Методические указания - Районные и местные электрические сети

Подождите немного. Документ загружается.

ПП

- коэффициент повышения потерь при передаче

реактивной мощности, который зависит от удаления подстанции от

энергосистемы; (

13,002,0 

ПП

)

100

номXX





(3.5)

100

номK

КЗ





(3.6)

где

Q

- потери реактивной мощности на холостой ход, квар;

..зк

Q

- потери активной мощности при коротком

замыкании,

квар;

- ток холостого хода, в процентах;

- напряжение короткого замыкания, в процентах.

Условием правильной загрузки трансформаторов будет:

..эзз

KK 

Производится проверка по перегрузочной способности

трансформатора при аварийном отключении одного из них:

4,1

ном

(3.7)

3. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ

Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки

защитной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость, а так же

чувствительность и селективность действия. Расчет токов КЗ производится в

именованных единицах. Для расчета токов КЗ составим эквивалентную

однолинейную схему:

Рис. 3.1. Эквивалентная однолинейная схема

– Сопротивление питающей сети.

, Z

– Сопротивление участков ВЛ 10 кВ.

– Сопротивление трансформатора ТП 10/0,4 кВ току КЗ.

– Z

– Сопротивление отходящих линий 0,38 кВ.

Рисунок - 3.2. Схема замещения

Приведенное сопротивление питающей сети определяется по формуле:

кз



(3.1)

где: U

– базисное напряжение, принимается 400 В;

кз

– мощность КЗ на шинах РТП 35/10 кВ, ВА

= 400

/ 300



= 5,33



-4

Ом

Для линий 10 кВ приведенные сопротивления определяют по формулам:

лi

= 1,45



-3



(3.2)

РТП 35/10 кВ

ТП 10/0,4 кВ (№1)

ВЛ 10 кВ

ВЛ 0,38 кВ

Л1

Л2

Л3

Л4

ТП 10/0,4 кВ (№3)

РТП 35/10 кВ

К1

К2

К3

К4

К5

К6

лi

= 1,45



-3



(3.3)

где: R

и Х

– соответственно удельные активное и индуктивное

сопротивления участков линий 10 кВ, Ом/км.

Сопротивление ВЛ 10 кВ:

= Z

2-4-5-ртп

+ Z

1-2

2-4-5 – ртп

= 1,45



-3



0,58



8,07 = 0,0068 Ом

1-2-4

= 1,45



-3



0,85



2,0 = 0,0025 Ом

= 0,0068 + 0,0025 = 0,0093 Ом

= 1,45



-3



0,4



10,07 = 0,0058 Ом

ОмZ 011,00058,00093,0



= 1,45



-3



0,85



3,16 = 0,0039 Ом

= 1,45



-3



0,4



3,16 = 0,0018 Ом

ОмZ 00429,00018,00039,0



Сопротивление линий 0,38 кВ определяются по формулам:

лi

= R



(3.4)

лi

= Х



( 3.5)

где: R

и Х

– соответственно удельные активное и индуктивное

сопротивления участков линий 0,38 кВ, Ом/км.

Линия 1

9-7-ТП

= 0,42



0,082 = 0,034 Ом

12-15-9

= 0,588



0,175 = 0,1029 Ом

Л1

= 0,034 + 0,1029 = 0,1369 Ом

Л1

= 0,3



0,257 = 0,0771 Ом

ОмZ

157,00771,01369,0



Линия 2

19 – 5 - ТП

= 0,85



0,168 =0,1428 Ом

13 -19

= 1,1



0,042 = 0,0462 Ом

Л2

= 0,1428 + 0,0462 = 0,189 Ом

Л2

= 0,3



0,21 = 0,063 Ом

ОмZ

199,0063,0189,0



Линия 3

1 –10 - ТП

= 0,315



0,075 = 0,024 Ом

17-16 - 1

= 0,42



0,06 = 0,0252 Ом

Л3

= 0,024 + 0,0252 = 0,0492 Ом

Л3

= 0,3



0,135 = 0,041 Ом

ОмZ

064,0041,00492,0



Линия 4

14 -6 - ТП

= 0,588



0,234 = 0,1376 Ом

20 - 14

= 1,1



0,06 = 0,066 Ом

Л4

=0,1376 + 0,066 = 0,2036 Ом

Л4

= 0,3



0,294 = 0,0882 Ом

ОмZ

222,00882,02036,0



Ток трехфазного КЗ на элементах сети 10 кВ определяется по формуле:





КЗ

5,10

4,0

(3.6)

где: Z



суммарное сопротивление ВЛ от РТП до точки КЗ

Ток трехфазного КЗ на элементах сети 0,38 кВ определяется по формуле:





КЗ

(3.7)

Ток двухфазного КЗ определяется по формуле:

КЗ

(2)

= 0,87 I

КЗ

(3)

(3.8)

Ток однофазного КЗ определяется по формуле:

)1(

230







ТР

КЗ

(3.9)

где: Z

ТР

(1)

/3 – приведенное сопротивление трансформатора току

однофазного КЗ, Ом;

Ф-0

– сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

Результаты расчета токов КЗ сводим в таблицу 31.

