3. Расчёт электропитающих сетей

3.1. Выбор типа и сечения проводов по нагреву

Питание поселка будет осуществляться воздушными самонесущими изолированными проводами 0,4 кВ(СИП). Данный провод предназначен для передачи и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 1кВ. К основным характеристикам СИП относятся: стойкость к ультрофиолетовому излучению; возможность эксплуатации в диапазоне температур от -50 до +90 градусов; устойчивость к проникновению влаги; легкость монтажа; высокая диэлектрическая непроницаемость. СИП можно прокладывать как по столбам, так и по фасадам зданий.

Выбор сечения проводов по нагреву сводится к сравнению расчётного тока с допустимым табличным значением для принятых марок провода. За длительный расчётный ток линии электропередачи принимается ток получасового максимума, т.е. наибольший из средних получасовых значений. При выборе должно соблюдаться условие:

Выбор линии от ДЭС до РУ.

С целью снижения потерь, кабели приняты с медными жилами. Это увеличит стоимость кабеля, но обеспечит потребителю в данных условиях необходимый уровень напряжения и уменьшит потери мощности. Тип прокладки кабеля – в земле.

Выбираем 4-х жильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с сечением жил 150 мм², I_дд= 395 А[8].

395 > 360.844 А – по длительно допустимому току проходит.

Выбор линии от ВЭУ до РУ.

ВЭУ-150: выбираем 4-х жильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с сечением жил 2*3х50+50, I_дд=265 А [8].

265>А – по длительно допустимому току проходит.

ВЭУ-80: выбираем 4-х жильный кабель с с сечением жил 2*3х35+35, I_дд= 175А [8].

175>А – по длительно допустимому току проходит.

Для первого присоединения.

Предварительно выбран провод СИП-1А 3х25+35[9].

95 > 83.584 А – таким образом, данный провод проходит по условию нагрева.

Выбор типа и сечения проводов по нагреву для оставшихся присоединений аналогичен и сведён в таблицу 11.

Таблица 11

Выбор типа и сечения проводов по нагреву

№ присоединения	Iр, А	Марка провода	Iдд, А
ДЭС	360.844	ПвБбШв 3х150+150	395
2хВЭУ-150	270.633	2*ПвБбШв 3х70+70	265
ВЭУ-80	144.338	2*ПвБбШв 3х35+35	150
1 (14 домов)	83.584	СИП-1 3х25+35	95
2 (14 домов)	83.584	СИП-1 3х25+35	95
3 (Птичник)	37.728	СИП-1 3х16+25	70
4 (16 домов)	95.525	СИП-1 3х35+50	115
5 (Теплицы)	48.814	СИП-1 3х16+25	70
6 (Фермы)	97.063	СИП-1 3х35+50	115
7 (Промышл.)	65.265	СИП-1 3х16+25	70
8 (Освещение)	14.524	СИП-1 3х16+25	70

Нагрузка жилого сектора разделена на 3 фидера, следовательно нагрузка освещения также имеет трилинии. Согласно плану посёлка на первую линию освещения приходится десять источников освещения, на вторую и третью по пять.

В качестве источников освещения приняты лампы ДРИ-450 [10].

3.2. Выбор сечения проводов по потере напряжения

Нормальный режим работы электроприёмников обеспечивается при напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением электроприёмников в точках их присоединения, так как они спроектированы на это напряжение при наилучших технико-экономических показателях. Повышение или понижениеуровнянапряжения на зажимах электроприемников относительно номинальногозначения снижает эффективность преобразования электрической энергии в технологическом процессе.

В условиях разной электрической удаленности приемников электрическойэнергии от источников питания и неодинаковой загрузки элементов электрических сетей в каждый момент времени до различных электроприемников наблюдаются неравные потери напряжения. Это приводит к тому, что практически невозможно поддерживать напряжение на зажимах всех электроприёмников в один и тот же момент времени равным номинальному.

Поэтому актуальной становится задача доведения электроэнергии до электроприемников на напряжении, находящемся в диапазоне, для которого снижение эффективности преобразования электроэнергии незначительно. Этот диапазон определен стандартом на качество элек- трической энергии (ГОСТ 13109-97), в котором нормально допусти- мые отклонения напряжения от номинального на суточном интервале времени с вероятностью 0,95 установлены диапазоном ±5 %, а пре- дельно допустимые -±10%.

Таким образом, сечения проводников должны удовлетворять следующему условию –наиболее удалённого электроприёмника по линии напряжение должно быть в пределах ±5% от номинального.

Суммарная потеря напряжения в процентах от номинального равна

где Q_i, P_i – реактивная и активная мощность, передаваемая по i – ой линии, кВар, кВт;,– удельные активное и индуктивное сопротивленияi – ой линии, Ом;

–длина i – ой линии, км.

Если суммарная потеря напряжения до потребителя превышает допустимое значение, необходимо увеличивать сечение линии.

Линия от ДЭС до РУ.

Длина линии от ДЭС равна 60 м.

Удельное сопротивление кабеля

–условие выполняется, значит кабель выбран верно.

Линия от ВЭУ до РУ.

ВЭУ равноудалены от РУ на 300 м.

Удельное сопротивление кабеля:

ВЭУ-150

ВЭУ-80

Для линий от ВЭУ до РУ условие по потери напряжения выполняется.

Все потребители получают электроэнергию от РУ, в связи с этим, необходимо оговорить, что номинальное напряжение РУ U_РП, с учётом потерь в линиях от ВЭУ, имеет значение 381.88 В, поэтому в дальнейшем будет использована именно это значение.

Первое присоединение (16 домов).

Электроснабжение жилого сектора характерно тем, что по всей длине линии передаётся не одинаковая мощность – происходит её постоянный отбор, и как следствие – потери напряжения по мере увеличения длины уменьшаются. Учтём это при расчёте потери напряжения. В среднем мощность потребляемая одним зданием равна 4.136 кВт.

Выбранный ранее провод СИП 3х25+35 не подходит – потери напряжения превышают допустимые 5 %. Увеличим сечение проводника – СИП 3х35+50.

Полученное значение не превышает допустимых 5 %, хотя и очень близко к нему. Однако стоит отметить, что расчёт вёлся по максимальной мощности – реальное потребление такой мощности жилым сектором маловероятно, а следовательно будет меньше и потери напряжение.

Расчёт потерь напряжения для остальных присоединений аналогичен и сведён в таблицу 12.