Электрический расчет распределительной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ



Содержание

Введение

1. Краткая характеристика района

2. Анализ системы электроснабжения

2.1 Схема высоковольтной сети

2.2 Низковольтные сети

3. Графики электрических нагрузок

4. Расчет электрических нагрузок

5. Режим работы трансформаторных подстанций

6. Релейная защита

6.1 Выбор уставок защит низковольтной сети

6.2 Защита трансформаторов

6.3 Защита высоковольтных сетей

7. Экономическая часть

7.1 Общая характеристика деятельности предприятия

7.2 Краткое описание проекта

7.3 Виды и объем работ в рамках проекта

7.4 Источник финансирования

7.5 Расчет годовых эксплуатационных затрат

7.6 Основные критерии эффективности инвестиционного проекта

7.7 Анализ риска

Вывод к 7 главе

8. Безопасность жизнедеятельности

8.1 Электробезопасность

8.2 Пожарная безопасность

8.3 Расчет защитного заземления подстанции

9. Обеспечение жизнедеятельности

9.1 Перечень потенциальных опасностей на объекте и прилегающей к нему территории

9.2 Перечень предстоящих мероприятий на объекте по предупреждению чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера

9.3 Режим повышенной готовности

9.4 Чрезвычайный режим

Заключение

Список использованных источников



Введение

В 42 квартале жилые дома и другие потребители электроэнергии являются потребителями II и III категории. Реконструкция системы электроснабжения обусловлена перспективой развития 42 квартала. Система электроснабжения должна обеспечивать возможность развития и роста потребителей электроэнергии .

Система электроснабжения должна удовлетворять требованиям надежности, экономичности, обеспечивать возможность расширения, надлежащее качество электроэнергии.

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок необходимо для рационального решения всего комплекса вопросов, связанных с электроснабжением квартала. Завышение расчетных нагрузок ведет к уменьшению пропускной способности электрических сетей и может вызвать нарушение нормальной работы силовых и осветительных приемников.

Определение расчетных нагрузок ведется с целью выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов, определения потери напряжения, для расчета отклонения и колебания напряжения, правильного выбора защитных устройств и компенсирующих установок.



1. Краткая характеристика района

Данный микрорайон находится в городе Улан - Удэ, который расположен по обоим берегам реки Селенга и ее притока реки Уда в ста километрах юго-восточнее от озера Байкал. Река Уда и Транссибирская железнодорожная магистраль разделяют город на три адмистративных района: Советский, Железнодорожный и Октябрьский.

42 квартал находиться в юго-восточной части города, в Октябрьском районе. Граничит на северо-востоке с поселком Мелькомбинат, на северо-западе - с 41 кварталом, на северо-востоке с железной дорогой, на юго-западе с 43 кварталом.

Климат района города Улан-Удэ резко континентальный с малым годовым количеством осадков, с незначительной облачностью с обилием ясных дней и небольшим снежным покровом. Период с положительной температурой наблюдается в течении шести месяцев - с апреля по сентябрь.

Максимальная температура воздуха в районе +40⁰ С, минимальная -51⁰ С, максимальная скорость ветра 32 м/с. Толщина стенки гололеда около 10 мм, район по гололеду - II. Среднегодовая продолжительность грозовой деятельности от 20 до 40 часов. Средняя высота снежного покрова в районе 10-15 см, максимальная 35-40 см. Глубина промерзания для свободной от снега поверхности: для супеска - 230 см, для песков гравийных - 300 см, для крупнообломочного материала - 300 см. Грунтовые воды на глубине 1-3 м.

Квартал как неотъемлемая часть города характеризуется высокой плотностью электрических нагрузок и большим количеством потребителей, расположенных на ограниченной площади. Это создает специфическое условие для проектирования схемы электроснабжения.

Крайне ограниченная территория и стесненные условия для выбора трасс воздушных линий и площадок подстанций, повышенные архитектурно-эстетические требования к сооружаемым элементам диктуют необходимость применения простых схем подстанций, сооружения закрытых подстанций, двухцепных воздушных линий и кабельных линий. Значительная стоимость кабельных линий принуждает использовать их в центральной части города, а воздушные линии и узловые подстанции располагать в пригородной зоне.

В данном микрорайоне большей частью располагаются электроприемники второй категории и частично третьей категории. В частности ко второй категории (и частично к третьей) относятся жилые дома с электроплитами за исключением одно - восьмиквартирных домов, детсад, ресторан, учебный корпус, магазины. Перерыв электроснабжения данных электроприемников приведет к нарушению нормальной деятельности значительного числа жителей. Обеспечивать электроэнергией данные электроприемники рекомендуется от двух

независимых источников с взаиморезервированием. Допускается предусматривать питание от однотрансформаторных подстанций при наличии централизированного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время менее одних суток. Допускается резервирование в послеаварийном режиме путем прокладки временных кабелей связи на напряжение 0,38 кВ.

Микрорайон получает питание от подстанции 35/10 кВ "Октябрьская" и 35/10 кВ "Сосновая".

Трансформаторные подстанции 42 квартала питаются от РП-17 по фидерам Ф12 и Ф15.



2. Анализ системы электроснабжения

2.1 Схема высоковольтной сети

Схема электроснабжения квартала является типичной схемой для городских сетей и представляет собой систему, состоящую из шести трансформаторных подстанций. На рис.2 представлена схема электроснабжения квартала.

Схема электроснабжения квартала

Рис.2.1.

Данная схема выполнена кабельными линиями, проложенными в траншеях. Параметры кабельных линий напряжением 10 кВ представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

ПАРАМЕТРЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Параметры линии	Кабельные линии
	W1	W2	W3	W4	W5	W6	W7
Марка	ААБ	ААБ	ААБ	ААВШ	ААБ	ААБ	ААБ
Сечение, мм2	120	95	95	120	95	120	95
Длина, м	500	400	700	300	1300	200	400



2.2 Низковольтные сети

Электрические сети напряжением 0,4 кВ выполнены кабельными линиями, проложенными в траншеях. К одному объекту подходит одна кабельная линия, выполненная двумя электрокабелями с секции трансформаторной подстанции. А также сеть дома, запитанная по одному электрокабелю и резервирующиеся через перемычку. Параметры кабельных линий представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

