Реконструкция сетей электроснабжения поселка Батагай-Алыта

После реконструкции расчет нормального режима показал, что

• потери мощности 3,16 кВт, или 4,84%;
• напряжение в самом удаленном узле соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Ферма»

Предлагается:

1. демонтировать ТП «Ферма» с трансформатором ТМ-250 кВА;
2. установить новые ТП мачтового типа с трансформаторами ТМГ-100 в узел 9 и ТМГ-100 в узел 29;
3. подвести к новым ТП ВЛ проводом марки СИП-3 с сечением 3х50 с общей протяженностью 730 м;
4. демонтировать участки  линии 0,4 кВ 1-2, 13-16, общая длина которых составит 400 м;
5. полностью заменить провода марки АС-25  на СИП-2А, общая протяженность новой линии – 850 м.

После реконструкции расчет нормального режима показал, что

• потери мощности 8,671 кВт, или 4,8%;
• напряжение в самом удаленном узле соответствует нормам ПУЭ.

 

Расчет нормального режима ТП «Васильев»

Предлагается:

1. демонтировать трансформатор ТП «Васильев»;
2.   установить новый ТП мачтового типа, оставить старый трансформатор ТМ-250;
3. подвести к новым ТП ВЛ проводом марки СИП-3 с сечением 3х50 с общей протяженностью 730 м;
4. демонтировать участки линии 0,4 кВ 1-2, 13-16, общая длина которых составит 400 м;
5. полностью заменить провода марки АС-25  на СИП-2А, общая протяженность новой линии – 550 м.

После реконструкции расчет нормального режима показал, что

• потери мощности 6,234 кВт, или 3,62%;
• напряжение в самом удаленном узле соответствует нормам ПУЭ.

 

1.3.4 Общие результаты расчета нормального режима после реконструкции

 

Результаты расчетов нормальных режимов сетей 0,4 кВ после реконструкции сведены в таблице 1.3. Реконструкции подлежали ТП «Ферма», «Васильев» и 2 фидера Ф-«Заречная» и Ф-«Почта», у которых потери мощности превышают нормативных значений, т.е. 5%. Количество материалов, необходимых для реализации проекта по реконструкции показаны в таблице 1.4, т.е. на строительство мачтовых трансформаторных подстанций, ВЛЗ-10 кВ и ВЛИ-0,4 кВ.

 

Таблица 1.3 – Результаты расчетов нормальных режимов после реконструкции

Наименование	S, кВА	Нагрузка, кВА	ΔР, кВт	ΔР, %	Длина линии, м
ТП «Сахателеком»	63	15	0,26	1,7	1639
ТП «Центральная»	163	90	5,368	5,99	1190
ТП «Центральная»	25	85	5,662	6,65	400
ТП «Центральная котельная »	100	55	1,971	3,58	1235
ТП «Ферма»	63	180	8,671	4,8	1213
ТП «Больница»	88	25	0,74	3	850
ТП «Васильев»	250	175	6,234	3,62	542
Продолжение таблицы 1.3
Наименование	S, кВА	Нагрузка, кВА	ΔР, кВт	ΔР, %	Длина линии, м
Ф-«Больница»	-	15	0,472	3,28	1213
Ф-«Гараж»	-	25	1,054	4,25	850
Ф-«Заречная»	-	70	2,589	3,71	542
Ф-«Котельная и ГСМ»	-	24	0,439	1,83	1213
Ф-«Почта»	-	65	3,16	4,84	850
ИТОГО	858	625	36,62	4,19	7069

 

Таблица 1.4 – Материал, необходимый для реконструкции

Наименование	Единица измерения	Количество
МТП без трансформатора	шт.	9
ТМГ-40 10/0,4 кВ	шт.	1
ТМГ-63 10/0,4 кВ	шт.	2
ТМГ-100 10/0,4 кВ	шт.	6
СИП-2А 2х16	м	8545
СИП-2А 3х35+1х50	м	3470

 

Таким образом, из анализа  расчетов нормальных режимов сетей  после реконструкции, можно сделать несколько основных выводов:

1. Суммарные потери распределительных сетей 0,4 кВ снизились на 100,31 кВт, т.е. от 136,926 кВт до 36,62 кВт

2. Потери в большей  части сетей 0,4 кВ не превышают  5%, напряжения у конечных потребителей  находятся в пределах допустимых  согласно ПУЭ.

 

 

1.4 Аварийные режимы  для выбора коммутационных аппаратов

 

1.4.1 Программа  расчета токов короткого замыкания

 

При проектировании и эксплуатации электрических установок и систем для решения многих технических  вопросов и задач требуется предварительно произвести ряд расчетов, среди которых  заметное место занимают расчеты  электромагнитных переходных процессов  и, в частности, процессов при  внезапном КЗ. Одной из главных задач таких расчетов является выбор коммутационных аппаратов и проводников и их проверка по условиям работы при КЗ. 

В современных электрических  системах схемы питающих электрических  сетей могут быть весьма сложными. Число узлов может исчисляться  сотнями. Поэтому для упрощения расчета токов КЗ в таких схемах автором была разработана универсальная программа расчета токов короткого замыкания. Программа расчета токов КЗ, также как и программа расчета нормального режима сетей, выполнена в среде MathCAD. Она позволяет вычислить значения токов всех видов короткого замыкания: трехфазного,  однофазного, двухфазного КЗ и двухфазного КЗ на землю. Помимо этого с помощью программы можно вычислить ударные токи короткого замыкания и постоянную времени кз-цепи.

