Расчет электроподстанции сельского населенного пункта

19

Расчет электроподстанции сельского населенного пункта

1. Описание населенного пункта

В населённом пункте находится 50 жилых домов, плотницкая, столярный цех, спальный корпус интерната на 80 мест, бригадный дом с залом на 100 мест, фельдшерско-акушерский пункт, столовая с электронагревательным оборудованием на 35 мест, помещение для ремонтного и откормочного молодняка с механической уборкой навоза на 170-180 голов. Улица в населённом пункте имеет асфальтобетонное покрытие и ширину проезжей части 9-12 м.

2. Расчёт потребления электроэнергии населённого пункта

Существует годовое потребление электроэнергии на один дом 1500 кВт-ч (3,2 кВт/дом).

Расчётная нагрузка уличного освещения по формуле

Р_р.ул. = Р_уд ^. l

где Р_уд = 7,0 это удельная нагрузка на 1 погонный метр улицы

l - общая протяжённость улицы. Тип светильника РКУ-250

l = 1720

Р_р.ул. = Р_уд ^. l = 7,0 ^. 1720 = 12040 = 12 кВт

Определим суммарную расчётную активную нагрузку всего населённого пункта Р_р. Делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчётную нагрузку каждой группы по формуле.

=

Первая группа жилые дома (50 домов). Расчётная нагрузка для дневного максимума по формуле:

Расчётная нагрузка для вечернего максимума по формуле

Вторая группа: плотницкая, столярный цех, спальный корпус интерната на 80 мест, бригадный дом с залом на 100 мест.

Третья группа: фельдшерско-акушерский пункт, столовая с электронагревательным оборудованием на 35 мест, помещение для ремонтного и откормочного молодняка с мех уборкой навоза на 170-180 голов.

Коэффициент одновремённости для потребителей группы. Суммируя расчётные нагрузки всех 3-х групп получим расчётную нагрузки на шинах ТП без учёта наружного освещения.

Расчётная мощность ТП определяется по вечернему максимуму нагрузки, так как он больший с учётом наружного освещения расчётная мощность ТП.

3. Определение средневзвешенного коэффициента

По формуле определим средневзвешенный коэффициент

Полная расчётная нагрузка на шинах ТП по формуле для дневного максимума

для вечернего максимума

Число ТП для населённого пункта определяем по формуле

1,428

Расчётная нагрузка из двух жилых домов: дневная

вечерняя

Расчётная нагрузка группы из трёх жилых домов: дневная

вечерняя

Расчётная нагрузка группы четырёх жилых домов: дневная

вечерняя

Расчётная нагрузка из пяти жилых домов: дневная

вечерняя

Коэффициент одновременности взят из табл.

По формуле определяем центр нагрузок. Так как нагрузки вечернего максимума больше, расчёт координат подстанции ведём по вечернему максимуму.

Скоординируем место ТП координаты центра нагрузок следующие:

X = 444,69 м

Y = 713,51 м

4. Активная нагрузка

Активная нагрузка для дневного максимума.

вечерний

коэффициент мощности на участке для дневного максимума.

Полная нагрузка для дневного максимума.



вечерний

дневной

вечерний

Активная нагрузка ТП с учётом уличного освещения

Полная расчётная мощность ТП.

Тип Трансформатора

Номинальная Мощность, кВа

Сочетание Напряжения

Сумма и группа соединения обмоток

Потери, Вт

Напряжение КЗ%

Ток холостого хода

Сопротивление Zк трансформатора, приведённое к потр 0.4 кВ

Холостого хода

Короткого замыкания

ВН

НН

Прямой последовательности

При однофазном Кз

УР,А

УР,Б

ТМ

63

6;10

0;4

Y\Y-0

240

365

1280 1470

4,5 4,7

3,0

0,18 0,188

1,949 0,57

5. Отклонение напряжения

Отклонение напряжения сельскохозяйственных потребителей составляет

+7,5% у потребителей расположенных сразу за трансформаторной подстанцией

-7,5% у самых отдаленных потребителей.

Вносим в таблицу известные нам величины.

Элементы ати	Режим напряжения %
Шины п/ст	+5	+0
ВЛ-10кВ	-8	-2
ТР-ор
потери	-4	-1
Пост. надб	+5	+5
Перем.надб	+2,5	+2,5
ВЛ-0,4кВ	-8	-
Потреб	-7,5	+4,5

Произведём расчёт отклонения напряжения при 100% нагрузке для Вл10_0,4кВ

Распределим эту потерю между ВЛ-10 и 0,4кВ примерно поровну.