ПАРАМЕТРЫ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Кабельная линия	Параметры линии
Начало	Конец	Марка и сечение, мм2	Количество	Длина, м
ТП741	Общежитие 1	АВВГ-3*70	2	120
	Дом 4	ААБ-3*120	2	35
	Учебный корпус	ААБ-3*70	2	90
	Дом 9	АВВГ-4*95	2	126
	Бытовой блок	ААБ-3*95	2	50
ТП736	Дом 5	ААБлу-3*95	2	190
	Магазин	ААБлу-3*95	2	200
	Киоски	ААБлу-3*95	2	150
	Дом 14	ААБлу-3*120	2	100
	ЦТП	ААБлу-3*95	2	65
	Дом 16	ААБлу-3*95	2	165
	Магазин	ААБлу-3*70	2	50
ТП738	Ресторан "Индиго"	ААБ*95	2	150
	Дом 24	ААБ-3*120	2	110
	Дом 25	ААБлу3*95	2	95
	Дом 20	ААБлу3*95	2	60
	Дом 21	АВВГ-3*120	2	60
ТП737	Дом 29	ААБ-3*95	2	140
	Магазин №104	ААБлу-3*95	2	150
	Дом 28	ААБ-3*95	2	120
	Гаражи	ААШВ 4*25	2	60
	Гаражи	ААШВ 4*25	2	120
	Частный сектор	ААБ-3*95	2	80
ТП691	Дом 6	АПБл-3*95	2	50
	Дом 7	АВВГ-3*120	2	200
	Дом 7А	АВВГ-3*150	2	110
	Дом 8	АПБл-3*70	2	80
	Дом 10	АВВГ-3*50	2	100
	Дет.сад.	ААБл-3*150	2	150
ТП699	Дом 3	ААБ-3*70	2	130
	Дом 142	ААБлу-3*120	2	110
	Лицей №6	ААБ-3*70	2	80
	Гаражи	АВВГ-4*35	2	200

Сведения об установленном электрооборудовании

Рассмотрим установленное электрооборудование в жилых домах, трансформаторных подстанциях.

В жилых домах установлены вводно-распределительные устройства ВРУ1-22-55УХЛ4. Вводно-распределительное устройство имеет на вводе предохранитель типа ПН2 с номинальным током 250 А. На отходящих линиях, которые питают стояки, имеются такие же предохранители, но с меньшим током по плавкой вставке. На вводе I_вс=250А, а на отходящих линиях I_вс=125А. Стояки защищены автоматами типа ВА51-30.

На трансформаторной подстанции со стороны низкого напряжения установлены щиты одностороннего обслуживания. На отходящих линиях щиты типа ЩО-70-2 с предохранителями типа ПН2. Номинальный ток предохранителя 250 А, и рубильники типа РПС-2. Для секционирования установлен щит типа ЩО-70-30 с автоматом ВА53-39. На вводе имеются щиты типа ЩО-70-19 с автоматами типа ВА53-41, номинальный ток автомата 1000 А. На всех трансформаторных подстанциях установлены масляные трансформаторы типа ТМ. На стороне напряжения 10 кВ установлены камеры стационарного обслуживания типа КСО-366, на вводе в трансформаторы в установленных камерах разъединители типа РВ3 и предохранители типа ПКТ-103-10-80. Шины на низком напряжении типа АД50х5, на высоком АД40х5.

Данные о нагрузках

Нагрузка трансформаторных подстанций представлена в виде коэффициентов загрузки в таблице 1.3.

Таблица 1.3.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ЗАГРУЗКИ ТРАНСФОРМАТОРА

Трансформатор	Коэффициент загрузки по трансформаторным подстанциям
	ТП741	ТП736	ТП738	ТП737	ТП691	ТП699
Т1	0,25	0,65	0,48	0,34	0,66	0,65
Т2	0,55	0,12	0,44	0,26	0,21	0,23

Мероприятия по реконструкции

При рассмотрении нагрузок трансформаторных подстанций видно, что многие трансформаторы имеют низкий коэффициент загрузки. Как известно, такое положение экономически невыгодно и следует определить требуемую мощность трансформаторов. Так как в данном микрорайоне не ведется никакого крупного строительства, то будем считать, что значительного роста нагрузки не предвидится. Поэтому, где необходимо, произведем замену трансформаторов на менее мощные. Маломощные трансформаторы возьмем из фондов предприятия, а имеющиеся трансформаторы могут быть установлены в других микрорайонах, где в них есть необходимость.



3. Графики электрических нагрузок

Графики электрических нагрузок по трансформаторным подстанциям 10/0,4 кВ неизвестны, но известны графики 7 и 8 фидеров подстанции "Октябрьская", которые питают ТП741, ТП738, ТП736, ТП737, ТП691, ТП699. Эти графики соответственно представлены на рис. 1.1.1. и рис. 1.1.2.

Рис. 1.1.1. График электрических нагрузок по фидеру 7

Рис. 1.1.2. График электрических нагрузок по фидеру 8

Также зимний и летний графики электрических нагрузок подстанции 35/10 кВ "Октябрьская" на рис 1.1.3. и рис. 1.1.4.

Рис. 1.1.3. Зимний график электрических нагрузок подстанции "Октябрьская"

Рис. 1.1.4. Летний график электрических нагрузок подстанции "Октябрьская"

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗОК И ВАРИАНТОВ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Рассчитаем нагрузку 80-квартирного дома по схеме, представленной на рис.

Рис. Схема питающей сети 80-квартирного жилого дома

Определим расчетную мощность первого стояка:

Р_Р.СТ1 = Р_КВ.УД • (n_КВ1 • n_ЭТ + n_КВ2 • n_ЭТ • k_ЗО), (2.4.1),

где Р_КВ.УД - удельная расчетная нагрузка, кВт/кв-ра,

n_КВ1 - количество квартир на площадке площадью до 30 м², кв-р,

n_ЭТ - количество этажей, эт,

n_КВ2 - количество квартир на площадке площадью свыше 30 м², кв-р,

k_ЗО - повышающий коэффициент для квартир площадью свыше 30 м², о.е.

Для квартир с электрическими плитами по /1, табл. 6.1/ удельная расчетная нагрузка электроприемников квартир жилых зданий Р_КВ.УД = 2,49 кВт/квартира, kЗО = 1,05 о.е. Количество квартир на площадке площадью до 30 м2 nКВ1 = 2 квартиры, nЭТ = 5 эт., nКВ2 = 2 квартиры.

По выражению (2.4.1) расчетная мощность первого стояка:

Р_Р.СТ1 = 2,49 • (2 • 5 + 2 • 5 • 1,05) = 51,045кВт.

Определим расчетный ток в стояке:

(2.4.2),

где U_Н - номинальное напряжение, U_Н = 0,4 кВ,

cos ц - коэффициент мощность, о.е.

По /1, стр. 203/ для жилых массивов cos ц = 0,98 о.е.

По выражению (2.4.2) расчетный ток в стояке:

. А

Определим расчетную нагрузку линии, питающей первый и второй стояки:

Р_Р.Л = Р_КВ.УД • (n_КВ1 • n_ЭТ • n_СТ + n_КВ2 • n_ЭТ • n_СТ • k_ЗО), (2.4.3),

где n_СТ - количество стояков, подключенных к питающей линии.

По /1, стр. 198/ для 30 квартир Р_КВ.УД = 1,95 кВт/квартира.

По выражению (2.4.3) расчетная нагрузка линии:

кВт.

Определим расчетный ток линии:

А.



Определим нагрузку рабочего освещения лестничных клеток и освещения подвала. Примем, что на каждой площадке установлено по одному светильнику и число светильников в подвале равно числу подъездов. В каждом светильнике установлено по одной лампе накаливания мощностью

Р_Л.Н = 100 Вт. Количество подъездов в 30-ти квартирном доме n_ПОД = 3 подъезда. Тогда расчетная нагрузка на щите освещения ЩО-1 определяется по выражению:

кВт.

