Располагаем ТП в центре условно закрепленной за каждым ТП территории
микрорайона.
3.3 Выбор сечения кабельных линий 10 кВ.
Распределительные линии состоят из петлевых линий, имеющих на различных участках различные нагрузки и следовательно могут выполняться различными сечениям.
Практически линии на всем протяжении от первой секции ЦП до второй секции ЦП выполняются одним сечением, как и на головных участках. Во всех случаях к прокладке в траншеях принимаем кабель марки ААБл с алюминиевыми жилами. Сечение кабелей с алюминиевыми жилами в распределительных сетях напряжением 10-20 кВ при прокладке в земляных траншеях следует принимать не менее 70 мм².
Выбор сечений кабелей первой петли.
Расчетная схема рис 2.5
При допущении об «однородности» сети (т.е. одинаковости отношений ri/xi для всех участков) производим расчет потокораспределения мощности:
Sa-1=(S1La’-1+ S2 L2-a’+ S3 L3-a’+ S4 L4-a’+ S5 L5-a’+ S6 L6-a’+ S7 L7-a’)/ La-a’=(738*6.92+738*66+673*5.8+673*5.5+537*5.1+537*4.9+537*4.7)/10.38=
=2454.4 кBA
Sa’-7=(738*3.46+738*3.78+673*4.58+673*4.88+537*5.28+537*5.48+537*5.68)/
10.38=1980.4 kBAк
Sa-1+ Sa’-7=∑ S тп i
С помощью 1 закона Кирхгофа определяем мощности на других участках и находим точку потокораздела.
Уточняем нагрузку головных участков линии с учетом коэффициента одновременности.
Sp=kодн*∑S тп i
Sp а-1=(738+738+673)*0,8=1719,2 кВА
Sp а’-7=(537+537+537+673)*0,85=1941,4 кВА
Sp ав =(738+738+673+673+537+537+537)*0,75=3324,75 кВА
A
A
А
Выбираем сечение кабеля по экономической плотности тока.
где Jэ- нормированное значение экономической плотности тока А/мм²
для Тм=3000ч Jэ=1,6 А/мм²
мм²
Проверяем выбранное сечение кабеля по нагреву длительно допустимым током. Для кабеля с алюминиевыми жилами в свинцовой или алюминиевой оболочке прокладываемого в земле для сечения 70 мм² Iдоп=165 А.
а)загрузка кабеля в нормальном режиме
кз=(Iр /Iдоп)*100%=(112,08/165)*100%=67,9%
б) загрузка кабеля в аварийном режиме
кз=(Iaв/ Iдоп)*100%=(191,75/165)*100%=116%
что находится в пределах нормы согласно 1.3.2 [4]
Находим потерю напряжения в линии по формуле :
∆U=(∑P* L)*∆Uтаб
где P-нагрузка отдельных участков линии
L-длина линии в км
∆Uтаб- удельная потеря напряжения %(МВт*км )
∆Uа3=[0,673*0,92*0,8+(0,673+0,738)*0,9*0,92*0,325+(0,738+0,738+0,673)*0,8*0,92*3,46]*0,498=3,16%
∆Uа’4=[0.673*0.92*0.4+(0.673+0.537)*0.9*0.92*0.2+(0.673+0.537+0.537)*0.85*0.92*0.2+(0.673+0.537+0.537+0.537)*0.85*0.92*4.7]*0.498=4.54%
∆U10кВ<6%
Проверяем выбранное сечение кабеля на термическую устойчивость при токах к.з.
Для проверки выбранного сечения кабеля на термическую устойчивость необходимо определить ток к.з на шинах 10кВ ИП.
Определим предварительно возможный ток и мощность к.з на шинах ИП. На подстанции установлено 2 трансформатора по 16 МВА каждый, Uк=17%
Мощность системы Sc=∞, хc=0
Обмотки трансформаторов 115/11 кВ
Мощность к.з
МВА
Тогда ток к.з будет
кА
Проверка сечения кабеля на термическую устойчивость производится по формуле:
тmin=(I∞/е) √tпр
где -сечение жилы кабеля, мм2
е-коэффициент, соответствующий разности выделенного тепла в проводнике до и после к.з (для алюминия е=95)
При расчете Iкз в распределительной сети 10 кВ весьма часто затухание не учитывают, в этом случае: tд =tпр
Действительное время слагается из действия защиты и собственного время выключателя: tд=tзащ+tвык
где tзащ-время действия защиты, принимается =0,5 с
tвык-собственное время выключателя, принимается =0,15 с
tд=0,5+0,15=0,65 с
min=(5,17*√0,65)/95=44 мм²
Выбранный кабель удовлетворяет условиям проверки.
Выбор сечения кабелей второй петли.
Расчетная схема рис 2.6
Аналогично предыдущему случаю находим потокораспределения мощностей и определяем точку потокораздела.
Sa8=(467*5,135+596*4,6+596*4,41+596*4,21+562*3,76+357*3,6+357*3,39)/9,2= 1619,3 кВА
Sa14=(467*4,065+596*4,56+596*4,79+596*4,96+562*5,44+357*5,625+357*5,81)/
=1909,7 кВА
С помощью первого 1 закона Кирхгофа находим мощности на других участках и находим точку потокораздела.
