|
8 Выбор схемы распределительных сетей ВН Распределение электроэнергии от РП до потребительских ТП осуществляется по распределительным сетям 10 кВ. Распределительная и питающая сети 10 кВ используются для совместного питания городских коммунально-бытовых объектов. Городские сети 10 кВ выполняются с изолированной нейтралью /1/. Схем построения городских распределительных сетей довольно много. Выбор схемы зависит от требования высокой степени надежности электроснабжения, а также от территориального расположения потребителей относительно РП и относительно друг друга. Следует учитывать, что к электрической сети предъявляются определенные технико-экономические требования, с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого варианта. Экономические требования сводятся к достижению по мере возможности наименьшей стоимости передачи электрической энергии по сети, поэтому следует стремится к снижению капитальных затрат на строительство сети. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрической сети. Одновременный учет капитальных вложений и эксплуатационных расходов может быть произведен с помощью метода приведенных затрат. В связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по приведенным затратам. Выбор наиболее приемлемого варианта , удовлетворяющего технико-экономическим требованиям, - это один из основных вопросов при проектировании любого инженерного сооружения, в том числе и электрической сети. Рассмотрим схемы электрических сетей заданного района, а также проанализируем их достоинства и недостатки, с тем, чтобы выбрать наилучшие варианты для технико-экономического сравнения. Распределительные сети ВН выполняются по схемам: радиальной (одностороннего питания), магистральной, по разомкнутой петлевой с АВР, по замкнутой петлевой. Представлен вариант распределительных сетей, выполненный по радиальной или магистральной схеме (рисунок 3), так как данный вариант является наиболее простым и не дорогим. Рисунок 3 – Схемы распределительных сетей Характерной особенностью этих схем является одностороннее электроснабжение потребителей. При аварии на любом участке линии Л1 и Л2 или на шинах 10 кВ подстанции автоматически отключится головной масляный выключатель В1 или В2 и вне подстанции прекращают подачу электроэнергии потребителям на время ремонта. Такие схемы применяются для потребителей III категории, так как в этих схемах отсутствуют резервное питание и осуществляется минимальная надежность электроснабжения. Широко в городских сетях применяется распределительная сеть 10 кВ выполненная по кольцевой схеме (рисунок 4). Эта схема дает возможность двухстороннего питания каждой ТП. При повреждении какого-либо участка каждая ТП будет получать питание, согласно обеспеченной надежности электроснабжения потребителей. Рисунок 4 – Кольцевая схема электроснабжения Для увеличения электроснабжения магистральная сеть выполняется с двумя источниками питания (от разных секущих шин РП) рисунок 5. Рисунок 5 – Магистральная схема электроснабжения В дипломном проекте для сравнения рассматриваются две схемы распределительных сетей ВН: кольцевая схема электроснабжения и магистральная схема с двумя источниками питания. Согласно /4/ электрические сети 10 кВ на территории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше выполняются, как правило, кабельными. Кабельные линии прокладывают в траншеях на глубине не менее 0,7 м /1/. 9 Предварительный выбор сечения кабельной линии 10 кВ В соответствии с /3/ сечение кабелей с алюминиевыми жилами в распределительных сетях 10кВ при прокладке их в земляных траншеях, следует принимать не менее 35 мм2. Выбор экономически целесообразного сечения производится по экономической плотности тока в зависимости от металла провода и числа часов использования максимума нагрузки /1/: (9.1) где Im – расчетный максимальный ток, А; jэ – нормальное значение экономической плотности тока, А/мм2, jэ=1,6 А/мм2 /3/ (9.2) где Sm – максимальная расчетная мощность, передающаяся по кабелю, кВА; (9.3) Выбираем сечение кабеля на участке п/ст «Шелковая» - РП с ТП-2 (Рисунок 6). (.9.4) где Ку=0,8 /2/ РΣi – суммарная расчетная нагрузка i-й ТП. Рm0-2=( РΣ1+ РΣ2+ РΣ3+ РΣ4+ РΣ5+ РΣ6)*0,8=(355,64+237+323+450,4+417+ +512)*0,8=1836 кВ cos φ=0,92 - на шинах РП /2/ tg φ=0,43 Qm0-2= Qm0-1*tg φ=1836*0,43=789,5 кВт Выбираем кабель марки ААБ с сечением жилы 95 мм2 Iдоп = 240А Расчет кольцевой распределительной сети 10 кВ Рисунок 6 – Расчетная схема распределительных сетей 10 кВ, Вариант I, кольцевая схема. Выбираем сечения кабелей распределительной сети 10 кВ от РП. Определяется точка потокораздела: Проверка: S21+S23=ΣSm 1015,2+1078,8=2094 2094 кВА=2094 кВА Потоки мощности по участкам: S36=S23-S3=1078,8-378=700,8 кВА; S65=S36-S6=700,8-550=150,8 кВА; S54=S65-S5=150,8-433=-282,2 кВА; S14=S12-S1=1015,2-249=766,2 кВА; S45=S14-S4=766,2-484=282,2 кВА; S56=S45-S5=282,2-433=-150,8 кВА; ТП-5 является точкой потокораздела: P21=S21*cos φср.вз.=1015,2*0,94=954,3 кВт; P23=S23*cos φср.вз.=1078,8*0,94=1014 кВт; P36=S36*cos φср.вз.=700,2*0,94=658,2 кВт; P65=S65*cos φср.вз.=150,8*0,94=141,75 кВт; P14=S14*cos φср.вз.=766,2*0,94=720,2 кВт; P45=S45*cos φср.вз.=282,2*0,94=265,3 кВт. Определяется ток на каждом участке сети 10 кВ: (9.5)
