kush-01 / УМП сети 1
.pdf2.5. РАСЧЕТ ПРОСТЫХ ЗАМКНУТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10(6) кВ
Исходные данные для расчета:
номинальное напряжение сети — 10(6) кВ; конструктивное выполнение сети — кабельная линия; схема замкнутой кольцевой сети приведена на рис 2.8; величины нагрузок (Pi , cos i или Si Pi jQi); длины участков, км;
продолжительность использования максимума нагрузки Тmax , ч; допустимая потеря напряжения Uдоп в % от Uном сети.
Содержание расчета
1.Определение мощности на участках сети (при условии F = const) и точки токораздела.
2.Определение токов на участках сети.
3.Выбор сечений жил кабелей по экономической плотности тока и проверка их по нагреву в нормальном и наиболее тяжелом послеаварийном режимах.
4.Определение активного и индуктивного сопротивлений каждого участка сети.
5.Определение действительного распределения мощности на участках
сети.
6.Определение потери напряжения до точки токораздела в нормальном режиме при действительном распределении мощностей по участкам сети.
7.Определение потери напряжения в наиболее тяжелом послеаварийном режиме.
8.Проверка выбранных сечений кабеля по допустимой потере напряжения в нормальном (до точки раздела) и наиболее тяжелом послеаварийном режимах.
Методика расчета
1.Для определения мощностей на головных участках сети кольцевая сеть приводится к линии с двухсторонним питанием. Расчетная схема сети показана на рис. 2.9.
2.Предполагая, что линия выполнена кабелем одного сечения, находится предварительное распределение мощности по участкам линии.
Мощности на головных участках сети определяются по формулам:
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PiLi |
|
|
|
P( L |
L |
2 3 |
L |
) P ( L |
2 3 |
L |
|
) P ( L |
|
) |
|
|
|
||||||||||||
P |
|
1 |
|
|
|
1 |
1 2 |
|
|
|
3 0 |
|
|
2 |
|
3 0 |
|
3 3 0 |
|
|
, (2.13) |
||||||||||
|
Lo o |
|
|
|
|
|
|
|
L0 1 L1 2 L2 3 L3 0 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
QiLi |
|
|
|
|
Q ( L |
|
L |
|
L |
|
|
) Q ( L |
2 3 |
L |
|
) Q ( L |
|
|
) |
|
||||||||
Q |
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
1 2 |
|
2 3 |
3 0 |
|
2 |
|
|
3 0 |
3 |
3 0 |
|
|
, (2.14) |
|||||||||
Lo o |
|
|
|
|
|
L0 1 L1 2 L2 3 L3 0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
61
|
P |
|
|
|
P1L0 1 P2( L0 1 L1 2 |
) P3( L0 1 L1 2 L2 3 ) |
. |
(2.15) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3 0 |
|
|
|
L0 1 L1 2 |
L2 3 L3 0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Аналогично определяется Q3 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Q |
|
|
Q1L0 1 Q2( L0 1 L1 2 ) Q3( L0 1 L1 2 |
L2 3 ) |
. |
(2.16) |
||||||||
|
|
|
||||||||||||
3 0 |
|
|
|
|
|
L0 1 L1 2 L2 3 L3 0 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Правильность расчета проверяется по условию: |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P0 1 P3 0 P1 P2 P3, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Q0 1 Q3 0 Q1 Q2 Q3. |
|
|
|
|
|||
Мощность на других участках линии определяется на основе первого за- |
||||||||||||||
кона Кирхгофа. Например, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
если P0 1 |
P1, Q0 1 |
Q1, тогда |
P1 2 |
P0 1 |
P1, Q1 2 Q0 1 Q1; |
|
||||||||
если P1 2 |
P2 , Q1 2 |
Q2 , тогда |
P2 3 |
P1 2 |
P2 , Q2 3 |
Q1 2 Q2. |
|
|||||||
3.Находится точка токораздела (это точка, в которую мощность поступает с двух сторон). На рис. 2.9 это точка 1.
