Электроснабжение восточной части Феодосийского района электрических сетей с разработкой сетей резервного источника питания потребителей
1.4 Определение нагрузок отходящих линий
Расчетные нагрузки на участках отходящих линий 10 кВ
определяются добавлением нагрузок подстанций, включенных в линию. Для расчета
нагрузок принимаются однолинейные схемы отходящих линий со всеми существующими
подстанциями (Рис. 1., 2, 3) За исходные данные возьмем расчетные нагрузки на
каждой отдельной подстанции 10/0,4 кВ с учетом коэффициента одновременности, а
т.к. вечерняя нагрузка выше, то за основу возьмем расчетные нагрузки вечернего
максимума. Учитывая большой разброс расчетных мощностей для определения
суммарной нагрузки используем таблицу 3.10 [1].
Таблица 4. - Нагрузки на Ф-304
Уч-ток
Рmax кВт
Рmin кВт
ΔРmin кВт
Р расч. кВт
cosφ
Sрасч. кВА
Прим.
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-ст
728,64
750,72
1320,72
1357,22
1385,62
1992,62
2605,62
-
728,64
49,5
43,2
765,44
728,64
43,2
-
570
36,5
28,4
610
610
32,4
728,64
1320,72
1357,22
1385,62
1995,62
2605,62
2638,02
0,92
0,92
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
792
1435,57
1635,2
1669,42
2404,36
3139,3
3178,34
быт.
быт.
смеш.
--""—
--""—
--""—
--""--
Таблица 5. - Нагрузки на Ф-305.
Уч-ток
Рmax кВт
Рmin кВт
ΔРmin кВт
Р расч. кВт
cosφ
S расч кВА
Прим.
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
0-8
8-9
9-10
7-10
10-ст.
615,02
615,02
716,02
967,02
1090,02
1341,02
1592,02
86,63
686,32
753,32
2057,02
3150,02
-
129,6
316,8
159,78
310,42
323,84
584,32
-
86,63
677,28
1278,32
688,16
-
98
251
123
251
251
465
-
67,0
525
1093
570
615,02
716,02
967,02
1090,02
1341,02
1592,02
2057,02
86,63
753,32
1278,32
3150,02
3720,02
0,92
0,92
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0.83
0,83
0,83
668,5
778,5
1165,08
1313,28
1615,69
1918,1
2478,34
104,37
907,6
1540,14
3795,2
4481,95
быт.
быт.
смеш.
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""--
Рис. 1. Схема для расчета нагрузок Ф-304.
Рис. 5. Схема для расчета нагрузок Ф-305.
Рис. 6. Схема для расчета нагрузок Ф-306
Таблица 6. - Нагрузки на Ф-306.
Уч-ток
Рmax кВт
Рmin .кВт
ΔРmin кВт
Р расч. кВт
cosφ
S расч. кВА
Прим.
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-cт.
242,88
242,88
332,88
430,88
482,88
557,38
616,88
722,88
877,88
983,88
1122,88
1296,88
1329,38
-
120,6
131,47
68,04
101,25
75,9
135
202,4
137,6
182,6
189
86,63
70,84
-
90
98
52,0
74,5
59,5
106
155
106
139
147
59,5
52,0
242,88
332,88
430,88
482,88
557,38
616,88
722,88
877,88
983,88
1122,88
1269,88
1329,38
1381,38
0,92
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
0,83
264
401,06
519,13
581,78
671,54
743,23
870,94
1057,69
1185,4
1352,87
1529,97
1601,66
1664,31
быт.
смеш.
---""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
--""—
2. Электротехническая часть
2.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
Выбор установленной мощности двутрансформаторной
подстанции проводится из условий их работы в нормальных условиях по
экономическим интервалам нагрузки, выходящих из условий: Sэк.min≤Sp/n≤Sэк.max,
где
Sэк.min и Sэк. max – соответственно минимальная и
максимальная граница экономического интервала нагрузки трансформатора, принятой
номинальной мощности. [2]
Sр – расчетная нагрузка подстанции (кВА)
n – число проектируемых трансформаторов.
Sр=9324,6 кВА (по данным расчетов нагрузок в таб. 3,4,5)
Число проектируемых трансформаторов n=2
Sэк min≤4662,3≤Sэк max
Выбираем трансформаторы мощностью на основании основного
графика нагрузок подстанций 110/10 кВ (граф. 2.6; таб. 3.5) [2]
Выбранная мощность проверяется из условий их работы в
нормальном режиме эксплуатации. В таком режиме работы подстанции наименьшая
мощность трансформаторов должна удовлетворять условию: , где Кс – коэффициент допустимой систематичной
нагрузки трансформатора в зависимости от вида нагрузки, номинальной мощности
трансформатора, для приведенных в таблице 63 [3] среднесуточных температур.
Среднесуточная температура воздуха tn определяется для
района установки тр-ра по данным метеоцентра.
Если среднесуточная температура отличается от табличной
то Кс необходимо пересчитать по формуле:
Проверка выбранного сечения проводов выполняется по Sэкв.
на каждом отдельном участке начиная от питающего центра. Sэкв. определяется по
формуле:
Sэкв.=Smax Кд,
где Кд – коэф. динамики роста нагрузок ,(принимается
Кд=0,7)
Smax – расчетная максимальная нагрузка на участке кВА.
Проверка выбранного сечения проводов осуществляется по
потере напряжения на каждом участке. По методике изложенной в [2], считается,
что минимум приведенных затрат на сооруженной менее 10 кВ и падение напряжения
в конце линии не должен превышать ΔU10≈8%.
