8.3.3 Расчет режима сетей

Выбираем сечение алюминиевых проводов по допустимой потере напряжения, принимая U_доп = 5 %. Удельное сопротивление алюминиевых проволок  = 28,8 Ом мм² /км, удельное индуктивное сопротивление линии х_о = 0,06 Ом/км, удельное активное сопротивление линии r_о = 0,3 Ом/км, cos  = 0,96, tg  = 0,29 из таблицы 2.1.4.[11].

фидер-1

Рисунок 2 - Линия фидер -1

Активная мощность линии: Реактивная мощность линии:

Р₁ = Р₂= Р₃ = 24 * 0,80 = 19,2кВт Q ₁ = Q ₂= Q ₃= 5,57кВАр

Р₄=Р₃ = 27 * 0,85 = 21,60кВт Q ₄ = Q ₅= 6,26кВАр

Р_ф.1 = 100,8кВт  Q _ф.1 = 29,23кВАр

Длина линии:

L1 = 0,180км;	L2 = 0,275км;
L3 = 0,280км;	L4 = 0,330км;
L5 = 0,480км;

Допустимые потери напряжения

U_доп = 0,05 х 380 = 19 В;

Найдем потерю напряжения в линии за счет реактивных нагрузок для фидер-1

_{n = 5}

U_{доп р} =  Q_i l_i х_о/ U_ном =

ⁱ⁼¹

=(5,57*0,18+5,57*0,275+ 5,57*0,28+6,26*0,33+6,26*0,48) * 0,06/ 0,38 = 1,45 В

Найдем потерю напряжения в линии за счет активных нагрузок для руб.1

U_{доп а} = U_доп - U_{доп р}= 19 – 1,45 = 17,55 В

Рассчитаем необходимое сечение проводов для фидер-1

_n=5

F_ф1 =   P_iл l_iл / U_{а доп} U_ном =

^{i =1}

= 28,8*(19,2*0,18+19,2*0,275+19,2*0,28+21,6*0,33+21,6*0,48)/17,55*0,38 = 136,5 мм²

По таблице 5 [1] выбираем провод СИП2А 3*150+1*95+1*16.

Стандартное сечение провода СИП2А 3*150+1*95+1*16 и его параметры: F=150мм²; r_о = 0,206 Ом/км; Iдоп=380*0,88= 334,4А, где 0,88 - поправочный коэффициент при температуре окружающей среды 40^оС,

так как на х_о - нет данных, примем усредненное значение х_о=0,06Ом/км

Проверим допустимый и рабочий ток провода

I = (Р² + Q²)/ 3 х U_ном , (16)

I_ф.1 = (100,8² + 29,23²)/3 х 0,38 = 159,5А  I_доп = 334,4 А

Таким образом, выбранное сечение удовлетворяет условию нагрева.

фидер-2

Рисунок 3 - Линия фидер -2

А ктивная мощность линии: Реактивная мощность линии:

Р₆ = 1 * 1,5 = 1,5кВт Q ₆ = 0,44кВАр

Р₇ = 4 * 1,5 = 6,0кВт Q ₇ = 1,74кВАр

Р₈ = 8 *1,5= 12,0кВт Q ₈ = 3,48кВАр

Р₉= 8 *1,5= 12,0кВт Q ₉ = 3,48кВАр

Р_ф.2 = 31,5кВт  Q _ф.2 = 9,14кВАр

Длина линии:

L6 = 0,03км;	L7 = 0,08км;
L8 = 0,130км;	L9 = 0,180км;

Допустимые потери напряжения

U_доп = 0,05 х 380 = 19 В;