4.Определяются токи на участках линии, А
|
|
P |
2 |
Q2 |
|
||
Ii |
|
i. |
уч |
i.уч |
103, |
(2.17) |
|
|
|
|
|||||
|
|||||||
|
|
|
|
3Uном |
|
||
где Pi.уч — активная мощность каждого участка линии, МВт;
Qi.уч — реактивная мощность каждого участка линии, Мвар;
Uном — номинальное напряжение сети, кВ.
5.Выбирается марка кабеля и способ его прокладки.
6.В зависимости от материала жил и времени использования максимума нагрузки находится экономическая плотность тока, по которой определяется
экономическое сечение жил кабеля на каждом участке линии [4, с. 85]
Fэ.i Ii . jэ
Экономические сечения, полученные в результате расчётов, округляются до ближайших стандартных и принимаются для рассчитываемой сети. Выписываются длительно допустимые токи на выбранные сечения [8, с. 60].
7. Выбранные экономические сечения жил кабеля на участках линии проверяются по допустимому нагреву током в нормальном режиме.
Условие проверки: Iдоп.i Ii.
62
63
64
8. Выбранные экономические сечения жил кабеля на участках линии проверяются по допустимому нагреву током в наиболее тяжелом послеаварийном режиме из предположения обрыва наиболее загруженного участка сети. Например, для рассматриваемой сети (рис. 2.9) это обрыв участка 0—1. Расчетная схема в этом случае будет иметь вид, показанный на рис. 2.10.
Определяются мощности на участках линии в послеаварийном режиме:
S |
|
P |
|
|
jQ |
|
|
(P |
P |
P ) j(Q |
Q |
Q ), |
|||||||||
3 0 (па ) |
3 0 |
(па ) |
|
|
3 0 |
(па ) |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
3 |
1 |
2 |
3 |
||||
|
S |
|
P |
па ) |
jQ |
па ) |
(P P ) j(Q Q ), |
(2.18) |
|||||||||||||
|
2 3(па ) |
|
2 3( |
|
|
2 3( |
|
1 |
|
|
2 |
1 |
2 |
|
|||||||
|
|
|
S |
|
|
P |
|
|
jQ |
|
|
|
P jQ . |
|
|
||||||
|
|
|
1 2(па ) |
|
1 2(па ) |
|
|
|
1 2(па ) |
1 |
1 |
|
|
||||||||
Определяются токи участков линии в послеаварийном режиме, А |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P2 |
|
|
|
Q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ii(па ) |
|
|
i(па ) |
|
i(па ) |
|
|
103, |
|
|
(2.19) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
3Uном |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где Pi(па), Qi(па) — активная, МВт, и реактивная, Мвар, мощности на каждом участке линии в послеаварийном режиме.
|
|
|
|
P2 |
|
Q2 |
|
|||
Например, I |
3 0 |
|
|
3 0 (па ) |
3 0 (па ) |
. |
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
(па ) |
|
|
|
3Uном |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Выбранные экономические сечения жил кабеля на участках линии проверяются по допустимому нагреву током в послеаварийном режиме. Условие проверки: Iдоп.i Ii .
9. Определяются активное Ri и индуктивное Xi сопротивления каждого участка линии (см. подразд. 2.4.3).
10. Определяется действительное распределение мощностей по участкам линии. Мощности на головных участках линии определяются по формулам:
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
S |
P |
jQ |
|
Si Zi |
|
||||
|
1 |
|
|
|
|||||
Z |
|
|
|||||||
0 1 |
|
0 1 |
0 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
||
|
|
(P1 |
jQ1 )(Z1 2 Z2 3 Z3 0 ) (P2 jQ2 )(Z2 3 Z3 0 ) (P3 jQ3 )Z3 0 |
, |
(2.20) |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Z0 1 Z1 2 Z2 3 Z3 0 |
|
|
где Si — полная мощность нагрузки в каждой точке линии в комплексной форме;
Zi — полное сопротивление линии в комплексной форме от точки O до каждой нагрузки;
65
Z0 0 — полное сопротивление линии в комплексной форме между источниками питания — точками 0 0 ;
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
S |
P |
jQ |
|
Si Z i |
|
|||||
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
||||||||
3 0 |
|
3 0 |
3 0 |
Z0 0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
(P1 |
jQ1 )Z0 1 (P2 |
jQ2 )(Z0 1 Z1 2 ) (P3 jQ3 )(Z0 1 Z1 2 Z2 3 ) |
, |
(2.21) |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Z0 1 Z1 2 Z2 3 Z3 0 |
|
|
где Z i — полное сопротивление линии в комплексной форме от точки О до каждой нагрузки.
