Методические указания - Районные и местные электрические сети
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра АЭС и Э
МУ к ПЗ по курсу РиМЭС»
.
г. Ставрополь, 2005 г.
Содержание
Введение
1. Определение сечения ВЛ и КЛ:
a) По экономической плотности тока
б) По потери
в) По нагреву
2.Выбор числа и мощности трансформаторов 6-10/0,4 и КТП.
3. Расчет токов КЗ.
4. Выбор защитной аппаратуры.
5. Компенсация реактивной мощности.
6. Выбор оборудования на 10 и 0,4 кВ.
7. Регулирование U трансформаторами.
8. Список используемой литературы
Введение
Дисциплина "Районные и местные электрические сети" относится к
дисциплинам специализаций (факультативной), в которой углубляются знания
в области профессиональной подготовки инженера-электрика.
Цель дисциплины заключается в - углублении знаний в области
проектирования районных и местных электрических сетей.
Задачей дисциплины является изучение методов проектирования
районных и местных электрических сетей.
Дисциплина «Районные и местные электрические сети» базируется на
знаниях как математических и естественно-научных дисциплин (математика,
физика, информатика), так и общепрофессиональных дисциплин
(электроэнергетика, прикладная механика, теоретические основы
электротехники, электромеханика).
Полученные при изучении курса знания используются при выполнении
курсовых проектов по дисциплинам "Передача и распределение
электроэнергии" и "Электроэнергетические системы и сети".
1. Выбор сечений проводов и кабелей
а). Метод экономической плотности тока
Сечение является важнейшим параметром линий электропередачи.
Методики определения сечений проводов и кабелей основаны на поиске
экономического сечения, соответствующего минимальным затратам.
С увеличением сечения вырастают затраты на сооружение линии,
отчисления на амортизацию, ремонт и обслуживание (на рисунке 1.1 З
1
), но
снижаются потери мощности и электроэнергии и связанные с ними затраты (на
рис.1.1 З
2
):
P
P
P
P Р
и
с
у
н
о
к
1
.
1
-
З
а
в
и
P
З
F
З
2
З
1
З
min
F
эк
З
S
с
и
м
о
с
т
ь
п
р
и
в
е
д
е
н
н
ы
х
з
а
т
р
а
т
о
т
с
е
ч
е
н
и
я
P
Из рисунка 1.1 видно, что существует точка, в которой З
1
=З
2
и суммарные
затраты будут минимальны. Этой точке соответствует сечение, которое
называют экономическим сечением:
S
J
=I
max
/J
Э
(1.1)
здесь - J
Э
- экономическая плотность тока, А/мм
2
, т.е. плотность тока
при выбранном сечении проводов фаз линии электропередачи, соответствующая
минимуму приведенных затрат
З= р
н
b + b
a
э
+
b
+3I
max
2
rt
L (1.2)
где - b - часть удельных капитальных вложений, пропорциональная
сечению провода, руб/(км.мм
2
);
р
н
- нормативный коэффициент экономической эффективности;
a
э
- ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт линии в
относительных единицах, 1/год;
b - стоимость потерь электроэнергии, руб/(кВт.ч);
r - удельное сопротивление материала провода, Ом.мм
2
/м;
t - время наибольших потерь, ч.
Порядок выбора сечений по методу экономической плотности тока
следующий:
1.Находят максимальный ток линии I
max
– ток в линии в режиме
наибольших нагрузок.
2.В зависимости от Т
нб
находят значение экономической плотности тока.
3.Находят экономическое сечение по формуле (1.1).
4. Выбирают ближайшее стандартное сечение.
5. Выполняют проверки выбранного стандартного сечения:
по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах;
по допустимой потере напряжения в нормальном и послеаварийном
режимах;
на механическую прочность.
В настоящее время по экономической плотности тока выбирают сечения
кабельных и воздушных линий U
ном
= 35-110 кВ, для сетей более высоких
номинальных напряжений этот метод служит для выбора исходного сечения
метода экономических интервалов.
Выбору по экономической плотности тока не подлежат сети
промышленных предприятий с U
ном
<1кВ и осветительные сети.
Недостатком метода является то, что принимается линейная зависимость
К
1км
от сечения, что не соответствует действительности увеличивает
погрешность метода.
б). Определение сечений проводов по допустимой потере напряжения
Метод применяется для выбора сечений в распределительных сетях, где
очень важным является фактор потерь напряжения, т.к. способы регулирования
напряжения в таких сетях весьма ограничены.