Отклонение напряжения у потребителя при нагрузке составит 25%

расчёт верный

Показатели по объектам

Наименование объекта	Номер шифра	Дневной максимум кВт	Вечерний максимум кВт	Коэффициент мощности
		Рд	Qд	Рв	Qв	cosЦд	cosфв
Плотницкая	340	10	8	1	-	0,7	0,75
Столярный цех	341	15	10	1	-	0,7	0,75
Спальный корпус интерната на 80 мест	509	8	-	15	-	0,85	0,9
Бригадный дом с залом на 100 мест	531	4	-	7	-	0,85	0,95
Фельдшерско-акушерский пункт	536	4	-	4	-	0,85	0,9
Столовая с электронагревательным оборудованием на 35 мест	540	20	10	10	4	0,85	0,9
Помещение для ремонтного и откормочного молодняка с мех уборкой навоза на 170-180 голов	115	4	3	7	5	0,75	0,85

Номер потребителей и групп	Наименование потребителей	Расчётная мощность кВт	Координаты нагрузок	Коэффициент мощности
		Рд	Рв	x	y	cosфд	cosфв
1	Бригадный дом	10	1	400	150
2	Помещение для ремонтного и откормочного молодняка	15	1	400	300
3	Фельдшерско-акушерский пункт	8	15	400	600
4	Плотницкая	4	7	700	450
5	Спальный корпус интерната	4	4	400	900
6	Столовая с электронагревательным оборудованием	20	10	400	1100
7	Столярный цех	4	7	650	900
8	5	2,54	8,48	400	250
9	4	2,24	7,48	450	450
10	2	1,44	4,8	550	450
11	3	1,84	6,14	600	450
12	4	2,24	7,48	300	450
13	2	1,44	4,8	200	450
14	4	2,24	7,48	150	450
15	4	2,24	7,48	400	700
16	2	1,44	4,8	400	750
17	4	2,24	7,48	500	850
18	3	1,84	6,14	600	900
19	3	1,84	6,14	700	950
20	4	2,24	7,48	400	1000
21	3	1,84	6,14	400	1150
22	3	1,84	6,14	400	50
Итого:		94,8	143
			12
			155

6. Эквивалентная мощность

Определяем эквивалентную мощность на участках. Коэффициент динамики роста нагрузок принимаем К_д = 0,7

7. Потери напряжения на участках

Пользуясь номограммой определяем потери напряжения на участках.



8. Схема подключения подстанции

Силовой трансформатор присоединяется к линии 10кВ по тупиковой схеме через разъединитель типа РЛНДА-1-10 с заземляющими ножами и предохранитель типа ПК 1-10, а к шинам 0,4 кВ через рубильник. Силовой трансформатор применяем типа ТМ 63/10, согласно расчёту, со схемой соединения обмоток звезда зигзаг с заземлённой нейтралью, с переключателем витков на стороне высшего напряжения типа ПБВ с общей надбавкой напряжения от 0 до 10%.

Линий 0,4 кВ - три. На отходящих линиях 0,4 кВ установлены автоматы типа 3ТИ = 0,4 в нулевом проводе. Управление уличным освещением предусмотрено автоматическое, магнитным пускателем от фотореле.

Полнолинейная схема подстанции выполняется на листе графической части проекта.

9. Конструктивное исполнение подстанции

Комплектная трансформаторная подстанция напряжения 10/0,4 кВ состоит из предустройства 0,4 кВ, шкафа высоковольтных предохранителей и силового трансформатора. Силовой трансформатор располагается сзади подстанции под шкафом высоковольтных предохранителей. Изоляторы силового трансформатора закрываются специальным кожухом, который крепится к задней стенке шкафа. Ввод 10 кВ осуществляется через проходные изоляторы.

Для крепления низковольтных изоляторов предусмотрен кронштейн.

Разъединитель 10 кВ с приводом установлен на концевой опоре ВЛ-10 кВ. Вынос разъединителя на концевую опору обеспечивает возможность производить все работы на подстанции при отключенном разъединителе.

