3.3 Определение расчетных нагрузок линий распределительной сети напряжением 10 кВ

Расчетные нагрузки распределительной сети определяются по величинам расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения ТП с учетом потерь мощности в трансформаторах и компенсации реактивной мощности со стороны высшего напряжения трансформаторов цеховых ТП.

Потери активной мощности в одном понизительном трансформаторе с высшим напряжением 10 кВ ∆Р, кВт, определяются по формуле

. (3.5)

Потери реактивной мощности в трансформаторе ∆q, квар определяются по формуле

, (3.6)

где I_хх - ток холостого хода трансформатора, % [2];

U_кз - напряжение короткого замыкания, % [2].

Ниже приводится пример расчета потерь активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховой подстанции ТП1, на которой установлены два трансформатора мощностью по 1000 кВ·А.

Подставляя значения потерь холостого хода ∆Р_хх, кВт, и потерь короткого замыкания ∆Р_кз, кВт, принятые из справочных данных для рассматриваемого трансформатора в формулу (3.5), получаем значение активных потерь в двух трансформаторах ТП1

кВт.

Подставляя справочные значения I_хх, %, и U_кз, %, в формулу (3.6), получаем значение реактивных потерь в двух трансформаторах ТП1

квар.

Расчет потерь мощности в трансформаторах для остальных ТП проводится аналогично. Результаты расчетов приведены в таблице 3.4.

Далее определяются расчетные нагрузки линий распределительной сети с учетом компенсации реактивной мощности со стороны высшего напряжения трансформаторов цеховых ТП, для чего составляется принципиальная схема внутризаводского электроснабжения, представленная на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Размещение трансформаторных подстанций и линий распределительной сети внутризаводского электроснабжения

Ниже приводится пример расчета нагрузок для магистрали ГПП-ТП4 и ТП4-ТП1. Сначала определяются расчетные нагрузки линии Л1, а затем линии Л7.

Таблица 3.4 – Определение потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций

Ном. ТП	n×Sт.ном	Справочные данные трансформаторов				кз	кз.ав	∆Р2т, кВт	∆Q2т, квар
		∆Рхх, кВт	∆Ркз, кВт	Iхх, %	Uкз, %
ТП1	2×1000	2,1	12,2	1,4	5,5	0,62	0,3844	13,6	70
ТП2	2×1000	2,1	12,2	1,4	5,5	0,68	0,4624	15,5	79
ТП3	2×1000	2,1	12,2	1,4	5,5	0,68	0,4624	15,5	79
ТП4	2×1600	2,8	18	1,3	5,5	0,62	0,3844	19,4	109
ТП5	2×1600	2,8	18	1,3	5,5	0,64	0,4096	20,3	114
ТП6	2×1600	2,8	18	1,3	5,5	0,64	0,4096	20,3	114
ТП7	2×1600	2,8	18	1,3	5,5	0,64	0,4096	20,3	114
ТП8	2×1600	2,8	18	1,3	5,5	0,64	0,4096	20,3	114
ТП9*	2×6300	8,33	46,5	0,8	6,5	0,49	0,2401	39	297

Расчетные нагрузки линии Л1 состоят из расчетных нагрузок подстанции ТП4, ТП1 и потерь мощности в их трансформаторах, то есть:

- активная

Р_{р Л1} = Р_рТП4 + ΔР_ТП4 + Р_рТП1 +ΔР_ТП1 = 1877 + 19,4 + 1175 + 13,6 = 3085 кВт;

- реактивная (в формулу подставляется реактивная мощность, передаваемая по сети до ТП4 и ТП1 из таблицы 3.2)

Q_{р Л1} = Q_сТП4 + ΔQ_ТП4 + Q_сТП1 + ΔQ_ТП1 = 643 + 109 + 386 +70 = 1208 квар.

Значение естественного коэффициента реактивной мощности tgφ_ест со стороны высшего напряжения трансформаторов равно

tgφ_ест = Q_рЛ1 / Р_рЛ1 = 1208 / 3085 = 0,39.

Определяем потребную мощность компенсирующих устройств со стороны высшего напряжения трансформаторов Q^’_ку, квар по формуле (3.1), в которую подставляем значение Р_{р Л1}

квар.

Минимальная мощность высоковольтного компенсирующего устройства в соответствии с [5] равна 300 квар, поэтому для линии Л1 не целесообразно устанавливать компенсирующие устройства со стороны высшего напряжения трансформаторов вследствие малости потребной мощности компенсирующих устройств.

Следовательно, полная расчетная нагрузка линии Л1 равна

кВА.

Расчетный максимальный ток в линии определяется по формуле

. (3.7)