По определенному току рассчитывается экономическая плотность тока и принимается стандартное большее сечение кабеля. Марка кабеля – ААБ, стандартное сечение кабеля 35-240 мм2 /9/. F21=36,7 мм2; Fст.21=50 мм2; Iдоп=140 А F14=27,7 мм2; Fст.14=35 мм2; Iдоп=115 А F45=10,2 мм2; Fст.45=35 мм2; Iдоп=115 А F56=5,4 мм2; Fст.56=35 мм2; Iдоп=115 А F63=25,3 мм2; Fст.63=35 мм2; Iдоп=115 А F23=39 мм2; Fст.23=50 мм2; Iдоп=140 А Производится проверка выбранных сечений кабеля в аварийных режимах: обрыв линии 1-2 или обрыв линии 2-3. Питание распределительной сети 10 кВ осуществляется от одной из двух секций шин РП-10кВ. Расчет производится аналогично расчету в нормальном режиме. Результаты расчетов снесены в таблицу 11. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Обрыв участка |
№ i-го участка |
Siав, кВА |
Рiав, кВт |
Iiав, А |
Fст., мм2 |
Uдоп,А |
Fст.принятое, мм2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1-2 |
2-3 |
2094 |
1968 |
121 |
50 |
140 |
50 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
3-6 |
1716 |
1613 |
99,2 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6-5 |
1166 |
1094 |
67,4 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5-4 |
733 |
689 |
42,4 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4,1 |
249 |
234 |
14,4 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2-3 |
1-2 |
2094 |
1968 |
121 |
50 |
140 |
50 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1-4 |
1845 |
1734 |
107 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4-5 |
1361 |
1279 |
79 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5-6 |
928 |
872 |
54 |
35 |
115 |
35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6-3 |
378 |
355 |
22 |
35 |
115 |
35 |
Таблица 11
Потери напряжения при найденном сечении определяются по формуле /9/:
(9.6)
где ΔUтб- табличное значение удельной величины потери напряжения, %/кВт*км /9/;
Ма –сумма произведений активных нагрузок на длины участков линий, кВт*м.
Расчетная потеря напряжений ΔU сравнивается с допустимой потерей напряжения ΔUдоп.
(9.7)
ΔUдоп=5% - в нормальном режиме работы;
ΔUдоп=10% - в аварийном режиме работы.
Определяются потери напряжения в нормальном режиме работы:
Потеря напряжения на участке 2-1-4-5:
ΔU2-1-4-5=0,654*954,3*220*10-6+0,925*(720,2*320+265,3*300)*10-6=
=0,42%<5%
Потеря напряжения на участке 2-3-6-5:
ΔU2-3-6-5=0,654*1014*320*10-6+0,925*(658,2*230+147,75*310)*10-6=
=0,4%<5%
Определяются потери напряжения в аварийном режиме работы:
Обрыв участка 1-2
ΔU2-3-6-5-4-1=0,654*1968*320*10-6+0,925*(1613*230+1094*310+689*300
+234*320)*10-6=1,33%<10%
Обрыв участка 2-3
ΔU2-1-4-5-6-3=0,654*1968*220*10-6+0,925*(1734*320+1279*300+
+872*310+355*230)*10-6=1,48%<10%
Выбранные сечения кабельной сети удовлетворяют условиям проверки по нагреву длительно допустимым током и по потери напряжения.
Расчет двухлучевой схемы распределительной сети 10 кВ
Рисунок 7 – Двухлучевая схема . Вариант II
Определяются потоки мощности по участкам:
S21=S1+S4+S5=249+484+433=1166 кВА;
S14=S4+S5=484+433 кВА;
S45=S5=433 кВА;
S23=S6+S3=378+550 кВА;
S36=S6=550 кВА.
Расчет и выбор сечений кабельной сети производится аналогично, как и для варианта I. Расчет в аварийном режиме производится при обрыве из цепи двухцепной линии. Результаты расчетов снесены в таблицу 12.
Таблица 12
№ участка
Smi,кВА
Ipi, А
Fi, мм2
Fст.i, мм2
Iдоп, А
Iавi,А
2-1
1166
33,7
21
35
115
67,4
1-4
917
26,5
17
35
115
53
4-5
433
12,5
7,8
35
115
25
2-3
928
26,8
17
35
115
53,6
3-6
550
16
10
35
115
32
Проверка выбранных сечений кабеля по допустимой потери напряжения ΔUдоп, производится в нормальном и в аварийном режимах. Проверка по потере напряжения в аварийном режиме производится при выходе из работы одного из двух кабелей в начале ветви (участок 2-1 или 2-3). Результаты расчетов сведены в таблицу 13.
Таблица 13
№ участка
Pi, кВт
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15
Новости |
Мои настройки |
|
© 2009 Все права защищены.