На КТП предусмотрена механическая блокировка привода разъединителя 10 кВ и двери высоковольтного шкафа, исключающая возможность открытия двери шкафа при выключенном разъединителе.

Монтаж КТП осуществляется на железобетонных стойках фундамента типа УСО-3А на высоте 1,8 м.

Подключение ВЛ-10 и 0,4 кВ к подстанции выполняется на листе 1 графической части курсового проекта.

10. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ как правило ведут в именованных единицах.

Подведённое к трансформатору напряжение принимают неизменным и равным номинальному и учитывают активное и реактивное сопротивление элементов схемы.

При коротких замыканиях на шинах 0,4 кВ трансформаторных подстанций и близких к шинам 0,4 кВ коротких замыканий, кроме сопротивлений трансформаторов, линий электропередач, учитывается также сопротивление обмоток трансформаторов тока, токовых катушек расцепителей автоматов, переходные сопротивления контактных поверхностей коммутационных аппаратов (рубильников, переключателей, автоматов и др.), шин. При отсутствии данных переходных сопротивлений контактных поверхностей аппаратов при коротком замыкании на шинах подстанции его можно принять 15 мОм, при коротком замыкании на магистральных линиях 20 мОм.

В удалённых точках короткого замыкания учитывают сопротивления только основных элементов сети: силового трансформатора, линий электропередач 0,38 кВ. Допустимо пренебречь сопротивление одного вида (активными или реактивными), а также складывать полные сопротивления, если при этом полное сопротивление уменьшится не более чем на 10%.

Электрические сети напряжением 380/220 В выполняют с глухозаземлённой нейтралью и поэтому рассчитывают токи трёхфазного и однофазного короткого замыкания.

Порядок расчёта токов короткого замыкания в сети 380/220 В.

1. Составляют упрощенную расчётную схему. На схему наносят основные параметры элементов схемы (мощности трансформаторов 10/0,4 кВ - ; напряжение короткого замыкания , %; длину l, м; марку и сечение провода). Указывают напряжение сети, кВ; расчётные точки короткого замыкания.

2. Составляют эквивалентную схему замещения на основании упрщённой расчётной схемы. Если сопротивлением какого либо из элементов схемы можно пренебречь при расчёте токов короткого замыкания, его в схеме замещения не показывают.

3. определяют сопротивления всех элементов схемы. При расчёте токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ потребительской подстанции 10/0,4 кВ или сети 0,38 кВ сопротивлением системы и питающих линий 35, 10 кВ можно пренебречь, форматора 10/0,4 кВ определяют:

активное

где - потери в меди трансформатора, кВт.

- номинальное напряжение - 0,4 кВ;

- номинальная мощность трансформатора, полное

где % - напряжение короткого замыкания трансформареактивное

сопротивление аппаратов ;

сопротивление, Ом линий 0,38 кВ;

реактивное

где - реактивное сопротивление l км линии Ом/км; Ом/км;

l - длина 0,38 кВ, км;

активное

где - активное сопротивление 1 км линии Ом/км



4. Для определения тока короткого замыкания находят результирующее сопротивление до точки короткого замыкания.

В точке - шины 0,4 кВ подстанции 10/0,4 кВ с достаточной точностью можно определить результирующее сопротивление, Ом

Точка К2 - наиболее удалённая точка сети 0,38 кВ

5. Определяют трёхфазные и двухфазные токи короткого замыкания, кА, в точке К1

6. Определяют двухфазные и однофазные токи короткого замыкания в конце линии. Определяют однофазный ток короткого замыкания , А, в конце линии по формуле

где Z_c - сопротивление системы, Z_c = 0, так как оно относительно мало;

Z_n - сопротивление петли, Ом, фаза - ноль

Если сечение фазного и нулевого провода одинаково, то можно определить

где R_оф - удельное активное сопротивление фазного провода до точки короткого замыкания, Ом/км;

R_oN - удельное активное сопротивление нулевого провода до точки короткого замыкания, Ом/км.

Сопротивление петли, Ом, можно определить

где Z_оп - удельное сопротивление петли

1/3 полного сопротивления трансформатора 10/0,4 кВ, приведённое к напряжению 0,4 кВ.

Если линии 0,38 кВ питаются мощные двигатели, то на основании РУМ-7-86 для согласования защит ВЛ-0,38 кВ и защиты двигателя определяется ток трёхфазного и двухфазного короткого замыкания.