Таблица 3.1 - Расчетные токи короткого замыкания

Точка

КЗ

Место КЗ

Токи КЗ, А

кз

(3)

кз

(2)

кз

(1)

К1 Шина 10 кВ удаленной ТП 556,67 484,30 -

К2 Шина 0,4 кВ проектируемой ТП 5566,99 4843,28 -

К3 В конце линии 1 - - 506,61

К4 В конце линии 2 - - 427,51

К5 В конце линии 3 - - 858,21

К6 В конце линии 4 - - 393,84

4. ВЫБОР ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

Выбор аппаратуры ТП 10/0,4 кВ

Выбор аппаратуры ТП осуществляется по следующим параметрам:

По напряжению: U

н.а.

 U

сети

По току: I

н.а.

 I

где: I

– расчетный ток сети.

Расчетный ток сети определяется по формуле:





(4.1)

где: S

– расчетная мощность линии, ВА.

Аппараты защиты определяются на автоматическое срабатывание по

формулам:

Для предохранителей: I

кз

(1)



пл вст

где: I

пл вст

– ток плавкой вставки предохранителя, А.

Для автоматов I

кз

(1)



эмр

где: к

– коэффициент разброса тока срабатывания

электромагнитного расцепителя;

эмр

– ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А.

Расчетные токи элементов сети представим в виде таблицы.

Таблица 14,1.

Расчетные токи элементов сети

№п/п

Элемент сети Uн, В Sр, кВА Iр, А

1 ВЛ 10 кВ 10000 878,61 50,79

2 Шина 10 кВ ТП 10/0,4 кВ 10000 250,00 14,45

3 Шина 0,4 кВ ТП 10/0,4 кВ 400 250,00 361,27

4 Линия 1 400 59,81 86,43

5 Линия 2 400 35,93 51,92

6 Линия 3 400 73,87 106,75

7 Линия 4 400 40,54 58,58

Защита ВЛ 10 кВ

Защита ВЛ 10 кВ выполняется токовыми реле косвенного действия типа

РТ – 85.

Ток срабатывания реле:

тв

схн

рср

кк

ккк







(4.2)

где: к

– коэффициент надежности;

– коэффициент, учитывающий самозапуск электродвигателей;

сх

– коэффициент схемы;

– коэффициент возврата;

– коэффициент трансформации трансформатора тока.

Принимаем: к

= 1,3; к

= 1,1; к

сх

= 1,0; к

= 0,85; к

= 15.

АI

ср

70,5

1585,0

0,11,13,1

79,50 







Принимаем ток уставки токового реле РТ – 85 равным 6 А.

Выбранное реле проверяем по чувствительности:

5,1

)2(





ту

кз

кI

(4.3)

явыполняетсусловие

кI

ту

кз









5,138,5

156

30,484

)2(

Защита трансформатора 10/0,4 кВ

Трансформатор защищается со стороны 10 кВ плавкими

предохранителями типа ПК 10.

Плавкая вставка выбирается по условию:

вст



1,25



Принимаем плавкую вставку на ток 40 А.

Проверим выбранную вставку на отстойку бросков намагничивающего

тока:

Условие – I

вст



1,5



40  1.5  14,45 = 21,68 - условие выполняется.

Защита ВЛ 0,38 кВ

Защита отходящих линий 0,38 кВ осуществляется автоматическими

выключателями серии ВА.

Номинальные токи автоматов определяются по условию

н.а.



Номинальные токи расцепителей определяются по условию

н.р.



Номинальные токи электромагнитных расцепителей определяются по

выражению:

эмр

= (3 или 12) I

н.р.

Проверка электромагнитных расцепителей на автоматическое

срабатывание осуществляется по условию:

эмр

кз

(1)

Линия 1

= 86,43 А; I

кз

(1)

= 506,61 А

Принимаем автомат ВА 51-31 I

н.а

= 100 А; I

н.р.

100 А; I

эмр

= 300 А

Линия 2

= 51,92 А; I

кз

(1)

= 427,51А

Принимаем автомат ВА 51-31 I

н.а

= 100 А; I

н.р.

= 63 А; I

эмр

= 189 А

Линия 3

= 106,75 А; I

кз

(1)

= 858,21 А

Принимаем автомат ВА 51-33 I

н.а

= 160 А; I

н.р.

= 125 А; I

эмр

= 375 А

Линия 4

= 58,58 А; I

кз

(1)

= 393,84 А

Принимаем автомат ВА 51-31 I

н.а

= 100 А; I

н.р.

= 63 А; I

эмр

= 189 А.

5. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

В городских электрических сетях должны предусматриваться технические

мероприятия по обеспечению качества электрической энергии согласно

требованиям ГОСТ 13109-87* "Электрическая энергия. Нормы качества

электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим

сетям общего назначения".