Проверка на потерю напряжения на і участке линии
выполняется по формуле:
ΔUi=βiSэкві li,
где βі – удельная потеря напряжения для данного
материала и сечения проводов % (кВА км)
Sэкв і - эквивалентная мощность на і-м участке кВА.
li – длина і-го участка.
Результаты расчета сводятся в таблицу. Расчет ведется по
вечернему максимуму.
Расчет токов КЗ выполняется в относительных единицах. За
базисные величины приняты Sб= 100 мВА, Uб1=115 кВ; Uб11=10,5 кВ. Базисные
величины связаны между собой следующими выражениями:
, (Sб
– выбрана произвольно)
Zб=
(110кВ) Iбi=Sб/(
(10 кВ) Iб11=Sб/(А
Место возможного КЗ необходимо выбрать таким, чтобы ток в
проверяемом аппарате был небольшим. Эта величина принимается за расчетную.
Для сельскохозяйственных подстанций 110/10 кВ расчетными
точками КЗ являются шины высшего напряжение (Ко), шины низшего напряжения (10
кВ) (К1) точка ближайшего КЗ (К2) и наиболее удаленная точка КЗ в сети 10 кВ
(К3).
Для проверки чувствительности защиты необходимо знать
минимальные значения тока КЗ в данных расчетных точках. Для каждой точки КЗ
составляется эквивалентная схема замещения в которых элементы схемы заменяются
напряжениями.
I(0)кз для тр-ор с РПН зависит от положения
переключателя.
(За базисное напряжение в относительных для каждой
ступени принимают Uн*1,05, т.е.Uн=110→Uб=115; Uн=10→Uб=10,5)
Х*л(б)=Х0L;
r*(б)=r0L
т.к. 1
то для приведения к базисной величине можно принять Х*л(б)=Х0; r*б=r0; Z*б=Z0
Определяем сопротивление отдельных элементов системы в
относительных единицах. Активное и полное сопротивление приводится к базисным
условиям:
Базисное сопротивление короткозамкнутой цепи для тр-ра
составит:
Z*бт=UкSб/(100S н.тр.)
где Uк – напр. КЗ тр-ра %
Sб – базисная мощность мВА.
Sнт – номинальная мощность тр-ра.
Z*б.тр.max=
Определяем ток КЗ на линиях 10 кВ
I"(3)=Iб/Z*тр
I"(3)min= 5499/1,23=4470 А
I"(3)max5499/0,87=6320 А
Ударный ток КЗ на шинах 10 кВ найдем по формуле:
При КЗ на шинах низкого напряжения подстанции с высшим
напряжением не менее 110 кВ Ку=1,8 [2]
Для точки КЗ Z*рез.б. находится как сумма Z*б.тр. и
Z*б.л. для участка линии от СТ-10 кВ подстанции " Приморская " до ст.
10 кВ Т.П.-159. Аналогично для точки К3 К4 только Z*бл. составляет сумма Z*б
всех участков линии от ст 10 кВ п/ст "Приморская" до Т.П.-263. Токи
КЗ в точках К3 и К4 определяются по формуле: I"(3)=Iб/Z* рез., где
I"(3) – действующее значение периодической слагающей тока КЗ за первый
период . Z рез – полное результирующее значение сопротивления до точки К3 (Ом).
Результаты расчетов сводятся в таблицу 10.
Таблица 10. - Точки КЗ Ф-306.
I(2)к
Точка КЗ
Zрез, Ом
I"(3), А
iy(3),А
1296
5498
3889
4471
3345
874
820
К1
К2
К3
К4
0,87
1,23
1,07
1,43
5,47
5,83
14900
max 6320
min 4470
max 5139
min 3845
max 1005
min 943
37929
16088
11379
13082
9788
2588
2400
Для линий Ф-305 и Ф304 расчет токов КЗ выполняется только
для точек Кз и К4. Результаты расчетов сведены в табл. 11.
Таблица 11. - Токи КЗ Ф-305 Ф-304.
I(2)к
Точка КЗ
Z*рез Ом
I"(3) А
i(3)y, А
4310
2355
3393
2703
4196
3189
2702
2246
Ф-304
К3
К4
Ф-305
К3
К4
1,11
1,47
1,41
1,77
1,14
1,5
1,77
2,13
4954
3741
3900
3107
4823
3666
3106
2582
9928
7909
6619
5273
8185
6221
5271
4382
Действующее значение полного тока трехфазного КЗ за
первый период определяют по формуле
(для
шин 10 кВ)
При КЗ в электросетях, питающихся от мощных энергосистем,
периодическая слагающая тока КЗ практически не изменяется во времени.
, где
Int – действующее значение периодической слагающей тока КЗ через время t.
Величина тока КЗ двухфазного определяют из выражения
Результаты расчетов сводятся в таблицу 10 и таблицу 11.
2.4 Выбор высоковольтного оборудования и проверка его по
режиму КЗ
Надежная и экономичная работа электрических аппаратов и
токоведущих частей может быть обеспечена лишь при правильном выборе по условиям
работы как в длительном режиме, так ив режиме КЗ.
Для длительного режима аппаратура и проводники выбирают
по номинальному напряжению, с учетом конструкции и рода установки (для
внутренней или наружной установки, для комплектных подстанций и ячеек
распредустройств) сравнивают номинальное напряжение Uан и номинальный ток
аппарата с требуемыми параметрами.