Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курсовая работа Электроснабжение

.pdf
Скачиваний:
971
Добавлен:
12.04.2015
Размер:
1.75 Mб
Скачать

Uдоп 10 + Uдоп 0,38 =

UТП 35/10 + Uдоб + Uт – Uпотр, %. (2.2)

Uдоп 10 +

Uдоп 0,38 = 2,5 + 5 – 4 + 5 = 8,5 %.

Допустимая потеря напряжения распределяется между воздушной линией 10 кВ и 0,38 кВ приблизительно поровну.

Принимаем: для ВЛ 10 кВ – Uдоп 10 = 4 %; для ВЛ 0,38 кВ –

Uдоп 0,38 = 4,5 %.

Данные заносим в таблицу 2.1.

Проверим уровень напряжения у потребителей при минимальной нагрузке 25% от Рmax. При этом учтем, что потери напряжения в линиях и трансформаторе уменьшаются в 4 раза

(ΔU10=4/4=1%, U0,38 = 4,5/4=1,125%):

Uпотр = 0 + 5 – 1 –1 –1,125 = + 1,875 %,

что в пределах нормы.

2.2 Выбор сечения проводов ВЛ 0,38

По условиям механической прочности воздушных линий 0,38 кВ при пролетах L = 40…60 м сечение провода должно быть не менее 25 мм2, больше 70 мм2 не рекомендуется по условиям прочности арматуры и удобства монтажа.

Допустимые токовые нагрузки по нагреву для неизолированных проводов ВЛ приведены в приложении 9.

Определим ток максимальной нагрузки головных участков ВЛ 0,38 кВ:

(2.3)

где – максимальная нагрузка головных участков ВЛ 0,38 кВ, кВА. определяем из таблицы 1.4.

Uн – номинальное напряжение сети, кВ.

21

С точки зрения допустимого нагрева, согласно приложению 9, любое из рекомендуемых сечений является допустимым.

Основным критерием при выборе сельских распределительных сетей 0,38 кВ и 10 кВ является уровень напряжения у потребителей.

Потеря напряжения в линии 0,38 кВ определяется по формуле:

(2.4)

где r0, x0 – погонные активное и индуктивное сопротивления

(прил. 11);

– суммарный момент активной мощности магистрали, кВт∙км;

– суммарный момент реактивной мощности

магистрали, кВар∙км; Pi – активная мощность i-го участка, кВт;

Qi – реактивная мощность i-го участка, кВар; li – длина i-го участка, км;

n – число участков.

Как установлено ранее (табл. 2.1), допустимая потеря

напряжения ВЛ 0,38 кВ Uдоп0,38=4,5 %, что в именованных единицах составляет:

(2.5)

При выборе сечения проводов учитываем, что максимальные потери напряжения будут в часы максимума нагрузок вдоль наиболее загруженной магистрали (используем данные таблицы 1.3, максимальные нагрузки; для ВЛ-1 и ВЛ-2 это дневной максимум, для ВЛ-3 – вечерний). Учитываем также, что в целях удобства монтажа все участки одной ВЛ 0,38 кВ выполняют проводами одного и того же сечения.

22

ВЛ-1. Расчетная схема ВЛ-1 приведена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Расчетная схема ВЛ-1

Максимальный момент активной нагрузки

Ма = (47,5 ∙ 90 + 20 ∙60) ∙ 10-3 = 5,47 кВт∙км.

Максимальный момент реактивной нагрузки

Мр = (29,5 ∙ 90 + 20,4 ∙ 60) ∙ 10-3 = 3,88 кВар∙км.

Определим потерю напряжения в магистрали при допустимых сечениях провода в соответствии с выражением (2.4). Погонные параметры принимаем из приложения 11.

Для ВЛ-1 и провода СИП-1 3х25+1х35 (r0 = 1,540 Ом/км, x0 = 0,0816 Ом/км)

потери выше допустимых, поэтому выбираем провод большего сечения и производим расчет снова.

