Электроснабжение микрорайона «Новый» города Долинска

 

 

Пример определения  местоположения трансформаторной подстанции ТП 1 по формуле (1.22) и (1.23) :

 

Xо= ==4,14 см;

 

Yо= =

=4,81 см.

 

 

 

 

Таблица 1.9- Координаты расположения ТП

 

N ТП	Xі  ,см.	Yі,  см.
1	4,14	14,81
2	14,48	15,34
3	19,63	10,90
4	16,89	2,7
5	4,83	5,44

 

 

Расчет трансформаторов мощностью 400 кВа делаем аналогично.

 1.10. Выбор схемы электроснабжения района города

1.10.1. Выбор и расчет питательной сети 10 кВ

 

 При выборе схемы,  необходимо учитывать наличие  источников питания в городе, их количество, отдаленность от  потребителей и т.д. Необходимость  в РП должна быть обоснована  в каждом случае технико-экономическими  расчетами. РП из экономической точки зрения удобно устанавливать при плотности нагрузки не менее 5 МВт/км²  Нагрузку на шинах РП должна быть не менее 7МВТ.

Для определения плотности нагрузки необходимо знать площадь района и полная нагрузка:

         

Активная нагрузка равняется 3656,32 кВт, а площадь  м/р 78,1 га.

Определим плотность  нагрузки микрорайона W, МВт/км²  по формуле:

                                                                                                       (1.26)

                                                            W= = 4,68  МВт/км²     

где     F_мк- площадь микрорайона, га.

Так как плотности  нагрузки менее 5 Мвт/км² в установке РП нет      необходимости.           

             

1.10.2. Выбор схемы распределительной сети 10 кВ и 0,4 кВ в районе города

 

Принимаем схемы распределительной  сети 10 и 0,4 кВ из условий надежности энергоснабжения и экономичности работы сети.

Основными схемами распределительной  сети в городах для сети 0,38 кВ есть:

-петлевая схема с  питанием от одной или нескольких  ТП - для питания потребителей II и  III категорий;

-двулучевая схема с  односторонним питанием от одной  ТП;

-для питания потребителей II категории и I категории при  условии АВР , объекта электроснабжения;

-двулучевая схема с  питанием одной или разных  ТП для питания потребителей II и I категорий. Для приемников I категории АВР (как правило) устанавливается на введении потребителя.

Для сети 10 кВ применяются  аналогичные схемы: с питанием от ДЖ , а также двухлучевая схема с односторонним питанием.

В последнее время все большее  распространение получают двулучевые схемы с двусторонним питанием от разных независимых источников. Через  значительное количество приемников I категории в районе, постановляем решение относительно проектировании двулучевой схемы 10 кВ с питанием от двух секций независимого источника.

 В проекте принятые лучевая  схема. Принимаем в проектирование  двухтрансформаторные ТП.

 

1.10.3. Расчет распределительной  электрической сети 10 кВ

 

Выбор сечения проводов и кабелей напряжением выше 1 кВ делают:

           -по  экономической плотности тока  в нормальном режиме;

-по допустимым продолжительным  токовым нагрузкам в нормальном  и          аварийном  режимах;

-по допустимые потери  напряжения в нормальном и аварийном режимах;

-по термической стойкости при  токах короткого замыкания

Экономическое сечение  жило кабеля распределительной сети 10 кВ рассчитывают для каждого участка линии по формуле:

 

                                              ;                                                  (1.27)                                         

 

 где        -сечение участка распределительной сети 10 кВ;

              I -расчетный ток участка распределительной сети 10 кВ;

              - нормативное значение экономической плотности тока.

Сечение, полученное в  результате расчета, необходимо округлять  к ближайшему стандартному.

Расчет жил кабелей  распределительной сети 10 кВ по допустимому продолжительному току нагрузки по нагреванию в нормальном режиме осуществляют так:

 

                            ;                            (1.28)

 

где      - расчетный ток в нормальном режиме на участке А;

-допустимая продолжительная силовая нагрузка:

К_к - поправочный коэффициент на количество работающих кабелей участка;

К_t   - поправочный коэффициент на температуру земли;

К_с - поправочный коэффициент на удельное тепловое сопротивление земли;

К_пн - поправочный коэффициент предыдущей нагрузки кабеля в нормальном режиме.

В послеаварийном  режиме:

 

                            I ;                             (1.29)

 

Расчет жил кабеля по допустимой потере напряжения рассчитывают так:

                                      ;                                                         (1.30) 

 

где     -наибольшая потеря напряжения в нормальном режиме работы;

          -допустимая потеря напряжения;

Допустимая потеря напряжения в распределительной сети 10 кВ к  наиболее изъятой ТП в нормальном режиме не должна превышать 6%.