Найдем потерю напряжения в линии за счет реактивных нагрузок для фидер-2

_{n = 4}

U_{доп р} =  Q_i l_i х_о/ U_ном =

ⁱ⁼¹

=(0,44*0,03+1,74*0,08+3,48*0,13+3,48*0,18) * 0,06/ 0,38 =0,2В

Найдем потерю напряжения в линии за счет активных нагрузок фидер-2

U_{доп а} = U_доп - U_{доп р}= 19 – 0,2 = 18,8В

Рассчитаем необходимое сечение проводов для АВ №2

_n=4

F_ф.2 =   P_iл l_iл / U_{а доп} U_ном =

^{i =1}

= 28,8*(1,5*0,03+6,0*0,08+12,0*0,13+12,0*0,18)/18,8*0,38 = 17,1мм²

На ВЛИ при применении СИП с изолированным нулевым несущим проводником по условия механической прочности следует применять провода с учетом требований главы 2.4 (ПУЭ) 7-го издания минимально допустимые сечения указаны в таблице 8.

Магистраль ВЛ, как правило следует выполнять проводами одного сечения.

Так как проектируемая линия находится во II районе по нормативной толщине. стенки гололеда которая составляет 10мм

По таблице 3 [1] выбираем провод СИП 3*35+1*50

Стандартное сечение провода СИП2А 3*35+1*50+1*16 и его параметры:

F = 35 мм²; r_о = 0,868 Ом/км; Iдоп=160*0,88= 140,8А, где 0,88 - поправочный коэффициент при температуре окружающей среды 40^оС

так как на х_о – нет данных, примем усредненное значение х_о = 0,06 Ом/км

Проверим допустимый и рабочий ток провода

I = (Р² + Q²)/ 3 х U_ном , (17)

I_ф.1 = (31,5² + 9,14²)/3 х 0,38 = 49,83  I_доп = 140,8А

Таким образом, выбранное сечение удовлетворяет условию нагрева.

Действительная наибольшая потеря напряжения до наиболее удаленной точки линии

U_i = P_i r_о l_i + Q_i х_о l_i / U_{ном (17)}

фидер-1

U₅= (21,6*0,206*0,48+6,26*0,06*0,48)/0,38= 6,09 В

U₄= (21,6*0,206*0,33+6,26*0,06*0,33)/0,38= 4,19 В

U₃= (19,2*0,206*0,28+5,57*0,06*0,28)/0,38 = 3,16 В

U₂= (19,2*0,206*0,275+5,57*0,06*0,275)/0,38 = 3,10 В

U₁= (19,2*0,206*0,18+5,57*0,06*0,18)/0,38 = 2,03 В

U_ф.1= U₅ +U₄ +U₃+U₂ +U₁ = 18,57 В

U_ф.1= 18,57 В  U_доп = 19 В;

Выбранное сечение провода СИП2А 3*150+1*95+1*16 удовлетворяет и проходит по допустимому отклонению напряжения в конце линии при нагрузке 159,5А.

фидер-2

U₉= (12,0*0,868 *0,18+3,48*0,06*0,18)/0,38= 5,03В

U₈= (12,0*0,868 *0,13+3,48*0,06*0,13)/0,38 = 3,63В

U₇= (6,0*0,868 *0,08+1,74*0,06*0,08)/0,38 = 1,12В

U₆= (1,5*0,868 *0,03+ 0,44*0,06*0,03)/0,38 = 1,03 В

U_ф.2 =U₉ +U₈+U₇ +U₆ = 10,81В

U_ф.2= 10,81В  U_доп = 19 В;

Выбранное сечение провода СИП2А 3*35+1*50+1*16 удовлетворяет и проходит по допустимому отклонению напряжения в конце линии при нагрузке 50А, а с учетом перспективы увеличения нагрузки потребителей имеется запас до 140А.

Рассчитаем потерю мощности во всей линии.

