Выбор сечения проводов распределительной сети

Определяем сечение проводов линии 10 кВ. Сечение выбирается по экономической плотности тока и проверяется по допустимой потере напряжения в нормальном и аварийном режимах, а также по условию допустимого нагрева в аварийном режиме.

За аварийный режим кольцевой сети принимается отключение головного участка, по которому протекает наибольшая мощность.

Определим мощности нагрузок ГПП1 и ГПП2.

L₁=A=2,8 км

L₂=А+В+С=2,8+3,4+2,2=8,4 км

L₃= А+В+С+D=2,8+3,4+2,2+2,8=11,2 км

L₄= А+В=2,8+3,4=6,2 км

L_АВ= А+В+С+D+Е=2,8+3,4+2,2+2,8+1,7=13 км

S _{ГПП 1}=1/L_АВ[S₁*(L_АВ-L₁)+S₂*(L_АВ-L₂)+S₃*(L_АВ-L₃)+S₄*(L_АВ-L₄)]

S _{ГПП 1}=1/13[375*(13-2,8)+1529*(13-8,4)+736,8*(13-11,2)+487,8*(13-6,2)]

S _{ГПП 1}=1192,4 кВА

S _{ГПП 2}=1/L_АВ[S₁*(L_АВ-Е-D-С-В)+S₂*(L_АВ-Е-D)+S₃*(L_АВ-Е)+

+S₄*(L_АВ- Е-D-С)]

S _{ГПП 2}=1/13[375*(13-10,1)+1529*(13-4,5)+736,8*(13-1,7)+487,8*(13-6,7)]

S _{ГПП 2}=1960,2 кВА

Р _{ГПП 1}=1/L_АВ[Р₁*(L_АВ-L₁)+Р₂*(L_АВ-L₂)+Р₃*(L_АВ-L₃)+Р₄*(L_АВ-L₄)]

Р _{ГПП 1}=1/13[300*(13-2,8)+1300*(13-8,4)+700*(13-11,2)+400*(13-6,2)]

Р _{ГПП 1} =1001,5 кВт

Р _{ГПП 2}=1/L_АВ[Р₁*(L_АВ-Е-D-С-В)+Р₂*(L_АВ-Е-D)+Р₃*(L_АВ-Е)+

+Р₄*(L_АВ- Е-D-С)]

Р _{ГПП 2}=1/13[300*(13-10,1)+1300*(13-4,5)+700*(13-1,7)+400*(13-6,7)]

Р _{ГПП 2}=1719,2кВт

Q _{ГПП 1}=1/L_АВ[Q₁*(L_АВ-L₁)+Q₂*(L_АВ-L₂)+Q₃*(L_АВ-L₃)+Q₄*(L_АВ-L₄)]

Q _{ГПП 1}=1/13[221,25*(13-2,8)+795,2*(13-8,4)+228,4*(13-11,2)+278*(13-6,2)]

Q _{ГПП 1} =632кВAр

Q _{ГПП 2}=1/L_АВ[Q₁*(L_АВ-Е-D-С-В)+Q₂*(L_АВ-Е-D)+Q₃*(L_АВ-Е)+

+Q₄*(L_АВ- Е-D-С)]

Q _{ГПП 2}=1/13[300*(13-10,1)+795,2*(13-4,5)+228,4*(13-1,7)+278*(13-6,7)]

Q _{ГПП 2}=920,1 квар

Строим диаграммы мощностей рис.2, рис. 3, рис. 4.

Определим токи, протекающие по участкам

I=S/(√3*U_н) I_А=(S_{ГПП 1}-S_ПОТР)/(√3*U_н)

I_А=1192,4/(√3*10)=68,9А

I_В=(1192,4-375)/(√3*10)=47,2 А

I_С=(817-487,8)/(√3*10)=19 А

I_D=(-329,6-1529)/(√3*10)=-69,32 А

I_Е=(-1199,4-736,8)/(√3*10)=-111,9 А

I_F=487,8/(√3*10)=28, А

Определим эквивалентный ток

где n – количество участков линии с различными нагрузками;

Ii – ток (линейный) на участке с номером i;

Li – длина участка с номером i;

I_ЭКВ=√(68,9²*2,8+47,2²*3,4+19²*2,2+69,32²*2,8+111,9²*1,7+

+28,1²*2,8/15,7)

I_ЭКВ=60,68 А

Определим экономическое сечение проводов

где I - расчетный ток линии, А;

j_ЭК - экономическая плотность тока, А/мм² , которая принимается в зависимости от климатического района и времени использования максимума активной нагрузки.

Продолжительность использования максимума активной нагрузки 4800 часов, то по табличным данным

j_ЭК=1 А/мм²

F_ЭК=60,68/1=60,68мм²

Определим марку провода

Так как F_ЭК=69,4 мм² выбираем провод АС-70

Его данные r_о=0,46 Ом/км

x_l=0,388 Ом/км

Проверка провода по предельно – допустимому нагреву в аварийном режиме.

При аварийном режиме происходит обрыв участка с максимальной мощностью. В данном случае это участок Е.

При аварийном режиме отключаются потребители III категории. Исходя из условия полностью отключится 4-я нагрузка, т.к. она состоит полностью из потребителей III категории. У нагрузок 1,2 и 3 отключатся только потребители III категории.

Т.к. потребители III категории потребляют 35% от всей потребляемой электроэнергии, то

S_АВАР=Si*0,65

где Si - полная мощность, потребляемая i-тым участком

S_{АВАР 1}=375*0,65=243,75 кВА

S_{АВАР 2}=1529*0,65=993,8 кВА

S_{АВАР 3}=736,8*0,65=478,9 кВА

S_ОБЩ= S_{АВАР 1}+S_{АВАР 2} +S_{АВАР 3}

S_ОБЩ=243,7+993,8 +478,9 =1716,4 кВА

Построим диаграммы мощностей аварийного режима рис. 5, рис. 6, рис. 7.

Из диаграммы видно, что максимальная мощность протекает по участку А. Следовательно и максимальный ток протекает по участку А, поэтому проверку по условию допустимого нагрева проводим на участке А.

Максимальный ток для провода АС70 I_max =265 А

I_{max авар} < I_max

99,2 А <265А

значит провод АС-70 по допустимому нагреву для эксплуатации подходит.