Для линий с несколькими участками  распределительной сети потери напряжения от шин источника питания к наиболее отдаленной точке рассчитывают по формуле:

               ;                                          (1.31)

 

где    - номинальное напряжение линии;

         , - активная и реактивная мощность на к-ом участку линии;

         , _к- активное и реактивное сопротивления к-ого участка сети:

 

                          R_k=R₀ ∙ L_k ;     X_k=X₀  ∙ L_{k .}                                              (1.32)

 

 Расчета тока линии  по формуле:

                                   ;                                           (1.33)

 

  где nл- количество  линий, которые питают дом ;

Sтп- Нагрузка ТП;

               U-Напряжение распределительной  сети;

               cos -коэффициент мощности;

Ктп- Коэффициент потерь энергии  на трансформаторной подстанции.

Сечение кабеля по формуле:

                                                      ;                                                       (1.34)

   где     J_эк- экономическая плотность тока. Принимаем J_эк=1,4 А/мм²;

Iл-Ток линии.

Пример расчета:

Из предыдущего выбора я остановился на смешанной радиально-магистральной схеме 10 кВ и для расчета необходимо определить токи в нормальном режиме каждой ТП по формуле, аналогичной формуле (1.33):

 

Iтп1=

=28,52 А;

 

Iтп2=

=28,55 А;

 

Iтп3=

=28,46 А;

 

Iтп4=

=28,36 А;

 

Iтп5=

=28,87 А.

 

Тока  линий в нормальном режиме тогда будут:

 

                               Iл5= Iтп 5-Iтп4= Iтп5=28,87 А;

 

Iл4= Iтп 4-Iтп3=28,87+28,36=57,23 А;

 

Iл3= Iтп 3-Iтп2=57,23+28,46=85,69 А;

 

  Iл2= Iтп 2-Iтп1=85,69+28,55=114,24 А;

 

  Iл1= Iтп 1-ЦП=114,24+28,52=142,76 А.

 

Определяю сечение каждого  участка по формуле (1.34) : 

 

                                               Fтп 5-тп4 = = 20,62 мм.

 

Принимаем стандартное  сечение F тп 5-тп4 =25 мм?, Iдоп=90 А.

Для  других  участков выполняем  расчет аналогично.

Определяем ток в  послеаварийном режиме каждой ТП по формуле, аналогичной формуле (1.33):

                                      Iтп1= =57А;

 

     Iтп2=

=57,1А;

 

                                       Iтп3= =56,9А;

 

                                        Iтп4=  =56,7А;

 

                                        Iтп5= =57,74А.

                                 

Тока  линий в послеаварийном режиме тогда будут:

 

         Iл5= Iтп 5-Iтп4= Iтп5=57,74 А;

 

                                     Iл4= Iтп 4-Iтп3=114,4 А;

 

                                     Iл3= Iтп 3-Iтп2=171,34 А;

 

                                     Iл2= Iтп 2-Iтп1=228,4 А;

 

                                     Iл1= Iтп 1-ЦП=285,4 А.

 

Проверка тока кабеля на участке сети тп 5-тп4 в послеаварийном режиме по допустимому току  кабель прошел.

Проверяем по нагреванию кабель в нормальном режиме по формуле (1.28):

 

                           Iл5 :   =26,9 А ≤ 90 А.

          

В нормальном режиме условие  выполняется.

Для  других  участков выполняем расчет аналогично.

Проверяем избранный кабель в послеаварийном режиме по формуле (1.29):

 

                  Iл5:    =49,52 А ≤ 90 А.

          

В послеаварийном режиме условие выполняется. Аналогично выбираем кабели других участков и заносим результаты расчета в  таблицу 1.10

Также необходимо проверить  кабель по допустимой потере напряжения в нормальному и послеаварийном режимах. Для этого воспользуемся  формулой(1.31):

 

Iл5: ∆Uн.= =0,129%

 

         Iл5: ∆Uав.= =0,519%

 

Аналогично осуществляем расчеты для других участков, результаты заносим в таблицу 1.10

 

 

Таблица 1.10- Расчету данные для  распределительной сети 10 кВ

 

Наименование	Участка сети
	ДЖ- ТП1	ТП 1-ТП2	ТП 2-ТП3	ТП3- ТП4	ТП 4-ТП5
Ток участка  в нормальном режиме, А	142,76	114,24	85,69	57,23	28,87
Расчетное сечение  кабеля, мм²	101,9	81,6	61,2	40,87	20,62
Сечение по ГОСТ, мм²	120	95	70	50	35
Допустимый  ток кабеля, А	240	205	165	140	135
Допустимый  ток кабеля с учетом коэффициентов норм.,А	133,17	106,50	79,90	53,38	26,90
Допустимый  ток в  послеаварийном режиме с учетом коэффициентов, А	244,70	195,80	146,90	98,10	49,52
Расчетный ток  в  послеаварийном режиме, А	285,40	228,40	171,34	114,40	57,74
Уточненное  сечение кабеля, мм²	185	120	95	50	35
Допустимый  ток кабеля, А	310	240	205	140	135
Активное сопротивление кабеля, Ом	0,0415	0,0825	0,0625	0,1250	0,2660
Индуктивное сопротивление кабеля, Ом	0,019	0,026	0,016	0,018	0,038
Потери напряжения в нормальном режиме, ∆U %	0,11	0,17	0,09	0,12	0,13
Потери напряжения в  послеаварийном режиме, ∆U %	0,45	0,68	0,38	0,48	0,52