Системы электроснабжения 0,38 кВ. Часть 2

Страницы 1 2 3

---

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 10 КВ

 2.1. Обоснование схемы

 

Главная задача системы электроснабжения 10 кВ — это передача электроэнергии от центра питания (главной понизительной подстанции) и, собственно, преобразование электроэнергии. Схема должна удовлетворять экономическим требованиям, а также требованиям надежности, безопасности, эксплуатационным требованиям и иметь минимальное влияние на окружающую среду. При проектировании конфигурации сети стремятся к наиболее коротким связям источник-потребитель, стараясь избегать обратных перетоков, ведущих к увеличению мощностных потерь. При построении схемы системы электроснабжения учитывается возможность ее поэтапного сооружения в пределах срока проектирования и способность к последующему развитию системы без тотального переустройства. При проектировании стоит использовать надежные простые схемы построения электрических сетей и применять повышенные напряжения.

В рассматриваемом случае, потребителем электроэнергии является жилой поселок «Каменка» с административными, социально-культурными, бытовыми и детскими учреждениями третьей категории надежности, и сельскохозяйственные объекты второй категории, перерыв электроснабжения которых способен привести к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих, механизмов, нарушению в нормальной деятельности значительного количества жителей [10]. Для второй категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой энергоснабжающей организации.

Распределение приемников электроэнергии по подстанциям см в таблице 2.2.

 

2.2. Расчет электрических нагрузок

Расчеты электрических нагрузок будет произведен на примере ТП – 1; остальные расчеты аналогичны, результаты сведены в таблице 2.1.

Исходя из данных расчета электрических нагрузок в 0,38 кВ, расчетная нагрузка равна 71,02 кВа, cos φ для социально бытовых потребителей равен 0,92 [10].

Расчетная, активная и реактивная нагрузки питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир P_кв., кВт; Q_кв., кВар; определяются по формулам:

Таблица 2.1 Результаты расчета электрических нагрузок

 

2.3. Расчет сечения проводов ВЛ ЛЭП 10 кВ

 

Выбираем марку и сечение кабелей от РУ 10 кВ подстанции до РУ 0,4кВ подстанции. Выбор и проверка сечений проводов и кабелей напряжением выше 1000В производится по длительно-допустимому току и допустимой потере напряжения в линии.  Выбор и проверку ЛЭП будем производить на примере линии 1 ячейки №1. Остальные расчеты аналогичны, результаты сводим в таблицу 3.2.

Рис 2.1 Линия 1 ВЛ ЛЭП 10 кВ

Расчет тока по участкам сети

(2.2)

 

6,7 А

7,8 A

8,7 A

9,5 A

Максимальный ток на линии равен 9,5 А. Согласно таблице 2.2. выбираем сечение кабеля 35 мм

Таблица 2.2

 

Проверяем выбранный кабель по допустимой потере напряжения.

Условием проверки является потеря напряжения, при передаче электроэнергии, в линии не более 4 – 6 % т.е.

∆U ≤ (4 – 6) %

Рассчитываем потерю напряжения в линии 1 по участкам в %.

(2.3)

где: P – активная мощность потребителя подключённого к кабелю, кВт;

Q – реактивная мощность потребителя подключённого к кабелю, кВар.;

U – напряжение сети, кВ.;

R – активное сопротивление кабеля, Ом.;

X – индуктивное сопротивление кабеля, Ом.

(2.4)

(2.5)

где r_o – удельное электрическое сопротивление электрическому току, Ом/км;

х_о – индуктивное сопротивление провода, Ом/км.;

L — длина линии, км.

Тогда формулу можно записать как:

Проведём расчёт потери напряжения для линии Л1.

Потери напряжения для линии 1составит:

(2.6)

0,261 ≤ (4 – 6) %

Так как ∆U_{линии 1.} меньше ∆U допустимого, то выбранный провод удовлетворяет условию проверки по допустимой потере напряжения.