Р_i = P_i²  r_о  l_i / 3U²_ном, (18)

Р₁ = 19,2 ²  0,206  0,180/ 3  0,38 ² = 0,032 кВт

Р₂ = 19,2 ²  0,206  0,275/ 3  0,38 ² = 0,048 кВт

Р₃ = 19,2 ²  0,206  0,280/ 3  0,38 ² = 0,052 кВт

Р₄ = 21,6 ²  0,206  0,330/ 3  0,38 ² = 0,058 кВт

Р₅ = 21,6 ²  0,206  0,480/ 3  0,38 ² = 0,084 кВт

Р₆ = 1,5 ²  0,868  0,03 / 3  0,38 ² = 0,014кВт

Р₇ = 6,0 ²  0,868  0,08 / 3  0,38 ² = 0,057кВт

Р₈ = 12,0 ²  0,868  0,13 / 3  0,38 ² = 0,375кВт

Р₉ = 12,0 ²  0,868  0,18/ 3  0,38 ² = 0,519кВт

Суммарные потери мощности составили Р_ВЛ = 1,239кВт, что составило Р_ВЛ% =0,94 %.

Суммарная мощность Р_ВЛ = 132,3кВт; Q_ВЛ = 38,37кВАр;

Расчет токов КЗ при применении СИП2А 3*150+1*95+1*16

I__{З кз} max на стороне ВН тр-ра (кА): 1,376

I__{З кз} min на стороне ВН тр-ра (кА): 1,287

Напряжение ВН тр-ра (кВ): 10

Напряжение НН тр-ра (кВ): 0,4

Мощность тр-ра (кВА): 250

Схема соединения обмоток ВН: З

Проверяем выбранный провод СИП2А 3*150+1*95+1*16 на термическую стойкость:

I_ТС = 13,2кА – односекундный ток термической стойкости для выбранного СИП2А,

К= 1/t,где t – продолжительность короткого замыкания

К= 1/0,1=3,16

I_ТС=13,2*3,16=41,712 > тока КЗ, следовательно СИП2А 3*150+1*95+1*16 подходит по допустимому нагреву во время КЗ.

По условиям надежного срабатывания максимальной токовой защиты на выходе с ТП необходимо установить автоматический выключатель с параметрами I_СР ≥N*I_{расцепителя}, где N-коэффициент запаса (1,25 для автоматов с I_НОМ> 100А), I_АВ.1 = 160А*1,25 = 200А установить в РУ-0,4кВ существующей ТП №64 на фидере 1 автоматический выключатель типа ВА57Ф35 I_НОМ.=250А.

Проверяем выбранный провод СИП2А 3*35+1*50+1*16 на термическую стойкость:

I_ТС = 3,2кА – односекундный ток термической стойкости для выбранного СИП2А,

К= 1/t,где t –продолжительность короткого замыкания

К= 1/0,1=3,16

I_ТС=3,2*3,16=10,112 > тока КЗ, следовательно СИП2А 3*35+1*50+1*16 подходит по допустимому нагреву во время КЗ.

По условиям надежного срабатывания максимальной токовой защиты на выходе с ТП необходимо установить автоматический выключатель с параметрами I_СР ≥N*I_{расцепителя}, где N-коэффициент запаса (1,50 для автоматов с I_НОМ  100А), I_АВ.2 = 50А*1,25= 75А установить в РУ-0,4кВ существующей ТП №64 на фидере 2 автоматический выключатель типа ВА57Ф35 I_НОМ.=80А.

Расчет потерь мощности в трансформаторе:

Табличные данные :

 Р_тр.кз = 3,7 кВт;  Р_тр.хх = 0,78 кВт

Потери в трансформаторе

 Р_тр = r_тр  (Р² +Q²) /U²_нн = 5,92(132,3² + 38,37²) / 380² = 1,8кВт

где r_тр = Р_кз  U²_вн / S²_вн = 3,7  10²/ 250² = 5,92Ом

Общие суммарные потери составили: ∆∑Р = 3.039кВт, то есть

∆∑Р_% = 2,3 %.

Расчетные потери мощности на ВЛ0,4кВ от ТП-64 не превышают допустимых потерь мощности.