Мощность на других участках линии определяется на основе первого закона Кирхгофа.
11.Определяется потеря напряжения, В, в нормальном режиме до точки токораздела при действительном распределении мощностей. Если точка токораздела 1 (рис. 2.9), то
U |
|
U0 1 |
P0 1R0 1 |
Q0 1X0 1 |
10 |
3 |
, |
(2.22) |
норм |
Uном |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
n |
P |
R Q |
X |
i |
|
|
|
U |
|
U0 1 U3 0 U2 3 U1 2 |
i.уч |
i i.уч |
|
10 |
3 |
|
||
|
|
|
|
|
||||||
норм |
|
Uном |
|
|
|
|||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
P3 0 R3 0 Q3 0 X3 0 P2 3R2 3 Q2 3X2 3 P1 2R1 2 Q1 2X1 2 |
103, |
||||||||
|
||||||||||
|
|
|
Uном |
|
|
|
|
|
|
(2.23) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Pi.уч , Qi.уч — активная и реактивная мощности на каждом участке от точ-
ки O до точки токораздела, МВт; Мвар; Uном — номинальное напряжение сети, кВ;
Ri.уч , Xi.уч — активное и индуктивное сопротивления каждого участка от точки O до точки токораздела, Ом. Тогда
Uнорм |
U U |
(2.24) |
|
|
2
или в процентах
Uнорм % Uнорм 10 1.
Uном
12. Определяется потеря напряжения, В, до наиболее удаленной точки в послеаварийном режиме. Для рассматриваемой линии в послеаварийном режиме (рис. 2.10) она равна
66
Uпа U3 0 ( па ) U2 3( па ) U1 2(па )
P3 0( па ) R3 0 Q3 0( па ) X3 0 P2 3(па )R2 3 Q2 3(па ) X2 3 P1 2( па )R1 2 Q1 2( па ) X1 2 ,
Uном
(2.25)
или в процентах
Uпа % Uпа 10 1.
Uном
13. Проверяются выбранные сечения кабеля по допустимой потере напряжения в нормальном (до точки раздела) и наиболее тяжелом послеаварийном режимах. Условия проверки:
|
|
|
Uнорм % Uдоп(норм) %, |
|||||
|
|
|
Uпа % Uдоп(па) %, |
|
|
|
||
где Uдоп(норм) |
— допустимая потеря напряжения в нормальном режиме |
|||||||
составляет 6—8 % [6, с. 119]; |
|
|
|
|
|
|||
Uдоп(па) — допустимая потеря напряжения в послеаварийном режиме |
||||||||
составляет 10—12 % [6, с. 119]. |
|
|
|
|
|
|||
Результаты расчетов сводятся в табл. 2.2. |
|
Таблица 2.2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Результаты расчета кольцевой сети 10(6) кВ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетные |
|
|
Участки линии |
|
Примечания |
|||
величины |
|
0—1 |
1—2 |
2—3 |
3—0 |
|
|
|
Pi.уч, МВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Qi.уч ,Мвар |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ii , A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
, мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
э.i |
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка кабеля |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Iдоп.i , А |
|
|
|
|
|
|
|
|
r0i , Ом/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
x0i , Ом/км |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ri , Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
Xi , Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uнорм, % |
|
|
|
|
|
До точки раздела |
|
|
Uпа,% |
|
|
|
|
|
В наиболее тяжелом |
|
|
|
|
|
|
|
послеаварийном |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
режиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
67
68
Контрольные вопросы для подготовки к защите курсовой работы
1.Методика определения расчётной мощности предприятия на шинах 10 кВ ГПП.
