Выбор схемы сетей напряжением 10(6) кВ предприятия определяется количеством, мощностью и расположением цеховых ТП, а также категорийностью нагрузок

Цеховые ТП с нагрузками I и II категорий должны питаться по резервированным схемам. Наиболее целесообразно выбрать кольцевые схемы, а для отдельных ТП — двойные радиальные или магистральные линии.

Количество цеховых ТП в кольцевой линии не должно превышать, как правило, 4—5. Кольцевые сети в большинстве случаев принимаются однородными, а магисстральные линии с односторонним питанием — с переменным сечением по участкам. Для питания цеховых ТП с нагрузками III категории необходимо применить более простые не резервированные радиальные и магистральные схемы.

В курсовой работе радиальными резервированными линиями запитаны ТП1, ТП2, ТП3 и ТП4 имеющие в своем составе потребители I и II категории. По одиночной разомкнутой магистрале запитаны потребители III категории, это ТП10, ТП11, ТП9. А также имеются два кольца по три потребителя, с нагрузками II категории (ТП5, ТП7, ТП13, а также ТП8, ТП12, ТП6).

В условиях промышленных предприятий сети напряжением 10(6) кВ выполняются кабельными.

2.2 РАСЧЕТ РАЗОМКНУТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ

2.2.1 Расчет радиальных распределительных

кабельных линий напряжением 10 кВ

По радиальным распределительным линиям электроэнергия от шин 10(6) кВ ГПП (ГРП, РП) подается к цеховым ТП. Радиальные линии от ГПП к промежуточным РП или к ТП, совмещенным с РП, называются питающими.

ТП1, ТП2, ТП3, ТП4 запитаны по радиальной схеме с резервированием.

Определяется cos φ нагрузки и выписываются полные мощности источников из таблицы 1.3.

,

,

,

,

.

Определяются расчетные токи линий, А, в нормальном (I_P) и послеаварийном (I_{P. па}) режимах при аварийном отключении одной из линий

(2.2)

(2.3)

где S_P — расчетная полная мощность нагрузки, кВ×А;

U_ном — номинальное напряжение линий, кВ.

Определяется экономически выгодное сечение жил кабельных линий, мм², по экономической плотности тока j_Э, которая зависит от материала жил и продолжительности использования максимума нагрузки T_max [4, с. 85]

,

По результатам расчета из [4, c. 85] выбраны кабели марки ААШв сечением 70 (ТП1, ТП2) и 35 (ТП3, ТП4), с допустимыми токами равными

Определяется коэффициент загрузки кабельных линий в нормальном режиме

, (2.4)

где К_попр — поправочный коэффициент на условия прокладки кабелей, определяемый по табл. П1, П2 [4] как произведение К_попр= К₁^.К₂^.;

К₁ — поправочный коэффициент, зависящий от числа работающих кабелей (при двух кабелях К₁ = 2);

К₂— поправочный коэффициент, зависящий от фактической температуры среды; при прокладке в земле и температуре 15 ^оС — К₂ =1,

Выбранное экономическое сечение жил кабельных линий проверяется по допустимому нагреву расчетным током послеаварийного режима с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме и снижения допустимого тока в нормальном режиме при прокладке кабелей в одной траншее [1, с. 60]. Условие проверки:

, (2.5)

К_п.доп— коэффициент допустимой перегрузки кабеля в послеаварийном режиме.Определяется по табл. 3.3 [1] в зависимости от коэффициента предварительной загрузки (К_з), вида прокладки и времени ликвидации аварии;

Определяются потери напряжения, В, а также в процентах:

в нормальном режиме

(2.6)

где r_o, x_o— удельные активное и индуктивное сопротивления каждой линии, Ом/км. Значения удельных сопротивлений для кабельных линий приведены в табл. 3.5 [1];

L— длина линии, км;

соsφ — коэффициент активной мощности нагрузки в конце линий;

sinφ — коэффициент реактивной мощности нагрузки в конце линии.

, (2.7)

в послеаварийном режиме

Выбранное сечение жил кабельных линий проверяется по потере напряжения в нормальном и послеаварийном режимах. Условия проверки:

где ΔU_доп % —допустимая потеря напряжения в нормальном режиме;

ΔU_доп.па % —допустимая потеря напряжения в послеаварийном режиме.

Определяются потери активной и реактивной мощностей в линиях, соответственно кВт и квар

,

где — активное сопротивление двух параллельных кабельных

линий, Ом;

— индуктивное сопротивление двух параллельных кабельных линий, Ом;

(2.8)

,

(2.9)

Определяются потери активной энергии в линиях за год, кВт×ч

(2.10)

где t_max — продолжительность максимальных потерь, которая определяется по графикам на рис. 2.24 [4] в зависимости от T_max и cos φ нагрузки,

2.2.2 Расчет линий напряжением 10 кВ с несколькими нагрузками

Схема трехфазной линии с несколькими нагрузками показана в приложении П2.1.

По одиночной разомкнутой магистрали запитаны ТП10, ТП11, ТП9, обозначенные на схеме и в расчетах 1,2 и 3 соответственно.

Данные для расчета берутся из таблицы 1.3.

Начиная с удаленной точки, определяются мощности участков сети через мощности нагрузок, используя первый закон Кирхгофа

P_2–3= P₃,

P_1–2 =P₂ + P₃,

P_0–1= P₁ + P₂ + P₃,

Q_2–3= Q₃,

P_2–3= 536,3 кВт,

P_1–2 =536,3 + 536,3 = 1072,6 кВт,

P_0–1= 536,3 + 536,3 + 536,3 = 1608,9 кВт,

Q_2–3= 269,3 квар,

Q_1–2 = 269,3 + 269,3 = 538,6 квар,

Q_0–1= 269,3 + 269,3 + 269,3 = 807,9 квар.

Определяются токи участков линии, необходимые для расчета экономически выгодных сечений жил кабелей, А

(2.11)

где P_iуч — активная мощность каждого участка сети, МВт;

Q_iуч— реактивная мощность каждого участка сети, Мвар;

U_ном— номинальное напряжение сети, кВ,

Выбираем кабель ААШв.

В зависимости от материала жил и продолжительности использования максимума нагрузки T_max находится экономическая плотность тока, по которой определяется экономическое сечение жил кабеля, мм², на каждом участке

где j_Э — экономическая плотность тока на участках линии, A/мм²,

Экономические сечения жил кабеля, полученные в результате расчетов, округляются до ближайших стандартных, таким образом выбраны сечения

Выбранные экономические сечения жил кабеля на участках линии проверяются по допустимому нагреву током. Условие проверки:

, А,

где K_попр — поправочный коэффициент (см. формулу 2.4),

Определяются активное и индуктивное сопротивления каждого участка линии, Ом

где r_{0 i}, x_{0 i}— удельные активное и индуктивное сопротивления каждого участка линии, Ом/км;

l_i— длина каждого участка, км,

Определяется потеря напряжения, В, на каждом участке линии

, (2.12)

Определяется потеря напряжения ΔU_max, В, до наиболее удаленной точки линии

или в процентах

,

Линия проверяется по допустимой потере напряжения по условию

,

Определяются потери активной, кВт, и реактивной, квар, мощностей на каждом участке линии

Определяются суммарные потери активной, кВт, и реактивной, квар, мощностей в линии:

Определяются годовые потери активной энергии на участках линии, кВт×ч

где — время максимальных потерь на каждом участке линии, ч, которое определяется по графикам на рис. 2.24 [4],

Определяются суммарные годовые потери электроэнергии в линии, кВт×ч

Результаты расчетов сводятся в табл. 2.1.

Таблица 2.1