Расчетный ток на щит ЩО-1:

А.

Определим расчетную нагрузку на вводе дома.

По /1, стр. 198/ для 80 квартир Р_КВ.УД = 1,575 кВт/квартира.

Общее число стояков в данном доме n_СТ = 4 стояка.

Тогда расчетная нагрузка дома со 108 квартирами и лифтовыми установками будет отличаться от предыдущей тем, что стояки дома и лифтовые установки питаются от разных линий.

Нагрузка на 1 стояк для 36 квартир по /1. стр. 198/ Р_КВ.УД = 2,14 кВт/квартира.

По выражению (2.1) расчетная нагрузка:

Р_Р.СТ1 = 2,14 • (2 • 9 + 2 • 9 • 1,05) = 78,966 кВт.

По выражению (2.2) расчетный ток в стояке:

Расчетные нагрузки стояков в этом доме равны между собой. Следовательно, нагрузки питающих линий такие же. Отличием является нагрузка на вводе дома. По /1, стр. 198/ для 108 квартир Р_КВ.УД = 1,384 кВт/квартира.

По выражению (2.4.3) расчетная нагрузка на вводе:

Р_{Р.ВВОДА} = 1,384 • (2 • 9 • 3 + 2 • 9 • 3 • 1,05) = 153,21 кВт.

Расчетный ток на вводе:

Определяем расчетную нагрузку линии питающей все лифтовые

установку:

Р_Р.ЛИФ = n_ЛИФ • Р_УД.ЛИФ •k_С,

где n_ЛИФ - количество лифтовых установок, Р_УД.ЛИФ - удельная расчетная нагрузка, кВт/лифт, k_С - коэффициент спроса, о.е.

По /1. стр. 198/ Р_УД.ЛИФ = 18 кВт/лифт, k_С = 0,75 для 9-этажного дома с 3 лифтовыми установками.

По выражению (2.4.5) определяем расчетную нагрузку линии, питающей лифтовые установки:

Р_Р.ЛИФ = 3 • 18 •0,75 = 37,8 кВт.

Расчетный ток:

Тогда расчетная нагрузка по выражению (2.4.3) на вводе 108-квартирного дома с учетом лифтовых установок:

Р_{Р.ВВОДА} = 1,384 • (2 • 9 • 3 + 2 • 9 • 3 • 1,05) + 37,8 = 191 кВт.

Расчетный ток на вводе:

Определим расчетную нагрузку культурно-бытового блока. По /1, табл. 6.14/ для предприятий общественного питания с количеством посадочных мест менее 400 удельная нагрузка Р_УД = 1,04 кВт/место.

Расчетная мощность на вводе столовой:

Р_Р.СТОЛ = Р_УД • n_М , (2.4.6),

где n_М - количество посадочных мест, n_М = 40.

По выражению (2.4.6) расчетная мощность:

Р_Р.СТОЛ = 1,04 • 40 = 41,6 кВт.

Определим расчетную мощность нагрузки на вводе трансформаторной подстанции ТП - 741, питающей один 80-квартирный дом, два 120-квартирных дома, учебный корпус и культурно-бытовой блок:

(2.4.7),

где n - количество потребителей, получающих питание от рассматриваемой ТП,

Р_Р.МАКС - наибольшая из нагрузок, кВт,

Р_рі - расчетные нагрузки всех зданий, кВт,

k_і - коэффициенты, учитывающие долю электрических нагрузок общественных зданий и жилых домов по /1, табл. 6.13/, k_і = 0,6.

Таким образом, по выражению (2.4.7) расчетная мощность на ТП - 741:

Р_Р.ТП = 191 + (0,6 • 2 • 191 + 0,6 • 126 + 0,6 • 41,6) = 520,8 кВт.

Полная расчетная мощность нагрузки на ТП - 741:

Определим действительную максимальную мощность нагрузки для

ТП -741:

S_Д.ТП = S_НТ • (k_З.1Т + k_З.2Т), (2.4.8),

где S_НТ - номинальная мощность трансформатора, S_НТ = 630 кВА,

k_З.1Т - коэффициент загрузки 1 трансформатора, k_З.1Т = 0,25,

k_З.2Т - коэффициент загрузки 2 трансформатора, k_З.2Т = 0,55.

По выражению (2.4.8):

S_Д.ТП = 630 • (0,25 + 0,55) = 504 кВА.

Как видно, расчетная мощность нагрузки превышает действительную, но такая погрешность допустима и в дальнейшем будем использовать только действительную мощность нагрузки.

По току нагрузки из условия допустимого нагрева выберем сечение проводов для стояков, выполненных проводом АПВ, положенных в каналах. Расчетный ток стояка I_Р.СТ = 75,18 А. из условия того, что I_Р.СТ должен быть меньше длительно-допустимого значения тока выбираемого провода, принимаем сечение фазных и нулевых проводов равным 16 мм². При этом сечении I_ДОП = 80 А, что выше, чем I_Р.СТ.

Выберем сечение проводов на линиях, питающих стояки по значению

I_Р.Л = 117,75 А. примем сечение провода 50 мм². При этом I_ДОП = 190 А, следовательно условие выполняется.

Выбор числа и мощности КТП 10/0,38кВ.

Так как некоторые трансформаторы имеют низкие коэффициенты загрузки, необходимо выбрать трансформаторы, имеющие оптимальные коэффициенты загрузки, а имеющиеся трансформаторы могут быть использованы в микрорайонах, имеющих высокую плотность нагрузки.

Номинальная мощность трансформаторов выбирается по условию:

(1.1.1),

где S_{НАГР і} - мощность нагрузки і-ой трансформаторной подстанции, кВА,

k₁₂ - процентное содержание потребителей I и II категорий, о.е.,

k_АВ - коэффициент аварийной перегрузки, о.е.,

n_Т - количество трансформаторов.

Мощность нагрузки і-ой трансформаторной подстанции:

S_{НАГР і} = (k_{З.Т1 і} + k_{З.Т2 і}) • S_{НТ і} ,

где k_{З.Т1 і} - козффициент загрузки первого трансформатора і-ой трансформаторной подстанции, о.е.,

k_{З.Т2 і} - козффициент загрузки второго трансформатора і-ой трансформаторной подстанции, о.е.,

S_{ТН і} - номинальная мощность трансформатора, установленного в і-ой трансформаторной подстанции, кВА.

По /2, стр. 145/ k₁₂ = 0,9 о.е. Коэффициент аварийной перегрузки k_АВ = 1,4 для числа трансформаторов n_Т = 2.

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы определяется по выражению:

(1.1.3).

В аварийном режиме работы коэффициент загрузки определяется по выражению:

(1.1.4).

Рассмотрим режим работы трансформаторов на ТП-741.

По выражению (1.1.2):

S_{НАГР ТП-741} = (0,25 + 0,55) • 630 = 504 кВА.

Номинальная мощность трансформаторов по (1.1.1):

Принимаем трансформатор типа ТМГ с номинальной мощностью

S_ТН = 400 кВА.

По выражению (1.1.3):

По выражению (1.1.4):

Расчеты по остальным трансформаторным подстанциям сводим в таблицу 1.1.1.