2.Обоснование выбора трансформаторов цеховых ТП и ГПП.
3.Обоснование выбора схемы электроснабжения предприятия.
4.Обоснование выбора схемы первичных соединений ГПП.
5.Принципы построения и работа схем ГПП с упрощёнными РУ высшего напряжения.
6.Задача, цели, основные этапы и содержание электрического расчёта питающей ЛЭП-110 кВ с учётом трансформаторов ГПП (электропередачи).
7.Выбор сечения проводов ЛЭП-110 кВ.
8.Составление схемы замещения электропередачи напряжением 110 кВ и расчёт её параметров.
9.Порядок расчёта баланса мощностей в электропередаче напряжением 110 кВ
внормальном режиме.
10.Порядок расчёта уровней напряжения в электропередаче напряжением 110 кВ в нормальном режиме.
11.Определение потерь мощности и годового расхода электроэнергии в элементах электропередачи (в ЛЭП и трансформаторах).
12.Цели и содержание расчёта местных электрических сетей. Допущения и упрощения
при расчёте.
13.Обоснование выбора схемы распределительной сети предприятия напряжением 10 кВ.
14.Обоснование выбора рационального напряжения внутренней распределительной сети предприятия.
15.Задачи и содержание расчёта разомкнутых распределительных сетей предприятия напряжением 10 кВ.
16.Методика расчёта радиальных распределительных линий напряжением 10 кВ.
17.Методика расчёта линий напряжением 10 кВ с несколькими нагрузками.
18.Методика расчёта кольцевой распределительной сети напряжением 10 кВ.
19.Расшифровка марок выбранного электрооборудования, проводов и кабелей.
20.Знание условных графических обозначений на электрических схемах; умение “читать” схемы.
21.Стандартная шкала номинальных напряжений электрических сетей.
22.Стандартная шкала сечений проводов и кабелей.
23.Стандартная шкала мощностей силовых трансформаторов.
24.Номинальные параметры силовых трансформаторов.
25.Основные термины и определения, использованные в курсовой работе.
69
Глава 3. СТРУКТУРА И ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
3.1. СТРУКТУРА ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Основное содержание курсовой работы излагается в пояснительной записке. Структурными элементами пояснительной записки являются:
1)титульный лист;
2)задание на курсовую работу;
3)приложение к заданию;
4)оглавление;
5)введение;
6)основная часть;
7)заключение;
8)библиографический список;
9)приложения.
Ориентировочный объем пояснительной записки в среднем должен составлять 25—30 страниц.
3.2. ТРЕБОВАНИЯ К СТРУКТУРНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Задание на курсовую работу составляется на специальном бланке и выдается руководителем в начале семестра (см. прил.1).
Титульный лист курсовой работы оформляется по установленной форме (см. прил. 2). Внизу листа делается основная надпись. Форма, размеры, содержание, порядок заполнения основной надписи на титульном листе приведены в [13].
Оглавление включает в себя введение, все разделы, подразделы и пункты основной части пояснительной записки, заключение, библиографический список и приложения, причем формулировки заголовков в тексте записки и в оглавлении должны строго соответствовать друг другу. В конце каждого пункта оглавления указывается номер страницы, на которой начинается изложение материала раздела, подраздела и т.д. Оглавление включается в общее количество листов пояснительной записки.
Введение. Во введении к курсовой работе кратко формулируются основные задачи выполняемой работы и ее цель, дается обоснование ее важности и актуальности. Раскрывается значение темы для промышленного электроснабжения. В сжатой форме излагаются методы решения поставленной задачи.
Основная часть. В основной части пояснительной записки излагаются краткие пояснения и обоснования принятых решений, расчеты и полученные
результаты, выводы, приводятся таблицы, рисунки с принципиальными и расчётными схемами сетей, предварительной схемой ГПП и др. Основная
70