Нагрузка ТП хозяйства ОАО «Отечество»

 

 

1.3 Выбор мощности трансформаторов, числа трансформаторов,

количества трансформаторных подстанций и место установки

 

Мощность и число трансформаторов  понижающих подстанций выбирают по расчётной  мощности на шинах низшего напряжения с учётом перегрузочной способности трансформаторов и требований по обеспечению необходимой степени надёжности электроснабжения потребителей.

На подстанциях устанавливают  один или два трансформатора. На двух трансформаторных подстанциях рекомендуется устанавливать трансформаторы одинаковой мощности, причём мощность каждого из них должна составлять 65-70% мощности подстанции на конец расчётного периода.

Расчётная мощность трансформатора потребительской подстанции определяется путём сложения расчётных мощностей первых от подстанции участков линии, отдельно для дневного и вечернего максимума нагрузок. Наибольшая мощность одной из линии применяется без изменений, а мощности остальных прибавляются уменьшенными в соответствии с таблицей надбавок.

Площадку для установки  трансформаторной подстанции нужно  выбирать на незаселённой местности, не затопляемой паводковыми водами, в центре нагрузок или вблизи от него, по возможности близко от населённого  пункта, автодороги, железнодорожной  станции. Площадка должна иметь по возможности инженерно-геологические условия, допускающие строительство без устройства дорогостоящих заземлений и фундаментов под оборудование и не вызывать большого объёма планировочных работ.

Компоновка оборудования подстанции должна обеспечить простые  и удобные подходы и выходы воздушных линий всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования, возможность дальнейшего расширения подстанции, если это предусмотрено схемой перспективного развития. [6]

Определим дневной и вечерний максимум нагрузок на шинах ТП-1:

                                          Р_{дн. тп-1}= Р_{дн. max} + ∑ΔP,                                              (6)

                                          Р_{веч. тп-1}= Р_{веч. max} + ∑ΔP,                                           (7)

где Р_{дн. max} – наибольшая дневная нагрузка, кВт;

Р_{веч. max} – наибольшая вечерняя нагрузка, кВт;

ΔP – надбавки оставшихся нагрузок, кВт.

Р_{дн. тп-1} = 190+108+60,6+74+112+100+122,5+84+30,2+80 = 961,3 кВт;

Р_{веч. тп-1} = 250+100+43+63,4+104+88+160+69+12,5+64,8 = 954,7 кВт.

К суммарной вечерней нагрузке прибавляем нагрузку наружного  освещения:

Р_{веч. тп-1}= 954,7+22,5 = 977,2 кВт.

Определим полные дневные и вечерние мощности на шинах  ТП-1:

                                                   S_{дн. тп-1} =₍₈₎

                                                   S_{веч. тп-1} =₍₉₎

где cosф_дн – коэффициент мощности для дневной нагрузки. Принимаем    cosф_дн= 0,8;

cosф_веч – коэффициент мощности для вечерней нагрузки. Принимаем cosф_дн  = 0,83;

Р_{дн. тп-1} – дневной максимум нагрузок на шинах ТП-1, кВт;

Р_{веч. тп-1} – вечерний максимум нагрузок на шинах ТП-1, кВт.

S_{дн. тп-1} == 1201,6 кВА;

S_{веч. тп-1} == 1177,3 кВА.

С учётом категории потребителей по надёжности электроснабжения на подстанции ТП-1 устанавливаем два силовых трансформатора типа ТМН - 1600/10, одинаковой мощности. Мощность трансформатора определяем по наибольшей полной расчётной нагрузке. Номинальные данные трансформаторов приведём в таблице 3.[6], [14]

 

Таблица 3 – Номинальные данные трансформаторов ТП-1

 

Параметр	Значение параметра
Номинальная мощность,Sн.т, кВА	1600
Потери короткого замыкания, ∆Рк.з, кВт	16,5
Потери холостого хода ∆Рх.х , Вт	3,3
Напряжение короткого  замыкания Uк, %	5,5
Сопротивление тр-ра при однофазном к.з,Zт/3, Ом	0,016

 

Определим дневной и вечерний максимум нагрузок на шинах ТП-2:

Р_{дн. тп-2}= 250+0+0+55+60,6+62+55=482,6 кВт;

Р_{веч. тп-2}=210+9,8+9,2+34+43+53+41=400 кВт.

К суммарной вечерней нагрузке прибавляем нагрузку наружного  освещения:

Р_{веч. тп-2}= 400+22,5=422,5 кВт.

