Розрахунок живлячої мережі

5.1. Розрахунок живлячої мережі

Живляча мережа призначена для забезпечення електроенергією промислових підприємств, вона сполучає районну підстанцію з ГПП підприємства. Згідно курсового проекту вона має напругу 110 кВ і довжину 32 км.

Підприємство буде живитися від повітряної ЛЕП з проміжковими залізобетонними опорами (одностояковими) з розміщенням проводів шестикутником. Для ЛЕП беремо сталеалюмінієві провода. Прийнята напруга живлячої мережі 110 кВ. Прийнята марка проводу АС (голий провід з осердям зі сталевих оцинкованих проволок і декількома зовнішніми навивами з алюмінієвих проволок).

Визначаємо активний опір трансформатора:

 Ом

Визначаємо індуктивний опір трансформатора:

 Ом

Визначаємо втрати активної потужності в трансформаторі:

 Мвт

Визначаємо втрати реактивної потужності в трансформаторі:

 Мвар

Визначаємо намагнічуючу потужність трансформатора:

Визначаємо потужність на обмотці 110 кВ трансформатора:

Визначаємо потужність на шинах 110 кВ підстанції:

або ==13,7 МВт

Визначаємо розрахунковий струм лінії:

 А

Визначаємо тривалість використання максимального навантаження:

 год.

W_ar =

Економічний переріз провода АС при J_ек= 1 А/мм²

 мм²

Приймаємо стандартний переріз 95 мм²

Вибираємо провід марки АС-95 [1] с.356

r₀ =0,30 Ом/км; х₀ =0,4 Ом/км. [17] с.512

Активний опір лінії довжиною 32 км.

R = r₀·l =0,30·32=9,6 Oм

Індуктивний опір лінії:

х = х₀·l =0,4·32=12,8 Ом

Втрати потужності, зумовлені ємністю кінця лінії:

 Мвар

=2,7·10^-6 при відстані між проводами 4,5 м

Повна потужність в кінці лінії:

Втрати активної потужності в лінії:

 МВт

Втрати реактивної потужності в лінії:

 Мвар

Повна потужність на шинах живлячої підстанції:

(9,75+0,16)-j(10,22+0,12- -0,52)=9,91-j9,82=9,91-j9,82

Напруга на шинах 110кВ підстанції підприємства:

 кВ

Напруга на шинах 10кВ підстанції:

5.2. Розрахунок розподільчих мереж підприємства

Розподільча мережа призначена для подачі напруги з ГПП на цехові ТП. Прийнята напруга 10 кВ. Схема розподілу радіальна. Прийнята марка кабеля АСБ

Визначаю струми навантаження на окремих ділянках мережі :

[1] c.106

 

 кВ∙А

 кВ∙А

;

;

;

;

;

;

;

Вибираємо переріз по економічній густині струму.

Для кабеля марки АСБ приймаємо j_ек =1,2 А/мм².

 [17] с.63

;

;

;

;

;

;

;

Визначаємо довжину лінії від кожного цеху до ГПП по картограмі:

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

 км;

Приймаємо стандартні кабелі по допустимим струмовим навантаженням для ділянок мережі: [1] c.359

1.АСБ-10×3×120 I_доп=240›І₁=138,7 А;

2.АСБ-10×3×70 I_доп=165› І₂=78,4 А;

3.АСБ-10×3×70 I_доп=165› І₃=80,4 А;

4.АСБ-10×3×185 I_доп=310› І₄=190 А;

5.АСБ-10×3×120 I_доп=240› І₅=130,7 А;

6.АСБ-10×3×150 I_доп=275› І₆=167,7 А;

7.АСБ-10×3×25 I_доп=90› І₇=15,1 А;

Визначаємо активний опір кожної ділянки:

 [1] c.107

; ;

; ;

;

;

;

Визначаємо індуктивний опір кожної ділянки:

X = X_o∙l_o [1] c.107

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Перевіряємо мережу на втрати напруги:

;

де ;

;

;

;

;

;

;

;

Втрати напруги у відсотках складають:

;

;

;

;

;

 ;

;

;

Сумарна втрата напруги у відсотках:

;

%

Напруга втрат у всіх колах живлення підприємства < 7%, що є в межах норми.

