5.2 Схема внешнего электроснабжения с напряжением сети 10 кВ

Схема РУ НН ЦРП - Одна секционированная выключателем система шин (10(6)-1).

1. Рассчитаем кабельную линию от районной подстанции энергосистемы до ЦРП предприятия. Нагрузка в начале линии находится по формуле (5.3):

Расчетный ток одной цепи линии 10 кВ находится аналогично по формуле (5.4):

Ток одной цепи кабельной линии в послеаварийном режиме определяется по формуле (5.5):

.

Рисунок 5.3 – Схема внешнего электроснабжения с напряжением сети 110 кВ

Сечение проводов КЛ находим аналогично по формуле (5.6):

В качестве КЛ от районной подстанции энергосистемы до ЦРП предприятия принимает кабели 2xПвБВнг(А)-LS, с сечениемПараметры кабеля: длительно допустимый токI_Д=562 А; удельные активное и индуктивное сопротивления:r₀=0,077 Ом/км;x₀=0,075 Ом/км.

Кабель должен быть проверен по нагреву в послеаварийном режиме по формуле (5.7):

.

По [2, табл.21.4] выбираем максимально близкое к экономическому .

Произведем проверку кабелей 10 кВ по условию термической стойкости к току КЗ. При этом термически стойкое сечение кабеля находится по формуле:

где – импульс квадратичного тока КЗ;

–термическая функция,

_{Выбранное нами сечение больше термически устойчивого.}

Потери активной энергии в кабелях за год по формуле (5.8):

Потеря напряжения в кабельной линии проверяется по условию:

(5.26)

где и– расчетные активная и индуктивная нагрузки на кабельную линию;

и – удельные активное и индуктивное сопротивления кабеля принимаем согласно;

–длина кабельной линии, км,

2. Рассчитаем тока короткого замыкания в начале отходящих линий от питающей подстанции энергосистемы и на вводах ЦРП.

Схемы для расчета токов КЗ представлены на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4- Схемы для расчета токов КЗ

Согласно исходным данным, мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы 10 кВ S_С=200 МВА. Расчет токов КЗ будет производить в относительных единицах. Для этого примем в качестве базисныхS_Б=1000 МВА,U_Б=10,5 кВ.

Сопротивление системы в относительных единицах по формуле (5.9):

Сопротивление кабельной линии находится по формуле (5.10):

Ток короткого замыкания точке 1 находится по формуле (5.11):

Ток КЗ в точке 2 находится по формуле (5.12):

Согласно [3, табл 2.45] для точек КЗ 1 и 2 соответственно: К_у1=1,72, К_у1=1,8;;

Ударный ток короткого замыкания находится по формуле (5.13):

3. Выберем коммутационную аппаратуру в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ЦРП. ЦРП предприятия планируется выполнить с помощью комплектное распределительное устройство 10 кВ наружной установки серии СЭЩ-59 [10]. К установке в качестве вводного выключателя намечается выключатель ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/1250 [10, табл.2.1]. Проверим данный тип выключателя на возможность применения в качестве выключателей отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ЦРП, выбор и проверка выключателей производится по следующим параметрам, приведенным в таблице 5.6.

По формуле (5.15):

.

По [9, рис. 4.5] определяем, что , что допустимо для данного выключателя (номинальное относительное содержание апериодической составляющей не более 40%).

4) Определим годовые приведенные затраты варианта схема внешнего электроснабжения с напряжением сети 10 кВ.

Аналогично, используя данные [12] будем производить расчет капитальных затрат по ячейкам выключателя, трансформатора и КЛ.

– Ячейка выключателя

Количество ячеек- 2 (2 выключателя на отходящих линиях подстанции энергосистемы, 2 выключателя на вводе ЦРП не учитываем, так как в первом варианте они тоже есть). Стоимость ячейки вакуумного выключателя согласно [12]- К_справ=150 тыс. руб.

По формуле (5.18):

Аналогично выключателям 110 кВ:

;;

Таким образом годовые затраты:

тыс. руб.

– КЛ 10кВ

Длина КЛ- 1 км. Стоимость строительства одного километра КЛ напряжением 10 кВ согласно [12],

По (5.18):

Аналогично ВЛ 110 кВ:

;;.

Годовые затраты:

По (3.11) и (5.19) для КЛ 10 кВ:

Для расчета ущерба от перерывов электроснабжения нарисуем схему сети 10кВ, с обозначением элементов надежность которых следует учесть, схема приведена на рисунке 5.5, данные по надежности элементов в таблице 5.6.

Таблица 5.6- Показатели надежности элементов

№ эл-та	Аварийные отключения		Плановые отключения
1	0,01	10,5	1/5	24
2	0,075	16	1	2
3	0,01	10,5	1/5	24

Выбор выключателей сведем в таблицу 5.7.

Таблица 5.7- Выбор и проверка выключателей

Условия выбора	Расчетные параметры сети		Каталожные данные ВВУ-СЭЩ-Э-10-20/1250
	Выключатель отходящей линии подстанции энергосистемы	Выключатель на вводе ЦРП
По номинальному напряжению	Uc = 10,00 кВ		Uн= 10 кВ
			Iн = 1250 А
По номинальному току электродинамической стойкости:
а) симметричному
б) асимметричному
По номинальному току отключения:
а) симметричному
б) асимметричному
По номинальному импульсу квадратичного тока

Рисунок 5.5- Схема для расчета ущерба от перерыва электроснабжения

Так как входящие в расчетные формулы для определения продолжительности совместных простоев представляют собой средние продолжительности одного ремонта, то их значения найдем по выражениям:

где – среднее время одного вынужденного (аварийного) или послеаварийного простоя;

–среднее время одного планового простоя:

По формулам (5.18-5.21):

Оценим ущерб по формуле (5.22) и (5.23):

Годовой ущерб обусловленный полным гашением ГПП:

Стоимость электроэнергии потребленной за год рассчитывается по формуле:

Сведем результаты расчетов годовых приведенных затрат для варианта схемы внешнего электроснабжения напряжением 10 кВ в таблицу 5.3

Таблица 5.3- Годовые приведенные затраты для схемы 10кВ

Наименование оборудования	Единица измерения	Кол-во	Стоимость единицы, тыс, руб	K, тыс. руб	E	K∙E,	ΔW,	Cэ,
1.Ячейка выключателя	шт.	2	661,98	1323,96	0,213	282,00	-	-
2. КЛ 10 кВ	км	4	15583,00	62332,00	0,152	9474,47	127640	739,04
Итого						9756,47	127640	739,04

По формуле (5.16):

.

Схема внешнего электроснабжения с напряжением сети 10 кВ представлена на рисунке 5.6.

Рисунок 5.6 – Схема внешнего электроснабжения с напряжением сети 10 кВ