Таблица 1.1.1.

ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторная подстанция	Параметры
	SНАГР, кВА.	SРАСЧ, кВА.	Тип трансформатора	SНТ, кВА.	kЗ.НОР, о.е.	kЗ.АВ, о.е.
ТП -741	504	324	ТМГ 400/10	400	0,63	1,26
ТП -736	485	312	ТМГ 400/10	400	0,6	1,21
ТП -738	579	372	ТМГ 400/10	400	0,72	1,4
ТП -737	384	247	ТМГ 400/10	400	0,48	0,96
ТП -691	548	352	ТМГ 400/10	400	0,68	1,37
ТП -699	554	356	ТМГ 400/10	400	0,69	1,38

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВАРИАНТОВ СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Определение точек потокораздела

Для определения точек потокораздела приведем схему замещения 42 квартала. 42 квартал запитан от фидеров Ф12 иФ15 распределительного пункта РП-17. схема представляет собой кольцо. Все подстанции, входящие в него, двухтрансформаторные (проходные). Питание РП-17 осуществляется от подстанции "Октябрьская".

Схема замещения участка цепи

Рис. 2.5.1.

Активное сопротивление линии:

r_Wі = r_0Wі •? _Wі, (2.5.1),

где r_0Wі - удельное активное сопротивление линии, Ом/км,

? _Wі - длина линии, км.

Реактивное сопротивление линии:

х_Wі = х_0Wі •? _Wі, (2.5.2),

где х_0Wі - удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км.

По /14, стр. 130/ r_0W1 = 0,27 Ом/км, r_0W2 = 0,34 Ом/км, r_0W3 = 0,34 Ом/км, r_0W4 = 0,27 Ом/км, r_0W5 = 0,34 Ом/км, r_0W6 = 0,27 Ом/км, r_0W7 = 0,34 Ом/км.

По формуле (6.1):

r_W1 = 0,27 •0,5 = 0,135 Ом;

r_W2 = 0,34 •0,4 = 0,136 Ом;

r_W3 = 0,34 •0,7 = 0,238 Ом;

r_W4 = 0,27 •0,3 = 0,081 Ом;

r_W5 = 0,34 •1,3 = 0,442 Ом;

r_W6 = 0,27 •0,2 = 0,054 Ом;

r_W7 = 0,34 •0,4 = 0,136 Ом.

По /1, стр. 347/ х_0W1 = 0,08 Ом/км, х_0W2 = 0,08 Ом/км, х_0W3 = 0,08 Ом/км, х_0W4 = 0,08 Ом/км, х_0W5 = 0,08 Ом/км, х_0W6 = 0,08 Ом/км, х_0W7 = 0,08 Ом/км.

х_W1 = 0,08 •0,5 = 0,04 Ом;

х_W2 = 0,08 •0,4 = 0,032 Ом;

х_W3 = 0,08 •0,7 = 0,056 Ом;

х_W4 = 0,08 •0,3 = 0,024 Ом;

х_W5 = 0,08 •1,3 = 0,104 Ом;

х_W6 = 0,08 •0,2 = 0,016 Ом;

х_W7 = 0,08 •0,4 = 0,032 Ом.

Активное сопротивление трансформатора определяется по выражению:

(2.5.3),

где ?Р_КЗ - потери короткого замыкания, кВт, S_НТ - номинальная мощность трансформатора, кВА. Реактивное сопротивление трансформатора определяем по формуле:

(2.5.4),

где U_К% - напряжение короткого замыкания, %.

По /2, стр.247/ для трансформатора мощностью S_НТ = 400 кВА соответственно ?Р_КЗ = 5,5 кВт, U_К% = 4,5 %. По формуле (2.5.3):

По формуле (2.5.4):

Активное эквивалентное сопротивление трансформатора:

Реактивное эквивалентное сопротивление трансформатора:

Параметры трансформатора заносим в таблицу 2.5.1.

Таблица 2.5.1

Параметры трансформатора

Тип	Параметры
	SНТ, кВА	?РХХ, кВт	?РКЗ, кВт	UК%, %	IХХ, %	RТ, Ом	ХТ, Ом	R/Т, Ом	Х/Т, Ом
ТМ 400/10	400	0,95	5,5	4,5	2,1	3,79	0,031	1,895	0,016

Расчетная мощность і-ой трансформаторной подстанции:

S_Pі = S_і + ?S_Tі + S_ХХі, (2.5.5),

где S_і - полная мощность нагрузки і-ой трансформаторной подстанции, кВА,

?S_Tі - потери мощности в трансформаторах, кВА, определяется по формуле:

(2.5.6),

S_ХХі - потери холостого хода трансформаторов, кВА, определяется по формуле:

S_ХХі = 2 • (?Р_ХХі + ј?Q_ХХі), (2.5.7),

где ?Р_ХХі - активные потери холостого хода, кВт,

?Q_ХХі - реактивные потери холостого хода, кВАр.

По формуле (2.5.7):

S_{ХХ 400} = 2 • (0,95 + ј 8,4) = 1,9 + ј 16,8 кВА.

По формуле (2.5.6):

Определим перетоки мощностей на головных участках. Мощность линии фидера S_Ф определяется по формуле:

(2.5.8),

где S_і - мощность узла, кВА,

n_ТП - количество узлов,

n_Л - количество линий,

L_W - длина линии, км.

Значение полной мощности линии фидера Ф15 находится по выражению (2.5.8):

Значение полной мощности линии фидера Ф12 находится по выражению (2.5.8):

Проверка мощностей производится по формуле:

S_Фn + S_Фm = ? S_{НАГР і}, (2.5.9),

где S_Фn - мощность линии фидера n, кВА,

S_Фm - мощность линии фидера m, кВА,

S_{НАГР і} - мощность нагрузки і-ой трансформаторной подстанции, кВА.

Сумма мощностей нагрузки всех подстанций:

? S_{НАГР і} = S_Ф12 + S_Ф15 = 1480 + 1574 = 3054 кВА.

Далее определяем мощности на остальных участках линий по формуле:

S _{і ј} = S_{(і - 1)•(ј - 1)} - S_{НАГР і} , (2.5.10)

По выражению (2.5.10) находим:

S₁₂ = S_Ф15 - S_{НАГР і} = 1480 - 504 = 976 кВА,

S₂₃ = S₁₂ - S_{НАГР 2} = 976 - 485 = 491 кВА,

S₃₄ = S₂₃ - S_{НАГР 3} = 491 - 579 = - 88 кВА.

Следовательно, узел 3, т.е. ТП-738 является точкой потокораздела.

Определим, на какую секцию ставить секционный выключатель:

S₅₆ = S_Ф12 - S_{НАГР 6} = 1574 - 554 = 1020 кВА,

S₄₅ = S₅₆ - S_{НАГР 5} = 1020 - 548 = 472 кВА,

S₃₄ = S₄₅ - S_{НАГР 4} = 472 - 384 = 88 кВА,

S₂₃ = S₃₄ - S_{НАГР 3} = 88 - 579 = - 491 кВА.

Следовательно, выключатель ставится на 2 секцию для разрыва кольца. В нормальном режиме выключатель отключен.

