Материал: Система электроснабжения сельскохозяйственного района Нечерноземной зоны

Затраты на вариант 3 больше, кроме того он характеризуется слишком низким коэффициентом загрузки в нормальном режиме работы (К_З = 0,31).

Таким образом, окончательно к установке принимаем 2-й вариант: 2х ТДН-1000/110/10.

4. Расчет ВЛ-10 кВ

Для воздушных линий сельскохозяйственных потребителей выбор проводов осуществляется по следующим условиям:

1) по номинальному току:

I_н ≥ I_р = , (4.1)

2) по экономической плотности тока:

F_р = , (4.2)

где J_эк = 1,1 - экономическая плотность тока для сельскохозяйственных потребителей, согласно [1].

Выбранный провод должен проверяться на допустимые потери напряжения:

ΔU% = <10% (4.3)

где l - длина линии, км;

R_o, X_o - активное удельное и реактивное сопротивление проводника, Ом.

φ _линии = arctg (Q_линии/P_линии) (4.4)

4.1     Расчет нагрузок на магистралях линий

Расчет нагрузок для участков линий проведен в разделе 2. Результаты расчетов приводятся в приложении А. В качестве примера рассматриваем ВЛ - 10 кВ «Подол», для этой ВЛ результаты расчетов нагрузок по участкам сведены в таблицу 4.1.1. Схема ВЛ приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Схема ВЛ - 10 кВ «Подол» с нагрузками

Таблица 4.1.1

Расчетные нагрузки по участкам

В соответствие с рисунком 4.1 рассчитываются токи и нагрузки на магистрали и отпайках линии. Суммирование мощностей производим с учетом коэффициента одновременности. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.1.2.

Таблица 4.1.2

Расчет токов и нагрузок отпаек и магистрали

.2 Выбор сечения проводов на участках линий и определение потерь напряжения

Сечение проводов в сельских воздушных линиях напряжением 10кВ выбираются в соответствии с рекомендацией ПУЭ о выполнении магистрали ВЛ проводами неизменного сечения и не менее 50 мм2.

Принимается к выполнению магистраль воздушной линии 10кВ проводом СИП-3 сечением не менее 50 мм², а отпайки проводом СИП-3 сечением не менее 35 мм².

Определяются потери напряжения на участках линии 10кВ.

Для самонесущих изолированных проводов типа СИП реактивное сопротивление не нормируется. Поэтому потери напряжения рассчитываются без учета реактивной составляющей.

В качестве примера рассмотрим определение потерь напряжения для участка линии 8-7 (к ТП 1.8 «Подол»). Участок выполнен проводом СИП-3 сечением 35 мм², которому соответствует:_o7-8 = 0,641 Ом/км,

S_7-8 = 104 кВА, Р_7-8 = 86,3 кВт, Q_7-8 = 70,2 квар;

L_7-8 = 0,95 км, U_ном = 10000 В;

ΔU_7-8 =  = 0,05 %.

Выбираем сечение участка линии F_уч.р 35 мм².

Выбор сечения и определение потерь напряжения на других участках линии выполняется аналогично, результаты расчетов сведены в таблицу 4.2.1

Таблица 4.2.1

Выбор сечения проводов ВЛ «Подол»

Расчет по остальным линиям 10 кВ аналогичен расчету ВЛ-10 кВ «Подол», результаты расчета сведены в таблицу 4.2.2.

Таблица 4.2.2

Выбор сечения проводов линий 10 кВ

ВЛ 10 кВ выполняем на деревянных опорах. Линейная арматура производства ЗАО «МЗВА», штыревые изоляторы фарфоровые, подвесные - стеклянные.

5. Выбор и сравнение вариантов схем ОРУ ВН

При выборе главной схемы подстанции необходимо учитывать несколько основных факторов:

требуемая надежность работы РУ;

коммутация высоковольтных линий, трансформаторов и компенсирующих устройств с учетом перспективы развития ПС;

возможность и безопасность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на отдельных элементах схемы без отключения присоединений или с отключением присоединений при соответствующем обосновании и согласовании;

наглядность, удобство эксплуатации, компактность и экономичность;

ремонтопригодность;

стоимость РУ.

В соответствии с задачами электроснабжения разрабатываемая подстанция является проходной. Подстанция имеет два трансформатора и две отходящие ВЛ 110 кВ. Для ПС 35, 110 и 220 кВ на стороне ВН при четырех присоединениях (2ВЛ+2Т) и необходимости осуществления секционирования сети применяются мостиковые схемы

Для проходных двухтрансформаторных ПС с двухсторонним питанием при необходимости сохранения в работе двух трансформаторов при КЗ (повреждении) на ВЛ в нормальном режиме работы ПС рекомендуется применить схему мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий (рисунок 5.1). При необходимости сохранения транзита при КЗ (повреждении) в трансформаторе рекомендуется применить схему мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов (рисунок 5.2.)

Принимая во внимание тот факт, что КЗ на воздушных линиях происходят реже, чем в трансформаторах, принимаем схему ОРУ - мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий.

Рисунок 5.1 - Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий

Рисунок 5.2 - Мостик с выключателями в цепях трансформаторов и ремонтной перемычкой со стороны трансформаторов

На стороне 10 кВ применяется комплектное распределительное устройство на базе ячеек К-59 по схеме с одной секционированной системой шин.

6. Расчет токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания проводится для выбора и проверки параметров основного силового оборудования, а также для выбора уставок необходимых средств релейной защиты и автоматики.

В соответствии с [7] введём ряд допущений, упрощающих расчёт и не вносящих в него существенных погрешностей:

линейность всех элементов схемы;

приближенный учёт нагрузок;

пренебрежение активными сопротивлениями при X / R > 3;

симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания;

токи намагничивания трансформаторов не учитываются.

Погрешность расчётов при данных допущениях не превышает 2-5% .

.1 Расчётная схема установки

Рисунок 6.1 - Расчетная схема с обозначением ступеней напряжения

Под расчетной схемой установки понимают упрощенную однолинейную схему электроустановки с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на расчет токов КЗ. Расчетная схема с обозначением ступеней напряжения представлена на рисунке 6.1.

.2 Составление схемы замещения и определение ее параметров

Схема замещения для нормального режима работы представлена на рисунке 6.2. Расчет проводится в относительных единицах.

Рисунок 6.2 - Схема замещения для нормального режима работы

За базисную мощность принимаем мощность трансформатора:

S_б = S_тр-р = 10 МВ×А

Определим базисные напряжения и токи ступеней напряжений:

ВН: U_б,I = 115 кВ;

 (кА)

НН: U_б,II = 10,5 кВ;

 (кА)

Параметры энергосистем.

Мощность трехфазного короткого замыкания:

, МВ·А, (6.1)

где I_кзВН - ток короткого замыкания на шинах высокого напряжения, кА.

 (МВ·А)

 (МВ·А)

Сопротивления линий электропередач:

W1:

 = 0,27 Ом/км;  Ом/км.

Значения сопротивлений всех других линий определяются аналогично и приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Сопротивления линий