Благодаря простоте пользования средой MathCAD и наглядным процедурам  задания параметров отдельных элементов сети (приведены в приложениях),  программой может легко пользоваться любой инженер – электрик.

Инструкции по использованию  универсальной программой:

1. Задать максимальное  количество узлов в схеме (примечание: в программе MathCAD отчет узлов начинается с 0, т.е. если в схеме имеется 100 узлов, то количество узлов для листинга будет 100-1=99).

2. Ввести параметры всех элементов сети (для каждого элемента сети были разработаны отдельные процедуры):

• Линия:   YL(m,n,L,r,x,g,b,r0,x0,g0,b0)

m, n – номера узлов, между которыми включена линия;

L – длина линии, км;

r, x, g, b – активное и реактивное сопротивление, активная и реактивная проводимости одного километра линии в схеме прямой последовательности;

  r0, x0, g0, b0 – активное и реактивное сопротивление, активная и реактивная проводимости одного километра линии в схеме нулевой последовательности.

• Двухобмоточный трансформатор:  Y2Т(а,n,S,Uv,Un,Ukz%,ΔP)

a – номер узла со стороны высшего напряжения;

n – номер узла со стороны низшего напряжения;

S – мощность трансформатора, МВА;

Uv, Un – высшее и низшее напряжения, кВ;

Ukz% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

ΔP – потери холостого хода трансформатора, МВт.

• Трехобмоточный трансформатор:                Y3Т(m,n,a,S,Uv,Uc,Un,Ukvc%,Ukvn%,Ukcn%,ΔP,x00т)

m, n, a – номера узлов со стороны высшего, среднего и низшего напряжений соответственно;

S – мощность трансформатора, МВА;

Uv, Uc,Un – высшее, среднее и низшее напряжения, кВ;

Ukvc%,Ukvn%,Ukcn%  - напряжения КЗ между обмотками высшего и среднего,  высшего и низшего, среднего и низшего напряжений %;

ΔP – потери холостого хода трансформатора, МВт.

• Автотрансформатор: YАТ(m,n,a,S,Uv,Uc,Un,Ukvc%,Ukvn%,Ukcn%,ΔP)

m, n, a – номера узлов со стороны высшего, среднего и низшего напряжений соответственно;

 – мощность автотрансформатора, МВА;

Uv, Uc,Un – высшее, среднее и низшее напряжения, кВ;

Ukvc%,Ukvn%,Ukcn%  - напряжения КЗ между обмотками высшего и среднего,  высшего и низшего, среднего и низшего напряжений %;

ΔP – потери холостого хода автотрансформатора, МВт.

• Трансформатор с расщепленными параметрами:  YТR(m,n,a,S,Uv,Un,Ukz%,ΔP)

m, n, a – номера узлов со стороны высшего и двух низших напряжений соответственно;

S – мощность трансформатора, МВА;

Uv, Un – высшее и низшее напряжения, кВ;

Ukz% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

ΔP – потери холостого хода трансформатора, МВт.

• Реактор: YR(m,n,I,Xp, ΔP)

m, n – номера узлов, между которыми включается реактор;

I – номинальный ток реактора, кА;

Xр – сопротивление реактора, Ом;

ΔP – потери активной мощности в реакторе, МВт.

• Генератор YG(m,P,U,cosφ,x``d,x2)

m – номер узла, к которому подключен генератор;

Р – активная мощность генератора, МВт;

U – номинальное напряжение генератора, кВ;

сosφ -  номинальный коэффициент мощности генератора;

x``d – сверхпереходное индуктивное сопротивление, о.е.;

х2 – сопротивление.

• Система:    YS(m,U,S)

m – номер узла, через который схема имеет связь с энергосистемой;

U – напряжение системы, кВ;

S – мощность системы, МВА.

3.  Проверить правильность заполнения матриц параметров расчетной схемы. Значения напряжений U1 в узлах должны быть равными напряжениям нормального режима.

После выполнения этих инструкций, значения токов всех видов КЗ и  ударных токов автоматически  выводятся на экран.

 

1.4.2 Расчет токов короткого замыкания

 

Расчет токов КЗ рассмотрим на примере реконструированной ТП «Ферма» с трансформатором ТМГ-250/10-0,4. Воздушная линия 10 кВ выполнена проводом марки СИП3, ВЛИ 0,4 кВ – проводом марки СИП2А.

1.    Количество узлов в схеме:       uzel = 25       

2. Заполняем параметры процедуры системы,  двухобмоточного трансформатора и линии:

  

3.  Проверка правильности заполнения матриц:

 

 

 

 

1.4.3 Выбор коммутационной  аппаратуры

 

Выбор разъединителей

Разъединитель — это контактный коммутационный аппарат, предназначенный  для отключения и включения электрической  цепи без тока или с незначительным током, и который для обеспечения  безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.

Выбор разъединителей на трансформатор  ТМГ-100/10

Расчетный максимальный ток:

 

Таблица 1.5 – Паспортные данные разъединителя