Результати заносимо в таблицю:

№ п/п	Марка кабелю і переріз	Відстань l, м	ΔU, Вт	ΔU, %
1.	АСБ-10×3×120	248	44,5	0,445
2.	АСБ-10×3×70	278	14,2	0,142
3.	АСБ-10×3×70	124	0,04	0,0004
4.	АСБ-10×3×185	106	6,4	0,064
5.	АСБ-10×3×120	308	17,4	0,174
6.	АСБ-10×3×150	220	10,4	0,104
7.	АСБ-10×3×25	218	4,9	0,049

Розділ 6. Розрахунок струмів короткого замикання

Для того щоб визначити величину струму к.з. необхідно знати величину опору кожного з елементів, які ввімкнені в даному колі, оскільки від їх опору залежить величина струму к.з.. Такими елементами є генератори, двигуни, силові трансформатори, реактори, повітряні і кабельні лінії, компенсатори. Враховують тільки індуктивні опори названих елементів(тобто опори їх обмоток)

Всі ці опори вказуються в довідниках в іменованих одиницях (тобто в Ом), в відносних одиницях або у відсотках.

Для повітряних і кабельних ЛЕП опори в довідниках вказуються в іменованих одиницях на 1км лінії у вигляді індуктивного опору

для повітряних ЛЕП X_о = 0,4 Ом/км.

для кабельних ЛЕП Х₀ = 0,08 Ом/км.

Для силових трансформаторів індуктивний опір задається напругою к.з. у відсотках U_к.з, (%).

Для реакторів опір вказується у вигляді індуктивного опору у відсотках Х(%) або іменованих одиницях (Ом).

Для синхронних генераторів опір вказується у вигляді індуктивного опору для початкового моменту к.з. у відносних одиницях X"d.

для синхронних генераторів X"d = 0,125;

для турбогенераторів X"d = 0,125,

для гідрогенераторів X"d = 0,2.

В тих випадках, коли активний опір елементів кола к.з. менший 1/3 індуктивного, то він не враховується при розрахунках струмів к.з. Це буває переважно при розрахунках струмів к.з. у високовольтних мережах.

Оскільки більшість елементів кола к.з. у довідниках вказується у відносних одиницях , то при розрахунках струмів к.з. у високовольтних лініях всі опори виражають у відносних одиницях і для спрощення розрахунків приводять їх до базисних, тобто за одиницю взятих величин.

 При цьому всі розрахункові дані приводять до базової напруги і базової потужності. Струм вираховують через напругу і потужність.

За базову напругу беруть середнє номінальне значення тієї ступені де проводяться розрахунки струмів к.з. Ця напруга на 5% більша за номінальну напругу. Базовими напругами можуть бути напруги величиною. 0,23; 0,4; 0,69; 3,15; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ і т.д.

За базисну потужність може бути прийнята потужність генератора , але частіше приймають потужність кратну 10 МВ·А. Найчастіше приймають потужність S = 100 МВ·А, або Σ номінальну потужність генераторів станції.

Для того щоб розрахувати параметри струмів к.з. необхідно мати розрахункову схему системи електропостачання з вказаними на ній елементами в вигляді умовних позначень і параметрів кожного елемента. По розрахунковій схемі складається схема заміщення, на якій всі елементи розрахункової схеми зображені у вигляді резисторів. Кожному резистору присвоюється порядковий номер, який записується над рискою дробу, а під нею вказується розрахована величина цього опору у відносних одиницях, приведена до базисних значень.

U_K=10,5%

2.Визначаємо опір ЛЕП:

3.Визначаємо результуючий опір в точці К₁:

4.Визначаємо базовий струм:

5.Визначаємо діюче значення струму к.з в точці К₁:

6.Визначаємо ударний струм:

7.Визначаємо потужність к.з в точці К₁:

8.Визначаємо опір трансформатора:

9.Визначаємо результуючий опір в точці К₂:

10.Визначаємо базовий струм:

11.Визначаємо діюче значення струму к.з в точці К₂:

12.Визначаємо ударний струм к.з в точці К₂:

13.Визначаємо потужність к.з в точці К₂:

14.Визначаємо опір КЛ:

15.Визначаємо результуючий опір к.з в точці К₃:

16.Визначаємо базовий струм:

17. Визначаємо діюче значення струму в точці К₃:

18. Визначаємо ударний струм к.з в точці К₃:

19. Визначаємо потужність к.з в точці К₃:

Результати розрахунків заносимо в таблицю:

Параметри	Точка к.з. К1,	Точка к.з. К2	Точка к.з. Кз
Х *рез.б.к	0,09	1,14	1,149
Ік.з, кА	5,6	5,2	4,8
ίу, кА	14,2	13,2	12,2
Sк.з, МВ·А	1111,1	87,7	87,03

Розділ 7. Вибір електрообладнання підстанції високої та низької напруги і перевірка його на дію струмів к.з.