;

r_і - активний опір ділянки лінії, Ом;

х_і - реактивний опір ділянки лінії, Ом;

U_н - номінальна напруга лінії.

P_i – (max P_д, P_в з табл5),

,

,

де L_і - довжина ділянки лінії, км;

r_0і - питомий активний опір провода і-тої ділянки лінії, Ом/км;

х_0і - питомий реактивний опір провода і-тої ділянки лінії, Ом/км.

Для проводу AC - 50, r₀=0,6 Ом/км

AC - 35, r₀=0,78 Ом/км.;

AC - 25, r₀= 1,26 Ом/км.

Для наближених розрахунків повітряних мереж, виконаних проводами з кольорових металів, для ліній напругою 6, 10, 20, 35 кВ можна прийняти x₀=0,4 Ом/км.

Для визначення втрат на кожній ділянці складаю допоміжну таблицю, де записую значення опорів та довжин ділянок.

Фактична втрата напруги на 1 - тій ділянці лінії (%)

Q₁= = 549,9

r₁= 0,6*0,5=0,3

x₁=0,4*0,5=0,2

∆U_в=(

Аналогічно проводимо розрахунок для інших ділянок мережі . Результати розрахунків фактичної втрати напруги записують у табл. 3.4.

Фактичну напругу будь якого споживача визначають як суму втрат напруги на окремих ділянках

У загальному випадку фактичну втрату напруги потрібно знаходити по денному та вечірньому максимумах навантажень окремо. Але в деяких випадках можна оцінити, при якому навантаженні (денному чи вечірньому) буде мати місце більша втрата.

Допустиму втрату напруги знаходять за допустимим відхиленням напруги у споживача, виходячи із заданого відхилення напруги на шинах 10 кВ РТП у режимі максимальних та мінімальних навантажень. Допустиме відхилення напруги у споживача в нормальному 5%режимі роботи дорівнює.

При складанні таблиці розглядаються дві споживчі ТП – ближня та віддалена. Ближня ТП – це ТП, приєднана в безпосередній близькості до шин 10 кВ РТП (наприклад, трансформатор власних потреб на РТП) і втрата напруги в лінії 10 кВ до цієї ТП рівна нулю. Віддалена – це ТП, до якої втрата напруги в лінії 10 кВ найбільша. Розглядаються також два режими навантаження – максимальний (100%) та мінімальний (25%).

На кожній споживчій ТП (ближній та віддаленій) розглядають два споживача електроенергії – ближній, підключений безпосередньо до шин 0,4 кВ ТП (без лінії 0,38 кВ, втрата напруги дорівнює нулю), і віддалений,

підключений через найдовшу лінію 0,38 кВ, де втрата напруги буде найбільша.

Для визначення допустимої втрати напруги мережі треба спочатку розглянути роботу найвіддаленішого споживача, що живиться від найвіддаленішої ТП в режимі максимального навантаження.

Розглянемо надбавку відгалуження 0% - втрата напруги становить:

Таблиця 3.5. Розрахунок допустимої втрати напруги.

Елемент мережі	Ближня ТП		Віддалена ТП
	100%	25%	100%	25%
Шини 10 кВ РТП	+3	-4	+3	-4
Лінія 10 кВ	0	0	-5,4	-1,35
ТП 10/0,4кВ: постійна надбавка	+5	+5	+5	+5
регульована надбавка	0	0	0	0
втрати напруги	-4	-1	-4	-1
Лінія 0,38 кВ	-9	0	-3,6	0
Споживач	-5	0<5	-5	1,35<5
Допустиме відхилення напруги споживача	-5	+5	-5	+5

1 Розрахувуємо сумарні допустимі втрати напруги в ЛЕП 10 кВ та 0,4 кВ

2.Розподілити сумарні допустимі втрати напруги в ЛЕП по лініях 10 та 0,4 кВ

3.Перевірка відхилення напруги на шинах 0,4 кВ в ВТП при мінімальному навантаженні

Вибрано регулювальне відгалуження ПБЗ для трансформатора ВТП10/0,4 кВ

Розрахунок БТП

1 Розрахувуємо сумарні допустимі втрати напруги в ЛЕП

2.Перевірка відхилення напруги на шинах 0,4 кВ в БТП при мінімальному навантаженні