Для провода СИП-1 3х35+1х50 (r0 = 1,111 Ом/км, x0 = 0,0791Ом/км)

потери меньше допустимых.

ВЛ-2

Рис. 2.2. Расчетная магистраль ВЛ2

23

Ма = (34 ∙ 60) ∙ 10-3 = 2,04 кВт∙км.

Мр = (29,9 ∙ 60) ∙ 10-3 = 1,8 кВар∙км.

Для ВЛ-2 и провода СИП-1 3х25+1х35

ВЛ-3

Рис. 2.3. Расчетная магистраль ВЛ3

Ма = (28,3 ∙ 130 + 13,7 ∙ 140) ∙ 10-3 = 5,59 кВт∙км.

Мр = (24,9 ∙ 130 + 5,3 ∙ 140) ∙ 10-3 = 3,98 кВар∙км.

Для ВЛ-3 и провода СИП-1 3х25+1х35

Для провода СИП-1 3х35+1х50

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Сечения самонесущих проводов воздушных линий ТП-1

Ма, кВт∙км

Мр, кВар∙км

U, В

Марка провода

ВЛ

 

 

 

 

1

5,47

3,02

16,8

СИП-1 3х35 + 1х50

2

2,04

1,80

8,6

СИП-1 3х25 + 1х35

3

5,59

3,98

17,1

СИП-1 3х35 + 1х50

24

2.3 Расчет линии 10 кВ

Согласно таблице 2.1 допустимая потеря напряжения ВЛ 10 кВ Uдоп 10 = 4%, что в именованных единицах составит:

(2.6)

Для расчета используем схему ВЛ 10 кВ (рис. 1.4) и данные таблицы 1.5, дневной максимум.

Ма=85,7∙12=1028 кВт∙км.

Мр=64,4∙12=773 кВт∙км.

Определим потерю напряжения в магистрали при допустимых сечениях провода в соответствии с выражением (2.4).

Для провода АС-25 r0 = 1,38 Ом/км, x0 = 0,377 Ом/км

(прил. 9, 10).

Минимально допустимое по механической прочности сечение АС-25 для ВЛ 10 кВ обеспечивает допустимую потерю напряжения в часы максимальных нагрузок ВЛ. Принимаем для ВЛ 10 кВ сечение провода АС-25.

2.4 Проверка ВЛ 0,38 кВ по условию пуска электродвигателя

Проверку линии по условию пуска электродвигателя (на глубину провала напряжения при пуске) производят по наиболее мощному двигателю электрифицируемого производственного объекта.

При пуске данного двигателя напряжение на его зажимах не должно снизиться более чем на 30% от номинального напряжения

25

линии, в то время как напряжение на остальных электроприемниках не должно уменьшиться более чем на 20% от номинального напряжения линии.

Согласно исходным данным, электродвигатель мощностью 15 кВт установлен на объекте № 2.

Потеря напряжения при пуске электродвигателя:

 

 

 

(2.7)

 

 

 

 

где – полное сопротивление сети, Ом.

;

– соответственно, полное сопротивление трансформатора и линии, питающей двигатель, Ом;

– полное сопротивление электродвигателя при пуске, Ом. Сопротивление трансформатора:

(2.8)

где uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Uн, кВ и Sн, кВА – соответственно номинальные напряжение и мощность трансформатора.

На ТП-1 установлен трансформатор мощностью Sн = 160 кВА, напряжение короткого замыкания uк = 4% (табл. 1.6).

 

Сопротивление ВЛ 0,38 кВ:

 

(2.9)

где

– погонное сопротивление провода линии, Ом/км.

 

 

 

 

 

;

 

– длина ВЛ до объекта, где установлен электродвигатель, км.

Наиболее мощный двигатель установлен на объекте №2 (участок 21 ВЛ2, который выполнен проводом СИП-1 3х25+1х50 длиной 60 м), поэтому:

26

Сопротивление электродвигателя при пуске:

(2.10)

где – мощность двигателя при пуске, кВА.