Проверка кабельных линий

Проверим по длительному допустимому току кабельные линии напряжением 10 кВ:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 240 А, следовательно, кабель выдерживает максимальную нагрузки, так как выполняется условие:

I_ДОП > I_МАХ, (2.5.11)

Максимальный ток в линии W4:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 205 А. Условие (2.5.11) выполняется.

Максимальный ток в линии W5:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 205 А. Условие (2.5.11) выполняется. Максимальный ток в линии W3:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 205 А. Условие (2.5.11) выполняется.

Максимальный ток в линии W2:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 240 А. Условие (2.5.11) выполняется.

Максимальный ток в линии W1:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 205 А. Условие (6.11) выполняется.

Максимальный ток в линии W6:

По /1, стр. 347/ длительно допустимый ток I_ДОП = 205 А. Условие (2.5.11) выполняется.

Таким образом, все кабельные линии соответствуют необходимым условиям.



4. Расчет электрических нагрузок

На подстанции "Октябрьская" осуществляется встречное регулирование напряжения. Для выбора ответвления на обмотках квартальных трансформаторов необходимо произвести расчет максимальных и минимальных нагрузок по отклонениям напряжения.

Расчетная схема

Рис. 4.1.

Добавку напряжения Е_Т определим из неравенства:

(4.1),

где

U^В_ДОП - допустимый верхний предел отклонения напряжения, %;

Е^МАХ_ЦП - добавка напряжения в центре питания в режиме максимальных нагрузок, %;

?U_В - отклонение напряжения в высоковольтной сети, %;

?U_Т ^МАХ - отклонение напряжения в трансформаторе при максимальной нагрузке, %;

(4.2),

где U^Н_ДОП - допустимый нижний предел отклонения напряжения, %;

Е^МIN_ЦП - добавка напряжения в центре питания в режиме минимальных нагрузок, %;

в - отношение линейной нагрузки к максимальной, о.е.;

?U_Н - отклонение напряжения в низковольтной сети, %;

?U_Т ^МIN - отклонение напряжения в трансформаторе при минимальной нагрузке, %.

По /3, стр. 286/ U^В_ДОП = 5 %, Е^МАХ_ЦП = 5 %, U^Н_ДОП = 5 %, Е^МIN_ЦП = 0 %. Отношение в = 0,33 о.е. по графику электрических нагрузок.

Отклонение напряжения в высоковольтной сети:

?U_В = ?U_W1 + ?U_W2, (4.3),

где ?U_W1 - отклонение напряжения в линии W1, %,

?U_W2 - отклонение напряжения в линии W2, %.

Отклонение напряжения в кабельной линии определяется по формуле:

(4.4),

где I_Р - расчетный ток в кабельной линии, А,

R_W - активное сопротивление линии, Ом,

ц - угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения, ?,

х_W - реактивное сопротивление линии, Ом.

По /4, стр. 130/ r_0W = 0,34 Ом/км, х_0W = 0,08 Ом/км, r_0W = 0,27 Ом/км.

По формуле (4.1) определяем:

R_W1 = 0,27 • 0,5 = 0,135 Ом.

R_W2 = 0,34 • 0,4 = 0,136 Ом.

Определяем угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения:

ц = arccos (0,95) = 18,2 ?.

По формуле (4.2) определяем:

х_W1 = 0,08 • 0,5 = 0,045 Ом.

х_W2 = 0,08 • 0,4 = 0,32 Ом.

По формуле (4.4) находим:

По формуле (4.3) находим:

ДU_В = 0,19 +0,083 = 0,273 %

Определяем отклонение напряжения в трансформаторе по выражению:

где к_З - коэффициент загрузки трансформатора по выражению, о.е.;

U_КА - активная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

U_КР - реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

Для данного трансформатора к_З = 0,695

Активная составляющая:

Реактивная составляющая:

По формуле (4.5) определяем:

Отклонение напряжения в низковольтной сети определяется по выражению

?U_н = ?U_W3 +?U_W4 +?U_W5 +?U_W6

где ?U_W3 - отклонение напряжения в линии W3, % ;

?U_W4 - отклонение напряжения в линии W4, % ;

?U_W5 - отклонение напряжения в линии W5, % ;

?U_W6 - отклонение напряжения в линии W6, % .

По /1, стр 347/ r_OW = 0,27 Ом/км, x_OW = 0,06 Ом/км.

По формуле (6.1):

R_W3 = 0,27 * 0,19 = 0,051 Ом

По формуле (4.2):

х_W3 = 0,06 * 0,19 = 0,011 Ом

Отклонение напряжения в проводе определяется по формуле:

где : С - коэффициент, зависящий от материала проводника и системы сети, (А•С -^0,5 )/мм²;

q - сечение провода, мм².

По /1, стр 209/ С = 46 (А•С -^0,5 )/мм². Сечение провода q = 35 мм².

По формуле (4.7):

Отклонение напряжения в линии W5:

По формуле (4.4) определяем по формуле:

Отклонение напряжения в линии W6 определяем по формуле:

, (4.8)

где L_ПОД - длина провода в подвале, м;

L_ЭТ - длина провода на этаже, м.

По схеме имеем L_ПОД = 4 м , L_ЭТ = 2,6 м.

По формуле (4.8) находим:

По формуле (4.6) находим:

?U_Н = 4,5+0,79+0,95+0,64 = 6,9 %

По выражению (4.1):

Е_Т ? 5 - 5 + (0,273 + 1,88) = 2,15 %

По выражению (4.2):

Е_Т ? -5 - 0 + 0,33•(0,273 + 6,9) + 0,93 = -1,7 %

Принимаем добавку напряжения Е_Т = 2,5 %

Произведем проверку на завышение напряжения у ближайшего потребителя в режиме минимальных нагрузок:

U^В = Е_Т + Е_ЦП^min - в•ДU_В - ДU_T^min = 2,5 + 0 - 0,33 • 0,273 - 0,93 = 1,4 %

Завышение напряжения находиться в допустимых пределах.

Произведем проверку на занижение напряжения у дальнего потребителя в режиме максимальных нагрузок:

U^В = Е_Т + Е_ЦП^max - ДU_В - ДU_T^mах - ДU_Н = 2,5 + 5 - 0,273 - 1,88 - 6,9 = 0,33 %

Занижение напряжения находится в допустимых пределах.



5. Режим работы трансформаторных подстанций

РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчет высоковольтных сетей

Для расчета приведем схему, на которой покажем точки короткого замыкания, для которых необходимо рассчитать параметры короткого замыкания.

Расчетная схема

Рис. 5.2.1.

Мощность короткого замыкания на шинах 35 кВ подстанции "Октябрьская" S_К.З. = 180 МВ•А . Для расчета представим схему замещения.

Схема замещения

Рис. 5.2.2.



Определим параметры схемы замещения.

Сопротивление системы определяется по формуле:

Сопротивление трансформатора на подстанции "Октябрьская" определяем по выражению:

Активное сопротивление линии:

r_W1 = 0,135 Ом ; реактивное сопротивление линии

х_W1 = 0,04 Ом.

