Электроснабжение сельского населенного пункта

 

 

 

Определяем  ток на головном участке линии 1

                                                                                (5.6)

По допустимому  длительному току  проходит провод СИП-4´16 (I_доп=70А).

 

Проверка  провода на механическую прочность. По условиям механической прочности (табл. 7 прил.) минимальное допустимое сечение 50 мм², поэтому принимаем провод СИП-4´50. Результаты расчета сводим в таблицу

 

Проверка провода по допустимой потере напряжения. По таблице отклонений напряжения (табл. 4.2) допустимая потеря напряжения в ВЛ-0,38кВ составляет 6%. Определяю фактическую потерю напряжению. Для провода СИП-4´50 удельная потеря напряжения ΔU_уд =0,45% / кВА´км.

 

Потеря напряжения на участке 1-2 

 

(5.7)

 

     Фактическая потеря напряжения  меньше допустимой, беру провод  СИП-4´50. Для остальных линий расчет аналогичный и сводить в таблицу

 

Таблица 5.2 Потери в ВЛ-0.38кВ

 

Линия	Марка провода	Потери в линии ΔU %
ТП1
Линия 1	СИП 4х50	0,12
Линия 2	СИП 4х50	0,19
Линия 3	СИП 4х50	0,11
ТП 2
Линия 1	СИП 4х50	0,43
Линия 2	А-50	2,3

 

 

Проверка провода на возможность  пуска асинхронного короткозамкнутого  электродвигателя. По условию электродвигатель D1 запускается, в то время как  электродвигатель D2 уже работает. Электродвигатели имеют следующие параметры.

 

 

Таблица 5.3 – Технические параметры электродвигателей

 

Запускаемый двигатель D1							Работающий двигатель D2
Рн (кВт)	число об./мин.	Iн (А)	ki	cosφн
18	1000	30	7,0	0,91	2,0	0,3	2,2	0,87

 

Зерноочистительный  ток питается от ТП 2 мощностью 160 кВА  по линии 2. Линия выполнена проводом А-50 (r₀=0,59 Ом/км; x₀=0,35 Ом/км). Длина линии от подстанции до зерноочистительного тока l=0,052км.

Проверяю сеть на возможность пуска электродвигателя D1. Рассчитываю сопротивление силового трансформатора ТП 2

 

	(5.8)
	(5.9)

где ΔP_мн – потери мощности в меди трансформатора;

      S_нт – номинальная мощность трансформатора; z_Т – полное сопротивление трансформатора.

 

Сопротивление линии 2

 

rл1=r0l=0,59×0,058=0,034 (Ом);	(5.10)
xл1=x0l=0,35×0,058=0,02 (Ом).	(5.11)

Сопротивление сети

 

rс=rт+rл=0,017+0,034=0,051 (Ом);	(5.12)
xс=xт+xл=0,04+0,02=0,06 (Ом).	(5.13)

Коэффициент мощности двигателя при пуске

(5.14)

Потеря напряжения в электрической сети в относительных  единицах

 

	(5.15)

Где, I_п – пусковой ток электродвигателя I_п=I_нk_i=30×7=210 А;

     sinφ_п =0,85 синус угла φ при пуске, определяется по значению cos φ = 0,52

 

Напряжение  на шинах 0,4кВ трансформаторной подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя

 

Uш=Uн+δU=0,4+0=0,4 кВ,

(5.16)

 

Где, δU=0 – регулируемая надбавка трансформатора 10/0,4кВ для удаленного

    потребителя (табл. 4.2.).

 

 Напряжение  на шинах 0,4кВ трансформаторной  подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя  в относительных единицах

(5.17)

Напряжение на зажимах электродвигателя при пуске в относительных  единицах

(5.18)

Пусковой  момента двигателя с учетом снижения напряжения при пуске

 

	(5.19)

Условие пуска  электродвигателя

(5.20)

Условие выполняется.

   Проверяю сеть на устойчивость работы асинхронного электродвигателя D2 при пуске соседнего двигателя D1. Максимальный момента двигателя D2 с учетом снижения напряжения при пуске

 

	(5.21)

где U^2*_п – напряжение на зажимах работающего двигателя при пуске соседнего двигателя равно напряжению на зажимах запускаемого двигателя.

Условие устойчивой работы двигателя D2

 

	(5.22)

Условие выполняется.

 

 

 

6. Выбор типа, принципиальной схемы  и мощности ТП 10/0,4 кВ.

 

В зоне электроснабжения отсутствуют особо ответственные  объекты (крупные инкубаторы, животноводческие и птицеводческие комплексы) поэтому  использование закрытых трансформаторных подстанций не целесообразно. Схема  электроснабжения радиальная, следовательно, подстанции тупиковые. Применение двухтрансформаторных подстанций требует обоснования. Так  как такого обоснования нет, применяются  однотрансформаторные подстанции, как  более дешевые и простые. В  соответствии с результатами расчетов мощность ТП 1 равняется 100 кВА, мощность ТП 2 – 160 кВА. Исходя из этого, принимаем  к установке две однотрансформаторные комплектных трансформаторных подстанции (КТП) тупикового типа мощностью 100 и 160 кВА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Электрический расчет ВЛ-10 кВ.

