Выбор сечения проводов ВЛ-10 кВ

5.  Выбор сечения проводов ВЛ-10 кВ

Электрический расчет линии 10 кВ производится с целью выбора марки Ии сечения провода и определение потерь напряжения и энергии. Сечение проводов выбирается нагрузки с учетом надежности.

Выбираемое сечение проводов проводится:

по допустимому нагреву.

(5.1)

по потере напряжения

(5.2)

Определяем рабочий ток линии

(5.3)

Где S_расч – расчетная полная мощность, кВа,

U_ном – номинальное напряжение, кВ.

Питание потребительских ПС10/0,4 кВ осуществляется от одной линии.

∑S = S_ТП = 354,6 кВа.

Сечение провода определяется по экономической плотности тока.

(5.4)

где j_эк – экономическая плотность тока, А/мм². j_эк = 1,1 А/мм² []

Согласно ПУЭ для III климатического района по гололеду принимаем провод АС сечение провода должно быть не менее 50 мм². Выбираем провод АС-50.

I_доп = 210 А.

I_доп = 210 А > I_pmax = 20?5 А.

Условие выполнено.

Рассчитываем потери напряжения в линии

(5.5)

где Р_р, Q_р – мощности активная и реактивная, Вт,

 - длина линии, км,

Х₀ – реактивное сопротивление линии, Ом/км, Х₀ = 0,40 Ом/км. []

R₀ – активное сопротивление линии, Ом/км. R₀ = 0,60 Ом/км. []

∆U_доп = - 6% ≥ 1,28%.

Определяем потери электроэнергии на линии.

(5.6)

где I_pmax – рабочий ток линии,А

R₀ – активное сопротивление линии, Ом/км,

τ – время максимальных потерь, час, τ = 1450 час. [].

Потери энергии в линии, %.

(5.7)

где W_год – годовое потребление энергии. W_год = Р_расч∙Т_max.

Т_max – время использования максимальной мощности. Т_max = 2700 час.

.

Потеря энергии в трансформаторе, %.

(5.8)

где ∆W_т – потеря энергии в трансформаторе. []

.

Рассчитаем линию 0,4 кВ.

Разбиваем нагрузку не две линии.

Линия 1, 3 -

Линия 2 -

Расчет линии 0,4 кВ ведем методом интервалов.

Определим эквивалентную мощность:

S_эквив1 = S_р1∙К_д (5.9)

Где К_д – коэффициент динамики роста. К_д = 0,7 [].

S_эквив1 = 152∙0,7=106,4 кВа

S_эквив2 = 203,8∙0,7=143 кВа.

Выбираем провод А-50.

6.  Расчет токов КЗ

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и термическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты.

Расчет токов КЗ начинаем с выбора расчетной схемы, на которой указывается марки проводов и их сечение, длина линий, силовые трансформаторы их мощность.

На расчетную схему наносим точки КЗ.

Рис. 6.1 Расчетная схема замещения

На схеме замещения указываются индуктивные и реактивные сопротивления основных элементов системы, линии, трансформаторов.

На схеме расставляются точки КЗ. Расчет ведем методом именнованных единиц. Принимаем базисное напряжение средненоминальное напряжение одной ступени

U_б = 10,5 кВ.

Рис. 6.2 Схема замещения

Определяем сопротивление схемы замещения.

Сопротивление системы.

(6.1)

ХС = 1,

где  - мощность КЗ , кВа.

Сопротивление линии активное.

(6.2)

Сопротивление реактивное.

(6.3)

где R_0, X₀ – активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км.

 - длина линии, км.

U_ном – номинальное напряжение, кВ.

Сопротивление трансформатора.

(6.4)

(6.5)

где Р_к – потери КЗ в трансформаторе, кВт.

Uк – напряжение КЗ, %,

S_НТ – номинальная мощность трансформатора, кВ,

U_Н – номинальное напряжение, кВ.

Результирующее сопротивление до точек КЗ.

(6.6)

Трехфазный ток КЗ.

(6.7)

Ток двухфазного КЗ.

(6.8)

Ударные токи КЗ.

(6.9)

Где К_уд – коэффициент ударности. []

Мощность КЗ.

(6.10)

где Z_Q – сопротивление контактов, принимаем Z_Q = 15 Ом.

Сопротивление линии 10 кВ.

.

Расчет точки К-1.

Определяем сопротивление трансформатора.

Трехфазный ток КЗ.

.

Двухфазный ток КЗ.

Мгновенное значение ударного тока КЗ.

Определяем сопротивление линии 0,4 кВ для провода А-50.

Х_л1 = Х₀= 0,35∙0,2 = 0,07 = 70мОм.

R_л1 = R₀=0,59∙0,2 = 0,118 = 118 мОм.

Х_л2 = Х= 0,35∙0,3 = 0,105 = 105мОм.

R_л2 = R₀=0,59∙0,3 = 0,147 = 147 мОм.

Результирующее сопротивление.

(6.11)

.

Трех фазные токи в точках К-2, К-3, К-4.

Точка К-2

Точка КЗ