Полное сопротивление определяется из следующего выражения:

z_i = r_Wi + jx_Wi, (5.2.1)

По формуле (5.2.1):

z_i = 0,135 + j 0,04.

Сопротивление трансформатора на ТП 741:

Определим результирующее сопротивление до точки короткого замыкания К1:

z₁₂ = z₁ + z₂ = 6,8 + 3,9 = 10,7 Ом

Приведем сопротивление z₁₂ к напряжению 10,5 кВ:

Определим ток короткого замыкания в точке К1:

Значение ударного тока определяем по формуле:

, (5.2.2)

где к_У - ударный коэффициент, о.е.

По /4, стр. 149/ ударный коэффициент для точек равен к₁ - к_У = 1,71 о.е. Для остальных точек равен к_У = 1,37 о.е.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в произвольный момент времени определяется по формуле:

, (5.2.3)

Тепловой импульс короткого замыкания определяется по формуле:

, (5.2.4)

где t_ПР - приведенное время отключения короткого замыкания, сек.

По /1,стр 154/ t_ПР = 2 сек.

Результирующее сопротивление до точки К4:

Ток короткого замыкания в точки К4:

По формуле (5.2.2):

i_УК1 = v2 • 6,3 • 1,71 = 15,2 кА ф

По формуле (5.2.3):

i_{аф К1} = v2 • 6,3 • (1,71 - 1) = 6,33 кА

По формуле (5.2.4):

В_К = 6,3² •2 = 79 кА²•сек.

Остальные расчеты сводим в таблицу.

Таблица 5.2.1

Расчет параметров короткого замыкания

Точка короткого замыкания	Параметры короткого замыкания
	I К (3) , кА	i У , кА	iаф , кА	ВК , кА2•сек
К1	6,3	15,2	6,33	79
К2	6,02	11,7	3,15	72,5
К3	5,87	11,37	3,07	68,9

Значение всех токов в таблице приведены к напряжению 10,5 кВ.

Расчет низковольтных сетей

Рассчитаем токи в сети напряжением 0,4 кВ, питаемой от трансформаторной подстанции ТП 741. Она подключена к системе, сопротивление которой находится по выражению:

На рис. 5.3. приведем расчетную схему низковольтной сети. По /1,стр. 347/ x_OW1 = 0,06 Ом/км, r_OW1 = 0,27 Ом/км, x_OW2 = 0,08 Ом/км, r_OW2 = 0,92 Ом/км, x_OW3 = 0,08 Ом/км, r_OW3 = 0,92 Ом/км, x_OW4 = 0,09 Ом/км, r_OW4 = 1,98 Ом/км.

Схему замещения для расчета токов короткого замыкания приведена на рис. 9.4.

По формуле (5.2.1):

r_W1 = 0,27 • 0,019 = 5,13 мОм ;

r_W2 = 0,92 • 0,016 = 14,72 мОм ;

r_W3 = 0,92 • 0,030 = 27,6 мОм ;

r_W4 = 1,98 • 0,0144 = 28,5 мОм.

По формуле (5.2.2)

x_W1 = 0,06 • 0,019 = 1,14 мОм ;

x_W2 = 0,08 • 0,016 = 1,28 мОм ;

x_W3 = 0,08 • 0,030 = 2,4 мОм ;

x_W4 = 0,09 • 0,0144 = 1,3 мОм.

Расчетная схема

Рис. 5.2.3.

Сопротивления системы и трансформатора приведем к напряжению 0,4 кВ.

Пересчитаем ток короткого замыкания в точке к₃ на ступень напряжения 0,4 кВ:

Покажем схему замещения для дальнейшего расчета токов короткого замыкания.

Схема замещения

Рис. 5.2.4.

По /1, стр. 160/ активное сопротивление автомата SF1 r_sf1 = 0,1 мОм, реактивное сопротивление автомата SF1 х _sf1 = 0,1 мОм.

Активное сопротивление шин:

r_Ш = r_ОШ • l_Ш , (5.2.5)

где r_ОШ - удельное активное сопротивление шин, мОм/м;

l_Ш - длина шины, м.

По /1,стр. 357/ r_ОШ = 0,142 мОм, принем l_Ш = 2 м.

По формуле (5.2.5):

r_Ш = 0,142 • 2 = 0,284 мОм.

Реактивное сопротивление шин определяем по выражению:

х_Ш = х_ОШ * l_Ш , (5.2.6)

где х_ОШ - удельное реактивное сопротивление шин, мОм/м.

По формуле (5.2.6):

х_Ш = 0,2 • 2 = 0,4 мОм.

По /1.стр. 160/ активное сопротивление: рубильников r_s1 = r_s2 = 0,4 мОм, автомата r_sf2 = 2,4 мОм; реактивное сопротивление автомата х_sf2 = 1,3 мОм; переходное сопротивление автомата r_пер = 15 мОм.

Ток трехфазного короткого замыкания в точке К3:

Ток трехфазного короткого замыкания в точке К2:

Ток трехфазного короткого замыкания в точке К1:

Рассчитаем ток однофазного короткого замыкания в точках к4, к3,к2,к1. Для расчета покажем схему замещения, в которую включим все значимые сопротивления.

Схема замещения

Рис. 5.2.5.

По /1.стр.347/ удельное активное сопротивление нулевой шины кабеля W1 r_onw1 = 0,46 Ом/км, удельное активное сопротивление нулевой шины провода r_onw2 = 1,28 Ом/км, r_onw3 = 1,28 Ом/км, r_onw4 = 1,98 Ом/км.

По /1,стр. 162/ удельное активное и реактивное сопротивление кабеля и проводов k_oni = 0,5 Ом/км.

По формуле (5.2.1):

r_nw1 = 0,46 • 0,019 = 8,7 мОм ;

r_nw2 = 1,28 • 0,016 = 20,5 мОм ;

r_nw3 = 1,28 • 0,03 = 38,4 мОм ;

r_nw4 = 1,98 • 0,0144 = 27,7 мОм.

По формуле (5.2.2)

x_nw1 = 0,5 • 0,019 = 9,5 мОм ;

x_nw2 = 0,5 • 0,016 = 8 мОм ;

x_nw3 = 0,5 • 0,03 = 15 мОМ ;

x_nw4 = 0,5 • 0,0144 = 7,2 мОм.

По /1,стр 163/ полное сопротивление трансформатора току которого замыкания на корпус z^/_Т = 120 мОм.

Ток однофазного короткого замыкания определяем по выражению:

, (5.2.7)

где : U_Ф - фазное напряжение, В ;

z_n - полное сопротивление петли, мОм.

Фазное напряжение определятся по формуле:

Полное сопротивление петли определяется по формуле:

По формуле (5.2.7):

Для трансформаторов со схемой

Y/Y I_К⁽¹⁾ ? I_К⁽³⁾.

Ток однофазного короткого замыкания в точке К4 определяется по формуле:

ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Рассмотрим электрооборудования, установленное на подстанции "Октябрьская". Проверка выключателей осуществляется по следующим условиям:

U_уст ? U_ном, (5.3.1)

где U_уст - напряжение установки, кВ.