 

Исходя из условия и расчетов составляю  расчетную схему ВЛ-10кВ

 

 

 

Рисунок 7.1 Расчетная схема ВЛ-10кВ

 

7.1 Выбор сечения провода по нагреву  рабочим током.

 

Суммируем нагрузки по участкам ВЛ-10 кВ.

 

S3-4 = Sтп2 = 140,69кВА.	(7.1)
S2-3 = Sтп2 + Δ Sтп1 = 140,69 + Δ 82,3 = 140,69 + 61 = 201,69 кВА.	(7.2)
S1-2 =  S1 + S2-3= 400 + Δ 201,69 = 400+155 = 555 кВА.	(7.3)

Опре деляем токи по участкам.

 

	(7.4)
	(7.5)
	(7.6)

 

По длительному  допустимому току (табл.6 прил.) проходит провод АС-16 (I_доп = 111 А).

 

Проверка провода на механическую прочность. Стенка гололеда 20мм. Исходя из требований механической прочности (табл.7 прил.) провод А-16 не проходит, выбираем провод АС-35.

7.2 Проверка провода по допустимой  потере напряжения.

 

      Из таблицы отклонений напряжения  следует, что допустимая потеря  напряжения в линии 10 кВ составляет 3% (ΔU_доп=3%). Так как нагрузка в данном случае смешанная (производственная и бытовая) cosφ = 0,83. По графическим зависимостям определяем удельную потерю напряжения ΔU_уд.

 Для провода  АС-35 при  cosφ = 0,83  ΔU_уд = 0,85×10^-3 % / кВА*км. Рассчитываем потери напряжения по участкам и суммарную потерю в линии 10 кВ.

 

ΔU3-4 = ΔUуд S3-4 l3-4= 0,85*140,69*0,77*10-3 = 0,092%	(7.7)
ΔU2-3 = 0,85*201,69*10*10-3 = 1,714%	(7.8)
ΔU1-2 = 0,85*555*4,0*10-3 = 1,887%	(7.9)
ΔUΣ = ΔU1-2+ ΔU2-3 +ΔU3-4 = 0,092+1,714+1,887 = 3,693%	(7.10)

Провод АС-35 не проходит по допустимой потере напряжения, так как

 

ΔU_Σ > ΔU_доп.

 

Результаты  расчета ΔU для провода АС-50 и АС-70 приведены в таблице 9.1.

 

Таблица 7.2 – Результаты расчета потерь напряжения в линии 10 кВ

 

Марка провода	ΔUуд (% / кВА*км)	ΔU (%)
		Уч 3-4	Уч 2-3	Уч 1-2	ΔUΣ
АС-35	0,85	0,092	1,714	1,887	3,693
АС-50	0,75	0,081	1,513	1,665	3,259
АС-70	0,55	0,060	1,109	1,221	2,390

 

Как видно  из результатов расчета, только для  провода АС-70 ΔU_Σ < ΔU_доп (2,39 < 3,0), поэтому принимаем к установке провод АС-70

 

 

 

 

8. Краткое описание конструктивного  исполнения ВЛ-0,38 и 10 кВ.

    Воздушные линии 0,38 кВ выполнены на железобетонных стойках  СВ-95  проводом СИП-4 сечением от 50 мм². ВЛ-10 кВ выполнена на железобетонных стойках СВ-105   проводом марки АС-70. Промежуточные опоры оснащены траверсами М-1. На анкерных опорах установлены комплекты полутраверс. На всех опорах использованы штыревые изоляторы марки ШС-10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Расчет токов короткого замыкания в ВЛ-10 и 0,38 кВ.

 

Исходя  из схемы сети 10/0,38 кВ рисунок составляю эквивалентную схему рисунок

 

 

Рисунок 9.1 – Схема сети 10/0,38 кВ

 

 

 

 

Рисунок 9.2 – Эквивалентная схема сети 10/0,38 кВ

 

 

Рассчитываем  сопротивление элементов сети.

 

Система

 

	(9.1)

ВЛ-10 кВ

 

	(9.2)
	(9.3)
	(9.4)

 

ТП 10/0,4

 

	(9.5.)

Где, U_к% – напряжение короткого замыкания трансформатора;

       U_н – номинальное напряжение трансформатора (принимается равным вторичному напряжению, так как сопротивление трансформатора используется для расчета тока к.з. состороны 0,4 кВ);

       S_н – номинальная мощность трансформаторной подстанции.

 

ВЛ-0,38 кВ

 

	(9.6.)
	(9.7.)
	(9.8.)