 

Таблица 2.3 Выбор сечения ЛЭП для линий 10 кВ

2.4. Таблица отклонения напряжений

Регулирование напряжения в сельских электрических сетях улучшает режим напряжений у потребителей, повышая качество поставляемой электрической энергии. В качестве регуляторов применяют трансформаторы или автотрансформаторы в изменением коэффициента трансформации под нагрузкой. Для регулирования напряжения, необходимо выставить надбавку 2,5 или 5%. Для данной сети удовлетворительна надбавка в 5%.

 

Таблица 2.4 Регулирование напряжения с надбавкой 5%

 

 

3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Расчет токов короткого замыкания

Короткое замыкание (в дальнейшем — КЗ) — это соединение между фазами, фазой и землей (т.е. нулевым проводом), которое не было предусмотрено в нормальной работе сети [5].

Как правило, КЗ в системе появляется из-за нарушения изоляции электрооборудования по причине износа изоляции, которого не выявили своевременно. КЗ также могут быть вызваны ошибочными действиями обслуживающего персонала, повреждениями кабельных линий, схлестыванием, набросом и т.п. Как только возникает КЗ, общее сопротивление цепи системы электроснабжения резко уменьшается, токи в ветвях — увеличиваются, а напряжения на отдельных участках снижаются.

Короткие замыкания в трехфазных сетях разделяют на трехфазные (симметричные), двух-, однофазные и двухфазные на землю (несимметричные). Величина тока однофазного КЗ на землю зависит от режима работы нейтралей электросети.

Для того, чтобы правильно выбрать оборудование, релейную защиту и устройства грозозащиты, необходимо знать значения токов КЗ. Расчет начинается с составления схемы замещения, на которой указывают все параметры, влияющие на значение тока КЗ и на расчетные токи.

Схемой замещения называется схема, соответствующая по своим параметрам расчетной схеме, в которой все электромагнитные (трансформаторные) связи заменены электрическими.

Параметры схемы замещения определяются в зависимости от выбранного метода расчета токов КЗ в именованных или относительных единицах.

После этого определения параметров схемы замещения её, путем постепенного преобразования приводят к простейшему виду так, чтобы источник питания был связан с непосредственной точкой КЗ одним результирующим сопротивлением. Зная результирующее сопротивление до точки КЗ, КЗ определяют по закону Ома.

                                                     (3.1)

где  – ток КЗ, приведенный к базисной ступени напряжения;

– напряжение базисной ступени напряжения.

Ударный ток короткого замыкания:

                                                 (3.2)

где  – коэффициент, зависящий от соотношения расчетных индуктивного и активного сопротивлений.

Электрические сети всех напряжений необходимо проверить на чувствительность срабатывания защиты при минимальных токах короткого замыкания. Такими токами в зависимости от режима нейтрали сети могут быть токи двухфазного короткого замыкания, которые определяются по формуле:

                                                (3.5)

Как показывают расчеты и опыт эксплуатации сетей напряжением ниже 1000 В, наименьшими токами короткого замыкания в них являются токи однофазных коротких замыканий в наиболее удаленной точке (за большим сопротивлением).

Ток однофазного короткого замыкания определяется по формуле:

                                                      (3.6)

где  – полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус (принимается по табл.),

– сопротивление петли «фазный провод-нулевой провод». Определяется по формуле:

                              (3.7)                                                                                                                    

где l – длина ВЛ 0,38 кВ от шин ТП до места однофазного КЗ,

– удельные активные сопротивления фазного и нулевого проводов, Ом/км;

—  удельные внутренние сопротивления;

– удельное внешнее индуктивное сопртивление петли фаза-ноль.

 

Таблица 3.2 Сопротивления трансформаторов 10/0,4 кВ при замыкании на корпус, приведенные к напряжению 0,4 кВ, Ом

Примечание: в таблице обозначены схемы соединения обмоток: «звезда – звезда с нулем — »; «звезда – зигзаг — ».

 

В примере будет приведен расчет токов КЗ для части электросети; остальные расчеты аналогичны и сведены в таблицы 4.3 и 4.4.

Для начала определяем параметры схемы замещения:

 

Таблица 3.3 Токи КЗ для линии №1 

Таблица 3.4 Токи КЗ для линии №2   

---

Страницы 1 2 3