I_р.max ? I_ном , (5.3.2)

где I_р.max - максимальный расчетный ток, кА.

I⁽³⁾_к ? I_{отк.ном} , (5.3.3)

где I_{отк.ном} - номинальный ток отключения выключателя, кА.

i_аф ? i_а.ном, (5.3.4)

где i_а.ном - номинальное допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе, кА.

i_У ? i_ВКЛ, (5.3.5)

где i_ВКЛ - наибольший пик тока включения, кА.

i_У ? i_ДИН, (5.3.6)

где i_ДИН - наибольший пик тока электродинамической стойкости, кА.

В_К ? В_К.ТЕР, (5.3.7)

где В_К.ТЕР - допустимое значение теплового импульса, кА²•сек.

По /1, стр. 97/ U_ном = 10,5 кВ, I_ном = 630 А, I_{отк.ном} = 10 кА, i_а.ном = 10 кА, i_вкл = 25 кА, i_дин = 25 кА.

Параметры выбора выключателя сводим в таблицу 5.3.1.

Таблица 5.3.1

Выбор выключателей

Тип выключателя	Параметры выбора выключателя
	UУСТ, кВ	IР.МАХ, А	IК(3), кА	iаф , кА	i У , кА	ВК , кА2•сек	UНОМ, кВ	IНОМ, А	IОТКЛ, кА	IА.НОМ, кА	i ВКЛ , кА	i ДИН , кА
ВВТЭ-10-10/630	10,5	257	6,3	6,33	15,2	79	10	630	10	10	25	25

Данным условиям выбора подходят параметры вакуумного выключателя ВВТЭ - 10 - 10 / 630У2. С появлением вакуумных выключателей стала целесообразной замена ими масляных, которые уступают первым по технико-эксплуатационным характеристикам и просто исчерпали свой срок службы. Такая замена выключателей не требует замены всего КРУ и службам эксплуатации обходятся минимальными затратами.

Трансформаторы тока выбираются по условиям (5.3.1), (5.3.6), (5.3.7), а также по следующим условиям:

i_У ? k_ЭД • v2 •I_1НОМ , (5.3.8)

где k_ЭД - кратность электродинамической стойкости, о.е. ;

I_1НОМ - номинальный первичный ток трансформатора, А.

z₂ ? z_2ном , (5.3.9)

где

z₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока, Ом ;

z_2ном - номинальная допустимая нагрузка, Ом.

Номинальная допустимая нагрузка определяется по формуле:

z_2ном = r_приб + r_пр + r_к, (5.3.10)

где r_приб - сопротивление приборов, Ом ;

r_пр - сопротивление соединительных проводов, Ом ;

r_к - сопротивление контактов, Ом.

Сопротивление приборов определяем по формуле:

, (5.3.11)

где S_приб - мощность, потребляемая приборами, В•А ;

I₂ - вторичный номинальный ток, А.

По /4, стр.635/ S_приб = 0,5 В•А - для приходящих линий и S_приб = 3 В•А - для отходящих линий. По /4, стр. 374/ удельное сопротивление проводов, применяемых для соединения трансформаторов тока с приборами составляет = 0,0283 (Ом • мм²)/ м, сечение и длина проводов соответственно = 4 мм², l_расч = 6 м, сопротивление контактов r_к = 0,05 Ом.

Определение сопротивление проводов:

По формуле (5.3.11):

По формуле (5.3.10):

z₂₁ = 0,02 + 0,04 + 0,05 = 0,11 Ом ;

z₂₂ = 0,12 + 0,04 + 0,05 = 0,21 Ом.

Данные по выбору трансформатора тока сведем в таблицу.

Таблица 5.3.2

Выбор трансформаторов тока

Тип трансформатора тока	Параметры выбора трансформатора тока
	UУСТ, кВ	IР.МАХ, А	i У , кА	iаф , кА	ВК , кА2•сек	Z2, Ом	UНОМ, кВ	I1Н, А	ВК .ТЕР, кА2•сек	Z2Н, Ом	кЭД, о.е.	кЭД•v2• I1Н, кА
ТПЛ-10-Р-300/5	10,5	257	15,2	6,33	79	0,21	10,5	300	6072	0,21

Трансформаторы напряжения выбираем по условию (5.3.1) и по условию:

S_2У < S_НОМ, (5.3.12)

где S_2У - нагрузка всех измерительных приборов, В•А.

На подстанции "Октябрьская" установлены трансформаторы напряжения типа НАМИТ - 10 - 66УЗ. На один трансформатор приходится 4 счетчика активной энергии и вольтметр. У счетчиков мощность одной обмотки S_СЧ = 3 В•А, а количество обмоток n_СЧ = 2. У вольтметра одна обмотка S_v = 2 В•А. Таким образом нагрузка трансформатора напряжения определяется:

S_2У = S_СЧ • n_СЧ + S_v = 3 • 2 + 2 = 8 В•А.

По /5, стр.336/ S_ном = 200 ВА, следовательно, трансформатор удовлетворяет всем условиям.

Производим проверку оборудования установленного на ТП 741.

Выключатели нагрузки выбираются по условиям (5.3.1), (5.3.2), (5.3.6), (5.3.7). Выключатели выбираем по /1, стр. 981/, а их проверку сводим в таблицу.

Таблица 5.3.3

Выбор выключателей нагрузки

Тип выключа-теля нагрузки	Параметры выбора выключателя
	UУСТ, кВ	IР.МАХ, А	i У , кА	ВК , кА2•сек	UНОМ, кВ	IНОМ, А	i ДИН , кА	ВК .ТЕР, кА2•сек
ВНз - 16	10,5	257	15,2	79	10,5	400	25	360
ВНПз - 16	10,5	257	15,2	79	10,5	200	-	-

Выключатели нагрузки типа ВНПз - 16 имеют встроенные предохранители типа ПКТ - 103 - 10 - 80, которые должны проходить по условиям (5.3.1), (5.3.2) и по следующим условиям:

I_Н.ПР ? 2 • I_Н.ТР , (5.3.13)

I_Н.ВС ? 2 • I_Н.ПЕР , (5.3.14)

I_ОТК ? I_К⁽³⁾ , (5.3.15)

Параметры выбора сводим в таблицу

Таблица 5.3.4

Выбор предохранителей

Тип предохранителя	Параметр выбора
	UУСТ, кВ	IР.МАХ, А	i У , кА	UНОМ, кВ	IН.ПР, А	2•IН.Т, А	I К (3) , кА	IОТКЛ, кА
ПКТ-103-10-80	10,5	36	15,2	10,5	80	69,3	4,26	20

Далее проверяем шины типа АД - 40х5, сечением q = 200 мм²

Шины проверяем по условиям:

I_доп ? I_р.max , (5.3.16)

Где

I_доп - допустимый ток шины, А.

q_min < q , (5.3.17)

где q_min - минимальное сечение шины, мм².

Определяем минимальное сечение по формуле:

По /14, стр.145/ I_доп = 540 А, а I_р.max = 257 А. Шины проходят по всем условиям.

Выбор изоляторов производим по условиям (5.3.1), а также:

F_расч ? F_доп , (5.3.18)

где F_расч - сила, действующая на изолятор, Н;

F_доп - допустимая нагрузка на головку изолятора, Н.