(2.11)

где – номинальная мощность двигателя, кВт;

– к.п.д. двигателя, отн.ед.;

сosφ – коэффициент мощности двигателя; Kп – кратность пускового тока.

Для двигателя 4А160S4 (прил. 12): = 15 кВт, = 0,89, сosφ = 0,88. Кратность пускового тока принимаем Kп = 6,5.

Потеря напряжения при пуске электродвигателя:

что не выходит за пределы допустимой величины (30%).

27

3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ 10/0,4 КВ

3.1Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания (КЗ) рассчитываются с целью проверки выбранных элементов электроустановок на динамическую и термическую стойкость, для настройки и проверки защиты от КЗ, ограничения токов КЗ и термической стойкости элементов заземляющих устройств на подстанциях.

Для расчета составляют расчетную схему замещения с обозначением элементов сети, по которым он протекает, от точки, где напряжение считается неизменным, до вводов к потребителям.

В схемах замещения на 0,4 кВ учитывают продольные сопротивления линий и трансформатора. В качестве расчетных точек КЗ принимают шины 10 и 0,4 кВ подстанций (точки Кв и Кн) и места ввода к потребителям в конце ВЛ 0,38 кВ (точки К1, К2, К3). ТП включает один трансформатор и три ВЛ 0,38 кВ.

Ток КЗ на шинах ТП 35/10 в точке Кс имеет значение IКс = 1,5 кА. Расчетная схема ТП-1 представлена на рисунке 3.1.

Схема замещения сети КЗ представлена на рисунке 3.2. Все сопротивления приведены к низкому напряжению 0,4 кВ.

Рис. 3.1. Расчетная схема ТП-1 и сети 0,38 кВ для расчета токов КЗ

Рис. 3.2. Схема замещения сети для расчета токов КЗ

28

Zc – сопротивление системы – отражает сопротивление трансформатора 35/10 кВ и других элементов сети высокого напряжения энергосистемы. При его расчете вместо действующего напряжения ступени используют ближайшее напряжение из следующего ряда (действующее значение напряжения,

умноженное на 1,05), Uср, кВ: 770; 515; 340; 230; 115; 37; 24; 10,5;

6,3; 3,15.

Сопротивление системы определяется по формуле:

(3.1)

По данным энергосистемы, установившийся ток трехфазного короткого замыкания на шинах 10 кВ районной ТП составляет 1,5 кА. Ближайшее к 10 кВ напряжение из стандартного ряда

10,5 кВ.

Тогда сопротивление системы будет:

Сопротивление системы, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

(3.2)

где kт – коэффициент трансформации (kт = 0,4/10).

ВЛ 10 кВ: выбран провод А-25, длина линии l10=12 км. Сопротивления линии составляют:

R10 = r0l10, Х10 = х0l10,

R10= 12∙1,38 = 16,56 Ом.

Х10= 12∙0,38 = 4,56 Ом.

29

Сопротивление ВЛ 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ:

ВЛ-1: выбран провод СИП-1 3х35+1х50, длина линии l1=0,23км.

R1 = r0l1, Х1 = х0l1,

R1= 1,111∙0,23 = 0,2553 Ом.

Х1= 0,0791∙0,23 = 0,0182 Ом.

ВЛ-2: выбран провод СИП-1 3х25+1х35, длина линии l2=0,06 км.

R2 = r0l2, Х2 = х0l2,

R2= 1,54∙0,06 = 0,0924 Ом.

Х2= 0,0816∙0,06 = 0,0049 Ом.

ВЛ-3: выбран провод СИП-1 3х35+1х50, длина линии l3=0,27 км.

R3= r0l3, Х3 = х0l3,

R3= 1,111∙0,27= 0,2999 Ом.

Х3= 0,0791∙0,27 = 0,0213 Ом.

Для ТП ток трехфазного короткого замыкания (КЗ) в точке Кв составит:

(3.3)

30