Определим полные дневные и вечерние мощности на шинах  ТП-2:

S_{дн. тп-2} == 603,25 кВА;

S_{веч. тп-2} == 509 кВА.

 С учётом категории потребителей по надёжности электроснабжения на подстанции ТП-2 устанавливаем два силовых трансформатора типа ТМ - 630/10, одинаковой мощности. Мощность трансформатора определяем по наибольшей полной расчётной нагрузке. Номинальные данные трансформаторов приведём в таблице  4.[6], [14]

Таблица 4 – Номинальные данные трансформаторов ТП-2

 

 

 

 

Параметр	Значение параметра
Номинальная мощность,Sн.т, кВА	630
Потери короткого замыкания, ∆Рк.з, кВт	7,6
Потери холостого хода ∆Рх.х  Вт	1,31
Напряжение короткого  замыкания Uк,%	5,5
Сопротивление тр-ра при однофазном к.з,Zт/3,Ом	0,014

 

1.4 Определение допустимых потерь напряжения

Наиболее важным параметром качества электроэнергии является уровень напряжения у потребителя. Для обеспечения допустимых отклонений напряжения необходимо при проектировании электрических сетей рассчитывать допустимые потери напряжения.

Исходными данными для  расчёта допустимых потерь напряжения является допустимые отклонения напряжения у потребителя, уровень напряжения в центре питания, в момент максимальных и минимальных нагрузок и наличие средств регулирования напряжения.

По нормам правил ПУЭ (правила  устройства электроустановок) отклонения напряжения должны составлять ±5% от номинального напряжения.

Номинальные потери напряжения для сети 10 и 0,4 кВ определяем путём  составления таблицы отклонений напряжений. [1], [11]

Уровень напряжения на шинах  районной трансформаторной подстанции составляет:

δ_±7,5 %;

δ_±0 %.

Составим таблицу 5 отклонений напряжений.

Таблица 5 – Отклонение напряжений ТП-1 и ТП-2

Звено электрической сети	ТП-1 и ТП-2
	Нагрузка %
	100	25
1	2	3
Шины 10кВ РТП	+7,5	+0
ВЛ - 10кВ РТП	-9,6	-2

 

 

Продолжение таблицы 5

1	2	3
Потребительский трансформатор 10/0,4 кВ а) потеря напряжения   б) надбавка напряжения	-4	-1
	+7,5	+7,5
ВЛ – 380/220 В	-6,4	-0
Уровень напряжения у потребителя	-5	+4,5

Определим допустимую потерю напряжения как разность отклонений напряжений в начале и в конце сети:

Δ₌ +7,5 - 4 + 7,5 - (-5) = 16%.

Распределяем на линии 10 кВ и 0,4 кВ в следующем отклонении – на ЛЭП 10кВ – 60 % на 0,4кВ – 40 %:

Δ_.

Определяем уровень напряжения у потребителя при минимальной 25% нагрузке:

δ_+0-2-1+7,5- 0 = +4,5 %;

δ_≤5 %.

4,5≤5% - меньше допустимого  значения, отклонения при минимальной  нагрузке будут в норме.

 

1.5 Электрический расчёт сети напряжением 0,38 и 10 кВ

 

Электрический расчёт сети ТП-1 напряжением 0,38 кВ

 

Расчёт производим по длительно  допустимому току, в зависимости  от допустимой температуры нагрева и по допустимой потере напряжения. Составим расчётную схему, согласно таблице расчёта электрических нагрузок.

Рисунок 3 – Расчётная схема ТП-1, согласно таблицы подсчёта электрических нагрузок

 

Порядок расчёта:

1. Определим рабочие максимальные токи на каждой отходящей линии по нагрузке головного участка:

                                                       I_{раб max Л} =,                                            (10)

где - максимальная мощность головного участка, кВА;

U – напряжение сети, кВ.

 

I_{раб max Л-1} == 270,9 A;

I_{раб max Л-6} == 369,2 A;

I_{раб max Л-2} == 158,4 A;

I_{раб max Л-3} == 193,7 A;

I_{раб max Л-4} == 280,3 A;

I_{раб max Л-5} == 252,9 A;

I_{раб max Л-7} == 216,8 A;

I_{раб max Л-8} == 80,9 A;

I_{раб max Л-9} = = 205,9 A;

I_{раб max Л-10} = = 343,2 A.