Допустимая потеря напряжения ∆U
доп
– это такая потери напряжения, при
которой отклонения напряжения на зажимах электроприемников не выходят за
пределы предусмотренных ГОСТ технически допустимых значений. Формула
для определения потери напряжения в распределительных сетях:
sincos3
00
xrLIU
P
(1.3)
P
Рисунок 1.2 - Зависимость удельных сопротивлений линии от
сечения
Из рисунка 1.2 видно, что удельное реактивное сопротивление линии х
о
мало зависит от сечения. В распределительных сетях его значение для
воздушных линий х
о
≈0,4 Ом/км, для КЛ 6-10 кВ х
о
≈0,09 Ом/км, для КЛ
U
ном
<1кВ х
о
≈0,06Ом/км.
Порядок выбора сечения по допустимой потере напряжения следующий.
1. Подставляя в формулу (1.3) значения нагрузок P, Q, длину линии L,
∆U
доп
, среднее значение х
о
, находят значение R.
2. Зная R, находят r
o
= R/L.
3.По справочным данным находят стандартное сечение,
соответствующее рассчитанному r
o
.
4.Далее выполняют проверки по нагреву в нормальном и
послеаварийном режимах и по механической прочности.
в). Выбор сечений проводов и жил кабелей по условиям нагревания
Этот метод применяется в сетях, где главным критерием является
пожарная безопасность: для внутренней электропроводки, во внутризаводских
сетях напряжением до 1000В. В соответствие с ПУЭ по допустимому току
можно выбирать сборные шины подстанций, кабели напряжением 0,4 кВ и
кабели 6-10 кВ.
При выборе сечений по нагреву определяют наибольший ток I
нб
, исходя из
нормального или послеаварийного режимов. Затем находят допустимый
расчетный ток для тех условий охлаждения и режимов, в которых будут
работать выбираемые провода или кабели:
Пнб
I
aa
ДОПР
I
(1.4)
где a
- коэффициент, учитывающий отличие температуры окружающей
среды от стандартной;
a
n
– коэффициент, учитывающий количество параллельно проложенных
кабелей.
F
r
o
,x
o
x
o
r
o
Далее в справочных таблицах выбирают такое сечение с допустимым
током I
доп
, при котором выполнялось бы условие:
I
доп
>I
допp
(1.5)
Часто в распределительных сетях работают аппараты с повторно-
кратковременными нагрузками (сварочные аппараты, подъемники), графики
нагрузки которых соответствуют изображенным на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3. - График работы повторно-кратковременной нагрузки
При выборе сечений для питания такой нагрузки в формулу (1.4)
вводится поправочный коэффициент:
ПВДОПР
KI
Пнб
I
aa
(1.6)
где - К
пв
– коэффициент учета повторно-кратковременной нагрузки.
ПВlg2.310.6.40
ПВ
K
(1.7)
здесь - ПВ – продолжительность включения; определяется как
отношение времени включения t
вкл
к времени цикла t
ц
(рисунок1.3)
ПВ= t
вкл
/ t
ц
(1.8)
I
t
вкл
t
I
доп
t
ц
2. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях
На подстанциях, где подключены потребители первой и второй категории,
должно быть установлено не менее двух трансформаторов (рисунок 2.1, а).
Исходя из этого, номинальные мощности трансформаторов выбираются
следующим образом:
S
ном.т
S
расч
/2*0,7 (2.1)
Коэффициент 0,7 вводится в связи с тем, что при отключении одного из
трансформаторов второй трансформатор допускается перегружать на 40% по 6
часов в течение пяти суток, при этом его нагрузка составит 1,4 S
ном
.
Потребители третьей категории питаются через один трансформатор (рис.
2.1, б), мощность которого выбирается по выражению:
S
ном.т
S
расч
(2.2)
P
P
Рисунок 2.1. Схемы трансформаторных подстанций:P
а – подстанция, питающая потребителей I-II категорий;
б – подстанция, питающая потребителей III категории
PP
Выбранный трансформатор проверяется по загрузке в
номинальном режиме:
7,0
2
Т
ном
p
з
S
S
k
(2.3)
Также проверяется по коэффициенту экономической нагрузки:
КЗППКЗ
XXППXX
эз
QKP
QKP
k
..
, (2.4)
где
XX
P
- потери мощности на холостой ход, кВт;
КЗ
P
- потери мощности короткого замыкания, кВт;
S
нагр
Т1
а)
S
нагр
Т2
Т
б)