9 Электрический расчет распределительных сетей
9 Электрический расчет распределительных сетей 9. 1 Электрический расчет распределительных сетей Для расчета экономически целесообразного сечения воспользуемся расчетной схемой распределительной сети 10 кВ (рис. 8. 1). Производим расчет сечения кабеля по экономической плотности тока в зависимости от металла проводника и числа часов использования максимума нагрузки:
где: – расчетный максимальный ток, А; – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2. Нормированное значение экономической плотности тока принимаем 1, 2 А/мм2, т. к. число часов использования максимума нагрузки в год более 5000 ч.
Находим расчетный максимальный ток для нормального режима работы, А
Находим расчетный максимальный ток для послеаварийного режима работы, А
где – расчетная максимальная мощность линии, кВА, принимается по табл. 8. 2; – номинальное напряжение линии, кВ. Выполним расчет на примере линии №1 (табл. 8. 2). Определим расчетный максимальный ток в нормальном режиме, А:
Согласно найденному максимальному расчетному току определим экономическое сечение кабеля:
Определим расчетный максимальный ток в послеаварийном режиме, А:
Согласно найденному максимальному расчетному току определим экономическое сечение кабеля:
Для остальных участков расчетный максимальный ток и экономическое сечение кабеля определяется аналогично и сводится в таблицы 9. 1 и 9. 2 соответственно для нормального и послеаварийного режимов.
Таблица 9. 1 - Результаты расчета сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ для нормального режима
Таблица 9. 2 - Результаты расчета сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ для послеаварийного режима
9. 2 Проверка сечений жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому длительному току
Проверка кабельных линий по допустимому длительному току проводится по условию:
(9. 4)
где: – пoпpaвoчный кoэффициeнт нa количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле, принимаем равный 0, 9; – пoпpaвoчный кoэффициeнт на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией принимаем равный 1, 15; – пoпpaвoчный кoэффициeнт на фактическую температуру среды принимаем равный 0, 94; – пoпpaвoчный кoэффициeнт на тепловое сопротивление грунта принимаем равный 1; – пoпpaвoчный кoэффициeнт на отличие номинального напряжения кабеля от номинального напряжения сети, принимается 1;
Проведем проверку кабельной линии для 2 участка. Проверка в аварийном режиме не требуется, т. к. выбор проводника производился без учета схемы резервирования, резервирование будет осуществляться аналогичным кабелем.
Проверка остальных участков КЛ для нормального и послеаварийного режимов проводится аналогично, результаты сводятся в таблицу 9. 3 и 9. 4.
Таблица 9. 3 – Результаты проверки КЛ по длительно допустимому току в нормальном режиме
Таблица 9. 4 – Результаты проверки КЛ по длительно допустимому току в послеаварийном режиме
9. 3 Проверка сечений жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому отклонению напряжения
Потеря напряжения на участке, %, определяется по формуле:
где: – расчетная максимальная мощность участка, кВА; – номинальное напряжение линии, кВ; – длина участка, км; , – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления, Ом/км. Определим потери напряжения на участке 1 (рис. 8. 1), в нормальном режиме:
Потери напряжения на остальных участках линии рассчитываются аналогично и сводятся в таблицу 9. 5. Проверка в аварийном режиме проводится аналогично, результаты сводятся в таблицу 9. 6. Допустимые потери напряжения в нормальном режиме составляют 5%, в аварийном режиме составляют 10 %.
Таблица 9. 5 - Результаты проверки сечений, жил кабелей распределительных сетей 10 кВ, по допустимому отклонению напряжения нормальном режиме
Таблица 9. 6 - Результаты проверки сечений, жил кабелей распределительных сетей 10 кВ, по допустимому отклонению напряжения нормальном режиме
9. 4 Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях 10(6) кВ Для расчёта токов КЗ составляется расчётная схема системы электроснабжения и на её основе схема замещения.