F_доп = 0,6 • F_разр , (5.3.19)

где F_разр - разрушающая нагрузка на изгиб, Н.

По /8,стр. 229/ выбираем опорные изоляторы

ИОС-10-2000 МУХЛ1с F_разр = 20000 Н,

высота изолятора = 134 мм.

Проверим изоляторы на механическую прочность. Максимальная сила, действующая на изгиб:

Поправка на высоту коробчатых шин:

Сила, действующая на изолятор:

F_РАСЧ = К_h • F_И = 1,61 • 93,6 = 150 Н.

Изоляторы проходят по всем условиям

ВЫБОР НИЗКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

На стороне напряжения 0,4кВ в ТП-741 установлены щиты одностороннего обслуживания типа ЩО-70. На вводных линиях установлены щиты ЩО-70-20 комплектуемые автоматическими выключателями типа ВА55-41 с I_ном.а = 1000 А и трансформаторы типа ТШ30-0,5-0,5-1000/5. На отходящих линиях установлены щиты ЩО-70-3, комплектуемые рубильниками типа РПС-2 с I_ном = 250 А и предохранителями типа ПН-2 с I_ном.пр = 250 А. Для секционирования шин напряжением 0,4 кВ предусмотрен щит типа ЩО-70-34 комплектуемый автоматическим выключателем ВА55-39 с I_ном.а = 630 А.

Для ввода в здание и распределения предусмотрено вводно-распределительное устройство типа ВРУ1-22-55 УХЛ4 на I_ном = 250 А. На отходящих линиях питающих стояки установлены предохранители типа ПН-2 с I_ном.пр = 250 А, I_н.вс = 125 А.

Стояки защищены с помощью автоматических выключателей типа ВА55-37 с I_ном.а = 63 А.

Автоматический выключатель должен выдерживать проверку по условиям (5.3.1), (5.3.2), (5.3.3), а также по условию:

I_ном.ру < I_доп.w , (5.3.1.1)

где I_доп.w - длительно-допустимый ток линии, А.

Проверку автоматических выключателей по выше приведенным условиям сводим в таблицу 5.3.1.1

Таблица 5.3.1.1

Проверка автоматических выключателей

Тип автоматического выключателя	Параметры проверки
	UУСТ, кВ	IМАХ, А	I К (3) , кА	IДОП. W, А	UНОМ, кВ	IНОМ.А, А	IНОМ.РУ, А	IНОМ.К, кА
ВА55-37	0,4	57,4	3,6	75	0,4	100	63	6
ВА55-39	0,4	626,5	18,9	-	0,4	630	630	55
ВА55-41	0,4	968	18,9	-	0,4	1000	800	135

Автоматические выключатели проходят по всем условиям. Далее делаем проверку предохранителей. Кроме условий (5.3.1), (5.3.2), (5.3.3) предохранитель должен еще проходить по условию (5.3.14).

Все данные по проверке предохранителей сводим в таблицу 5.3.1.2.

Таблица 5.3.1.2

Проверка предохранителей

Тип предохранителя	Параметры проверки
	UНОМ, кВ	UУСТ, кВ	IНОМ.ПР, А	IН.ВС, А	IМАХ, А	I К (3) , кА	IОТК, кА
ПН2-250	0,4	0,4	250	125	90,6	3,6	100
ПН2-250	0,4	0,4	250	125	205,7	18,9	100
ПН2-250	0,4	0,4	250	125	205,7	18,9	100

Предохранители проходят по всем условиям.

Трансформаторы тока на стороне 0,4 кВ должны удовлетворять по условиям (5.3.1), (5.3.2), (5.3.9).

По /1, стр.635/ / S_приб = 2,5 ВА

По формуле (5.3.11):

По /1, стр.106/ z_2доп = 0,2 Ом.

По формуле (5.3.10):

z₂ = 0,1 + 0,04 + 0,05 = 0,19 Ом.

Значение параметров, по которым проверяются трансформаторы тока, сведем в таблицу 5.3.1.3.

Таблица 5.3.1.3

Проверка трансформаторов тока

Тип трансформатора тока	Параметры проверки
	UУСТ, кВ	UНОМ, кВ	IР.МАХ, А	IНОМ, А	Z2, Ом	Z2НОМ, Ом
ТШ20-0,5-0,5-1000/5	0,4	0,5	626,5	1000	0,19	0,2

Трансформаторы тока проходят по всем условиям.



6. Релейная защита

Изобразим однолинейную схему питания микрорайона на рис 12.1.

В данном разделе рассмотрим защиты, установленные в жилом доме, на трансформаторной подстанции ТП-741, а также на фидере подстанции "Октябрьская".

6.1 Выбор уставок защит низковольтной сети

Защита линии W1 /Рис. 12.2/ осуществляется с помощью автоматического выключателя SF4 типа ВА55-37 с номинальным током автомата I_А = 160

А и номинальным током расцепителя I_н.рц = 63 А. Ток срабатывания отсечки определяем:

I_с.о = к_п • к_сзп • I_{раб.мах} , (12.1)

где к_п - коэффициент перегруза, о.е. ;

к_сзп - коэффициент самозапуска, о.е. ;

I_{раб.мах} - максимально рабочий ток, А.

Значение I_{раб.мах} равно значению расчетного тока стоика I_р.ст = 80 А, который был найден в разделе 4.

Принимаем также значения к_П = 1,5 и

к_СЗП = 1.

По формуле (12.1):

I_с.о = 1,5 • 1 • 80 = 120 А.

Определим ток срабатывания отсечки по номинальному значению тока расцепителя:

I_с.о = 3 • I_н.рц = 3 • 63 = 189 А.

Проверим коэффициент чувствительности к току короткого замыкания I_К⁽¹⁾= 946 А.

Выключатель обладает достаточной чувствительностью, так как

к_Ч⁽¹⁾ >1,4.

Определим коэффициент чувствительности защиты от перегрузки по выражению:

Схема электроснабжения

Рис. 12.1

Схема питания жилого дома

Рис. 12.2

Защита от перегрузки обладает достаточной чувствительностью так как к_Ч.П > 3.

Защита линии W1, которая питает стояки осуществляется предохранителем F3 типа ПН2 с номинальным током предохранителя I_Н.ПР = 250 А и номинальным током плавкой вставки I_н.вс = 125 А.

Ток однофазного короткого замыкания за предохранителем в точке к₂ составляет I_КЧ⁽¹⁾ = 1939 А.

Определим коэффициент чувствительности предохранителя к однофазным коротким замыканиям:

Следовательно, предохранитель проходит по чувствительности, так как к₄ больше допустимого к_Ч.доп = 3.

На ТП-741 в качестве секционирующего аппарата шин 0,4 кВ установлен автоматический выключатель типа ВА55-39 с параметрами : I_н.а = 630 А, I_н.рц = 630 А. Определим ток срабатывания отсечки. По условию отстройки от рабочего максимального тока второй секции I_{раб.мах 2с} :

I_с.о.с = к_отс • I_{раб.мах} , (12.2)