Уточняем нагрузку головных участков линии с учетом коэффициента одновременности, который принимается из табл 7 [1]
Sрa-8=(467+596+596)*0,85=1410,15 кВА
Sрa’-14=(596+562+357+357)*0,85=1591,2 кВА
Токи на участках
А
А
А
Выбираем сечение кабеля по экономической плотности тока:
мм²
Принимаем ближайшее стандартное сечение жилы кабеля 70 мм²
Проверяем выбранное сечение кабеля по нагреву длительно допустимым током. Для кабеля с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена, прокладываемого в земле для сечения 70 мм² Iдоп=140 А
а)загрузка кабеля в нормальном режиме:
кз=(Iр /Iдоп)*100%=(91,87/140)*100%=65,6%
б) загрузка кабеля в аварийном режиме:
кз=(Iaв/ Iдоп)*100%=(163/140)*100%=116,4%
что находится в пределах нормы согласно 1.3.2 [4]
Находим потерю напряжения в линии по формуле :
∆U=(∑P* L)*∆Uтаб
где P-нагрузка отдельных участков линии
L-длина линии в км
∆Uтаб- удельная потеря напряжения %(МВт км )
∆Uа10=[0,596*0,92*0,225+(0,596+0,596)*0,9*0,92*0,5+(0,467+0,596+0,596)*0,85*0,92*4,056]*0,68=4%<6%
∆Uа’11=[0,596*0,92*0,2+(0,596+0,562)0,92*0,9*0,185+(0,596+0,562+0,357)*0,92*0,85*0,185+(0,596+0,562+0,357+0,357)*0,92*0,85*3,39]*0,68=3,71%<6%
Проверяем выбранное сечение кабеля на термическую устойчивость при токах к .з.
Ток короткого замыкания на шинах подстанции Iкз=5,17 кА
tд=tзащ+tвык=0,65 с
min=(5,17*√0,65)/95=44 мм²
Выбранный кабель условиям проверки удовлетворяет.
|
ПЕТЛЯ |
МАРКА И СЕЧЕНИЕ КАБЕЛЯ |
|
1 |
3хАПвПу-10 1х70/16 |
|
2 |
3хАПвПу-10 1х70/16 |
Результаты выбора кабелей заносим в табл 2.3.
В связи с дальнейшим ростом нагрузок в этих линиях при строительстве применить кабель с сечением 120мм², что обеспечит дальнейшее развитие этой ветки электроснабжения города Сыктывкара.
Преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ перед кабелями с пропитанной бумажной изоляцией:
· более высокая надёжность в эксплуатации;
· меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий;
· низкие диэлектрические потери (коэффициент диэлектрических потерь 0,0003 вместо 0,004);
· большая пропускная способность за счёт увеличения допустимой температуры нагрева жил: длительной (90º С вместо 70º С), при перегрузке (130º С вместо 90º С);
· более высокий ток термической устойчивости при коротком замыкании (250ºС вместо 200ºС);
· высокая стойкость к повреждениям;
· низкая допустимая температура при прокладке без предварительного подогрева (-20ºС вместо 0ºС);
· низкое влагопоглощение;
· меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах;
· возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней;
· улучшение экологии при монтаже и эксплуатации кабелей (отсутствие свинца, масла, битума);
· Система качества соответствует требованиям ISO 9001.
3.4 Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ.
Технические данные тр-ра: ТДН 16000/110
Uвн=115 кВ, Uнн=11 кВ, ∆Рхх=32 кВт, ∆Ркз=105 кВт, Iхх=1,05%.
Каждая ветвь «система – трансформатор – питающая линия 10 кВ» работают в нормальном режиме изолированно друг от друга, поэтому расчет тока короткого замыкания в точке К ведем по одной ветви.
Принимаем Sб=100 МВА и приводим к ней все сопротивления:
хс=0 т.к Sс=∞:
Для трансформаторов:
Определяем: кА
При Uб=Uср=10,5 кВ
Результирующее сопротивление: x∑=x б=1,07
Т.к Sс=∞ и периодический ток от системы не изменяется:
Iк=I″=I∞=const
Ток и мощность короткого замыкания в точке К:
I″к= Iб/ x∑=5,5/1,07=5,14 кА
Sк=√3*Uср* I″к=1,73*10,5*5,14=93,4 МВА
Ударный ток в точке К
Iу=ку√2 I″к=1,8*√2*5,14=12,96 кА
ку=1,8
Таблица 2.6 Ток и мощности к.з
|
Ток кз .кА |
Мощность кз. МВА |
Ударный ток ,кА |
|
5,14 |
93,4 |
12,96 |
3.5 Расчет внутриквартальных электрических сетей напряжением
до 1000 В.
К разработке по сетям до 1000 В принят 3 микрорайон ДАВПОН. Питание потребителей 3 микрорайона осуществляется от 3-х ТП: 2×400 и 2(2×250) кВА. Микрорайон застраивается зданиями 2-й и 3-й категории по надежности электроснабжения.