В электрических сетях должны быть обеспечены отклонения напряжения у

приемников электрической энергии, не превышающие ±5P% номинального

напряжения сети в нормальном режиме и ±10P% в послеаварийном режиме.

Расчет электрических сетей на отклонение напряжения производится для

режимов максимальных и минимальных нагрузок. При отсутствии

необходимых данных допускается принимать нагрузку в минимальном режиме

в пределах 25-30 % максимальной.

При разнородном составе потребителей следует также производить расчет

сети для промежуточного уровня нагрузок в утренние и дневные часы суток.

Предварительный выбор сечений проводов и кабелей допускается

производить исходя из средних значений предельных потерь напряжения в

нормальном режиме: в сетях 10(6) кВ не более 6P%, в сетях 0,38 кВ (от ТП до

вводов в здания) не более 4-6P%.

Большие значения относятся к линиям, питающим здания с меньшей

потерей напряжения во внутридомовых сетях (малоэтажные и односекционные

здания), меньшие значения - к линиям, питающим здания с большей потерей

напряжения во внутридомовых сетях (многоэтажные многосекционные жилые

здания, крупные общественные здания и учреждения).

На шинах напряжением 10(6) кВ ЦП должно обеспечиваться встречное

автоматическое регулирование напряжения, глубина которого определяется

составом потребителей и параметрами сети.

В отдельных случаях, когда в рационально выполненной сети с

централизованным встречным регулированием напряжения на шинах ЦП не

обеспечиваются нормированные отклонения напряжения, допускается

применение дополнительных средств местного регулирования напряжения, в

первую очередь, с помощью батарей конденсаторов.

Сети 0,38-10 кВ должны проверяться в соответствии с ГОСТ 13109-87* на

допустимые значения размаха изменения напряжения при пуске

электродвигателей, а также по условию их самозапуска.

Потребители, электроприемники которых ухудшают качество

электрической энергии (тяговые подстанции городского транспорта, сварочные

установки и др.) должны предусматривать соответствующие мероприятия по его

улучшению с установкой фильтров или стабилизирующих устройств в

комплексе с электроприемниками потребителей.

Компенсация реактивной нагрузки промышленных и приравненных к ним

потребителей (согласно Правилам пользования электрической и тепловой

энергией) выполняется в соответствии с действующими нормативными

документами по расчетам с потребителями за компенсацию реактивной

мощности и по компенсации реактивной мощности в электрических сетях

промышленных предприятий.

Компенсирующие устройства рекомендуется устанавливать

непосредственно у электроприемников.

Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое

мероприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых,

компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реактивной

мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств (КУ) применяется

для снижения потерь электроэнергии в сети. В-третьих, компенсация устройства

применяются для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать

ограничения техническими режимным требованиям:

1) необходимому резерву мощности в узлах нагрузки;

2) располагаемой реактивной мощности на шинах её источника;

3) отклонение напряжения;

4) пропускной способности электрических сетей.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и

трансформаторам, ИРМ должны размещаться в близи её

потребления. При этом передающие элементы сети разгружаются по

реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной

мощности и напряжения.

Производим расчёт мощности:

)()( QQPPS

ppp



, (5.1)

где

P

- активные потери мощности, кВт;

P

=0,01*

; (5.2)

Q

- реактивные потери мощности, квар;

Q

=0,1*

; (5.3)

Должно выполняться условие:

95,0cos 



(5.4)

Если это условие не выполняется, то расчёт мощности ведётся по

формуле:

   

нкуppp

QQQPPS 

, (5.5)

где

нку

- установленная мощность компенсирующих установок, квар.

 

нppном

tgtgPQ





где



- директивный коэффициент при

95,0cos 



;



- расчетный коэффициент при

86,0cos 



Выбирается реактивная мощность установок, близкая к

ком

При расчете электрических нагрузок учитываются потери

мощности в трансформаторах, которые находятся по формуле:

TTТ

QPS 

, (5.6)

где

P

- потери активной мощности, кВт;

SP  03,0

; (5.7)

Q

- потери реактивной мощности, квар;

SQ  1,0

(5.8)

Полная расчётная мощность

, кВА определяется по

формуле:

   

Tpppp

SSВSВSS

освпл

< 10001000

(3.14)

где

 

ВS

1000<

- расчетная нагрузка до 1000 В, кВА;

 

ВS

1000

- расчетная нагрузка выше 1000 В, кВА;

осв

- расчетная осветительная нагрузка, кВA;

S

- потери мощности в трансформаторе, кВA.

6. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ 6-10 И О,4 КВ

Выбор выключателей

Выбор выключателей проводится по следующим условиям

номсном

UU 

где

ном

- номинальное напряжение выключателя

номрасч

II 

где

ном

- номинальный ток выключателей

ном

- расчетный ток