Электроснабжение сельского населенного пункта (стр. 4 из 8)

Расчет проводов линии W3 на минимум проводникового материала проводится в следующей последовательности:

Определяется расчетная полная мощность на каждом участке.

S_0-8=P_0-8/ cos₈= 30/ 0, 7= 42, 9 (кВА)

Для линия W3 определяем момент по формуле:

, (5.6)

и сумму моментов:

(5.7)

Распределяем допустимую потерю напряжения ΔU_ДОП (п.4.10) по участкам линии пропорционально моментам этих участков:

(5.8)

Таблица 5.1

Линия	Участок	Провод	г₀,Ом/ км	х₀,Ом/ км	I_{р. макс},А	I_доп,А	U_ф,%	U_Σф,%
W1	0–1	А50	0, 576	0, 369	49, 23	210	0, 9	1, 4
	1–2	А50	0, 576	0, 369	35, 55	210	0, 2
	2–3	А50	0, 576	0, 369	8, 93	210	0, 3
W2	0–4	А50	0, 576	0, 369	70, 95	210	1, 33	1,76
	4–5	А50	0, 576	0, 369	56, 52	210	0, 26
	5–6	А50	0, 576	0, 369	28, 72	210	0, 13
	6–7	А50	0, 576	0, 369	6, 61	210	0, 04
W3	0–8	А50	0, 576	0, 369	65, 18	210	2, 41	2, 41

6. Конструктивное выполнение линий напряжением 0,38 кВ, 10 кВ и подстанции 10/0,38 кВ

Для линий 0,38 и 10 кВ выбираем:

Опоры – железобетонные опоры 0.38 кВ и 10 кВ;

Изоляторы – ШФ-10, НС-18.

Линейную арматуру

ТП1 и ТП2 однотрансформаторные комплектные трансформаторные подстанции со схемой соединения обмоток трансформаторов звезда- звезда с нулем КТП-10/0.38-160 и КТП-10/0.38-160. РУ 0,38 кВ – с автоматическими воздушными выключателями.

Основные технические характеристики трансформатора ТМ-160:

Номинальная мощность 160 кВА,

ВН=10кВ, НН=0.4кВ,

Группа соединения обмоток – 0,

РххА=510 Вт, РххБ=565 Вт, Ркз=2650 Вт,

Uк%=4.5, Iхх%=2.4, переключатель напряжений – ПБВ.

7. Расчет токов короткого замыкания

Рисунок 7.1- Схема расчета токов КЗ

Количество точек КЗ на стороне высокого и низкого напряжений одинаково, однако число сопротивлений на стороне 10 кВ больше, чем на стороне 0,38 кВ, поэтому принимаем U_б=10,5 кВ.

Рисунок 7.2-Схема замещения

Определяем сопротивления схемы замещения, приведенные к базисному напряжению.

Сопротивление системы:

, (7.1)

Xс=(10.5)²/210=0,53 Ом.

Сопротивления участков линии 10 кВ:

(7.2)

Таблица 7.1

Участок	R,Ом	X,Ом
5-6	1,68	1,57
2-5	0,84	0,78
3-2	1,26	1,18
3-4	1,68	1,57
1-3	0,84	0,78
0-1	0,42	0,39

Сопротивление трансформатора:

, (7.3)

rт= (2.65/160)*(10500²/160000) =11,4 Ом,

, (7.4)

Zт= (4.5/100)*(10500²/160000) =31 Ом,

, (7.5)

Ом.

Сопротивления участков ВЛ 0,38 кВ:

(7.6)

rw1 = 84,5 Ом, rw3 = 198 Ом,

Xw1 = 55,8 Ом, Xw3 = 130,6 Ом.

rw2 = 124 Ом,

Xw2 = 81,8 Ом,

До точки К₁: Z1= Xc; (7.7)

Z1=0,53Ом

До точки К₂: Z2=√ (r04)²+(Xc+X04)²; (7.8)

Z2=√ (0,42)²+(0,53+0,39)²=1 Ом,

До точки К₃: Z3=√ (r04+r42+r23+r31+r16)²+(Xc+X04+X42+X23+X31+ X16)²; (7.9)

Z3=√ (0,42+0,84+1,26+0,84+1,68)²+(0,53+0,39+0,78+1,18+0,78+1,57)²=

7,3 Ом,

До точки К₄: Z4=√ (r04+r42+r25)²+(Xc+X04+X42+X25)²; (7.10)

Z4=√ (0,42+0,84+1,68)²+(0,53+0,39+0,78+1,57)²=4,4 Ом,

До точки К₉: Z9=√ (r04+r42)²+( Xc+X04+X42)²;

Z9=√ (0,42+0,84)²+(0,53+0,39+0,78)²=2,1 Ом,

До точки К₅: Z5=√ (r04+r42+rт)²+( Xc+X04+X42+Xт)²; (7.11)

Z5=√ (0,42+0,84+11,4)²+(0,53+0,39+0,78 +19,6)²=24,8 Ом,

До точек К₆, К₇ и К₈результирующие сопротивления определяются аналогично.