Рисунок 9. 1 - Pacчeтнaя cхeмa cиcтeмы элeктpоcнaбжeния
Рисунок 9. 2 - Схема замещения системы электроснабжения
Пpeдвapитeльнo нeoбxoдимo пpивecти вce coпpoтивлeния элeмeнтoв cxeмы зaмeщeния к oдним и тeм жe бaзисным ycлoвиям. Зaбaзисноенaпpяжeниeyдoбнoпpинимaтьcooтвeтcтвyющeecpeднeeнaпpяжeниeвмecтoдeйcтвитeльнoгoнaпpяжeниянaшинax c цeлью упpoщeния pacчётoв (приближенное приведение). Шкала этих напряжений, принятая исходя из номинальных напряжений сетей, следующая: 515; 340; 230; 158; 115; 37; 24; 20; 18; 15, 75; 13, 8; 10, 5; 6, 3; 3, 15; 0, 69; 0, 4; 0, 23; 0, 127 кВ. За базисное напряжение рекомендуется принять напряжение на шинах ТП 10(6) кВ в точке КЗ За базисную мощность рекомендуется принять мощность трансформатора ТП 10(6) кВ в точке КЗ , Расчет токов короткого замыкания выполним для точки К2. Тогда базисный ток, кА, определится по формуле
При расчетах систему можно считать бесконечной мощности, т. е. . Сопротивление системы определяется по формуле:
. (9. 7)
Индуктивное сопротивление кабельной линии определяется по формуле:
, (9. 8)
где - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км; - длина линии, км. Определим индуктивное сопротивление КЛ-4 и КЛ-2:
Активное сопротивление кабельной линии определяется по формуле:
, (9. 9)
где - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км; Определим активное сопротивление КЛ-4 и КЛ-2:
Приведенное сопротивление двухобмоточного трансформатора
где: – напряжение КЗ трансформатора, %, принимается 10, 5; – номинальная мощность трансформатора, МВ·А, принимается 40;
Полное приведенное сопротивление в точке КЗ определяется по формуле:
Полное приведенное сопротивление в точке КЗ:
Ток в точке короткого замыкания определяется по формулам: в относительных единицах
в именованных единицах
где: – результирующая ЭДС в токе КЗ, принимается 1; – полное приведенное сопротивление в точке КЗ. Определим токи в точке КЗ:
Наибольшее мгновенное значение полного тока КЗ называют ударным током. Он возникает при первом наибольшем значении апериодической составляющей, совпадающей по знаку с периодической составляющей тока КЗ. Этот момент наступает примерно через полпериода после появления КЗ ( с). При этом условии ударный ток
(9. 14)
где: – начальное действующее значение периодической составляющей; – ударный коэффициент характеризующий превышение ударного тока над амплитудой периодической составляющей тока КЗ.
Ударный коэффициент определяется по формуле:
, (9. 15)
где - эквивалентная постоянная время затухания апериодической составляющей тока КЗ, с. Значение эквивалентной постоянной время затухания апериодической составляющей может быть определено по формуле:
, (9. 16)
где - индуктивное результирующее сопротивление схемы замещения, о. е; - активное результирующее сопротивление схемы замещения, о. е;
- циклическая частота, рад/с. Определим значение постоянной время затухания и ударный коэффициент:
Расчет для остальных точек КЗ производится аналогично, результаты расчетов токов КЗ для каждой точки сводятся в таблицу 9. 4.
Таблица 9. 7 - Результаты расчета токов короткого замыкания в распределительных сетях 10(6) кВ
9. 5 Расчет сечения жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ
Для расчета экономически целесообразного сечения составляется расчетная схема распределительных сетей до 1 кВ на которую наносятся значения мощностей трансформаторных подстанций, мощностей жилых и общественных зданий, длин и мощностей участков.
Находим расчетный максимальный ток для каждого участка
Производим расчет сечения кабеля по экономической плотности тока
Расчет производится аналогично пункту 9. 1, результаты расчетов сводятся в таблицу 9. 8.
Таблица 9. 8 - Результаты расчета сечений жил, кабелей распределительных сетей до 1 кВ
9. 6 Проверка сечений жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому длительному току
Проверка кабельных линий по допустимому длительному току проводится аналогично пункту 9. 2, без учета – поправочного коэффициента на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме. Результаты проверки сводятся в таблицу 9. 9. Проверка кабельных линий по допустимому длительному току проводится по условию:
(9. 19)
В соответствии с расчетной схемой необходимо пересчитать поток распределение на участках распределительной сети и вычислить расчетный максимальный ток в послеаварийном режиме:
Таблица 9. 9 - Результаты проверки сечений жил, кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому длительному току
9. 7 Проверка сечений жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения
Потеря напряжения на участке, %, определяется аналогично пункту 9. 3, результаты расчетов сводятся в таблицу 9. 10 и 9. 11. Потери напряжения в нормальном режиме не должны превышать 5%, а в аварийном 10%. Расчет производится для вводного кабеля наибольшей длины. Таблица 9. 10- Результаты проверки сечений жил, кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения в нормальном режиме
Таблица 9. 11- Результаты проверки сечений жил, кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения в аварийном режиме
9. 8 Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях до 1 кВ
Для расчета токов короткого замыкания для каждой линии составляется расчетная схема и схема замещения (рис. 9. 3, 9. 4), на которые наносятся необходимые данные и указываются точки короткого замыкания. Результаты расчетов токов короткого замыкания в указанных точках заносятся в таблицу 9. 8.
Рисунок 9. 3 – Расчетная схема распределительной сети 0, 4 кВ
Рисунок 9. 4 – Схема замещения распределительной сети 0, 4 кВ
Таблица 9. 12 – Результаты расчета КЗ 0, 4 кВ.
|