2. Определим длительно допустимый ток для каждой отходящей линии:

                                          I_{доп Л-1} = K₁× K₂× I_{раб max Л},                                        (11)

где I_{раб max Л} – рабочий максимальный ток линии, А;

K_1, K₂ – поправочные коэффициенты учитывающие число рядом проложенных кабелей. Принимаем K₁× K₂ = 1,04×0,87.

I_{доп  Л-1}= 1,04×0,87×270,9 = 245,1 А;

I_{доп  Л-2}= 1,04×0,87×158,4 = 143,3 А;

I_{доп  Л-3}= 1,04×0,87×193,7 = 175,3 А;

I_{доп  Л-4}= 1,04×0,87×280,3 = 253,6 А;

I_{доп  Л-6}= 1,04×0,87×369,2 = 334 А;

I_{доп  Л-7}= 1,04×0,87×216,8 = 196,2 А;

I_{доп  Л-8}= 1,04×0,87×80,9 = 73,2 А;

I_{доп  Л-9}= 1,04×0,87×205,9 = 186,3 А;

I_{доп  Л-5}= 1,04×0,87×252,9 = 228,8 А;            I_{доп  Л-10}= 1,04×0,87×343,2 = 310,5 А.

3. По таблицам допустимых токов выбираем марки и сечения кабелей и произведём проверку по допустимой потере напряжения:

ЛИНИЯ-1

I_{доп  Л-1}=245,1 А;

I_{доп  таб}≥ I_{доп  Л-1;}

I_{доп  таб}= 265 А;

265А≥ 245,1 А.

СБУ 4×70 + 1×90

Проверка: 

                                      ΔU_дейст=×(R₀×cosф+Х₀×siф),                              (12)

где – максимальная мощность  участка, кВА;

U – номинальное напряжение сети, кВт;

R₀ – активное сопротивление токоведущей жилы, Ом/км;

соsф – коэффициент мощности. Принимаем соsф =0,85;

Х₀ – индуктивное сопротивление токоведущей жилы. Принимаем

Х₀ = 0,35 Ом/км;

sinф – синус мощности. Выбираем по справочнику для соsф =0,85, принимаем sinф = 0,52;

 – длина участка, км.

ΔU_дейст =×(0,28×0,85+0,35×0,52) = 89×(0,087+0,182) = 23,9 В.

Переведём ΔU_дейст в проценты, оно должно быть не больше 6,4 %.

 

= 5,9%;

6,4%≥5,9%Данное сечение кабеля подходит по потере напряжения с запасом.

ЛИНИЯ-2

I_{доп  Л-1}=143,3 А;

I_{доп  таб}≥ I_{доп  Л-2;}

I_{доп  таб}= 395 А;

395А≥ 143,3 А.

СБУ 4×150 + 1×90

Проверка:

ΔU_{дейст уч 0-2} = ×(0,123×0,85+0,35×0,52) = 65,7×(0,104+0,182) = 18,8 В;

ΔU_{дейст уч 2-3} =×(0,123×0,85+0,35×0,52) = 19,6×(0,104+0,182) = 5,6 В.

Переведём ΔU_дейст в проценты:

= 4,7%;

= 1,4%;ΔU_{дейст л-2} = 4,7+1,4 = 6,1%;

6,4%≥6,1%.Данное сечение кабеля подходит по потере напряжения с запасом.

ЛИНИЯ-3

 

I_{доп  Л-1}=175,3 А;

I_{доп  таб}≥ I_{доп  Л-3;}

I_{доп  таб}= 450 А;

450 А≥ 175,3 А.

СБУ 4×185 + 1×90

Проверка:

ΔU_{дейст уч 0-4} =×(0,103×0,85+0,35×0,52) = 40,2×(0,08+0,182) = 10,5 В;

ΔU_{дейст уч 4-5} =×(0,103×0,85+0,35×0,52) = 19,6×(0,08+0,182) = 0,47 В;

ΔU_{дейст уч 4-6} =×(0,103×0,85+0,35×0,52) = 34×(0,08+0,182) = 8,9 В;

ΔU_{дейст уч 4-5} =×(0,103×0,85+0,35×0,52) = 18,75×(0,08+0,182) = 4,9 В.

Переведём ΔU_дейст в проценты:

= 2,6%;

= 0,1%;          = 2,2%;

= 1,2%;ΔU_{дейст л-2} = 2,6+0,1+2,2+1,2 = 6,1%;

6,4%≥6,1%.Данное сечение кабеля подходит по потере напряжения с запасом.