До точки К6: Z6=√ (r04+r42 +rw1+rT)²+( Xc+X04+X42 +XT+Xw1)²;

Z6=√(0,42+0,84+11,4+84,54)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6+55,77)²=124,1Ом;

До точки К7: Z7=√ (r04+r42+rw2+rT)²+( Xc+X04+X42 +XT+Xw2)²;

Z7=√(0,42+0,84+11,4+124)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6 +81,83)²=171,2 Ом;

До точки К8: Z8=√ (r04+r42+rw3+rT)²+( Xc+X04+X42+ XT+Xw3)²;

Z8=√ (0,42+0,84+11,4+198)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6+130,6)²=259,7 Ом.

Рассчитываем токи трехфазного КЗ. Для точек 1, 2, 3, 4 выполняется условие U_ср.ном= U_б, поэтому ток КЗ определяется по формуле:

, (7.12)

Iк1=10.5/1.74*0,53=11,5кА;

Для точки 5 U_ср.номU_б, поэтому ток 3-х фазного КЗ равен

. (7.13)

Iк5= (10.5/1.74*24,8)*(10.5/0.4) =6,4 кА

Для точек 6, 7, 8 и 9 ток 3-х фазного КЗ определяется аналогично:

Определяем токи двухфазного КЗ для точек 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8:

(7.14)

Iк1=0.87*11,5=9,9 кА;

Ударный ток для каждой из точек КЗ определяется по формуле:

, (7.15)

где k_У – ударный коэффициент, для i – той точки КЗ рекомендуется определять по формуле:

, (7.16)

Т_а – постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, с;

r_i и x_i – результирующие активное и индуктивное сопротивления до точки КЗ.

(7.17)

Мощность трехфазного КЗ для каждой из точек КЗ определяется по формуле:

, (7.18)

Sк1=1.74*10.5*11,5=210 MВА;

где U_ср.н – среднее номинальное напряжение той ступени, на которой находится точка КЗ (10,5 или 0,4 кВ).

Определяем минимальную величину тока КЗ для проверки защиты на чувствительность. Это будут токи однофазного КЗ в конце линий 0,38 кВ (точки К₇, К₈ и К₆), которые рекомендуется рассчитывать по упрощенной формуле:

, (7.19)

где U_ф=0,22 кВ – номинальное фазное напряжение сети 0,38 кВ;

Iк6=0.22/ (0,7/3+0,277) =0,431 кА;

z_T – полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус, приведенное к напряжению 0,4 кВ, Ом;

z_T=0.70

z_п – полное сопротивление петли «фазный – нулевой провод линии», Ом; определяется по формуле:

, (7.20)

где

– длина линии, км;

r_0ф и r_0н – удельное активное сопротивление фазного и нулевого проводов линии, Ом/км; рекомендуется определять по приложению 1 1,2;

х_0п – удельное индуктивное сопротивление петли «фазный – нулевой провод линии», Ом; для проводов из цветных металлов рекомендуется брать х_0п=0,6 Ом/км.

Результаты расчета токов КЗ сводим в таблицу 7.2.

Таблица 7.2

Точка КЗ	U_ср.номкВ	Сопротивление, Ом			К_У	Токи КЗ,кА				S_к⁽³⁾МВА
Точка КЗ	U_ср.номкВ	r_	x_	z_	К_У	I_к⁽³⁾	I_к⁽²⁾	i_У	I_к⁽¹⁾	S_к⁽³⁾МВА
К₁	10,5	0,0	0,5	0,5	2,00	11,5	9,9	32,3	-	210
К₂	10,5	0,4	0,9	1,0	1,24	6,0	5,2	10,5	-	108,8
К₃	10,5	5,0	5,2	7,3	1,05	0,8	0,7	1,2	-	15,2
К₄	10,5	2,9	3,3	4,4	1,06	1,4	1,2	2,1	-	25,1
К₉	10.5	1,3	1,7	2,1	1,10	2,9	2,5	4,4	-	52,0
К₅	0,4	12,7	21,3	24,8	1,16	6,4	5,6	10,5	-	4,4
К₆	0,4	97,2	77,1	124,1	1,02	1,3	1,1	1,8	0,431	0,9
К₇	0,4	136,7	103,1	171,2	1,02	0,9	0,8	1,3	0,344	0,6
К₈	0,4	210,6	151,9	259,7	1,01	0,6	0,5	0,9	0,250	0,4

8. Выбор оборудования подстанции ТП 1

Выбранная комплектная трансформаторная подстанция ТП1 состоит из вводного устройства 10 кВ, силового трансформатора и РУ 0.38 кВ, имеющих необходимое оборудование и аппаратуру. Дополнительно к имеющемуся оборудованию подстанции необходимо выбираем высоковольтный разъединитель.