Нагрузка распределительной линии 10 кв

 

Полная нагрузка линии питающей ТП - 1; ТП - 2; ТП - 3; ТП - 4

 

S_л1=2547,76 кВА

Коэффициент одновременности для линий 10 кВ принимается согласно ПУЭ § 1-2-57.

Полная нагрузка линии питающей ТП-7; ТП-6; ТП-5

S_л2=1377,78 кВА

Полная нагрузка линии питающей ТП-9; ТП-8; ТП-10; ТП-11; ТП-12

S_л3=3067,79 кВА

 

Таблица 1. Нагрузка распределительной сети 10 кВ.

№

Наименование объекта

Жилые дома

Общественно - коммунальные здания

лифты

Полная нагрузка линий 0,4 кВ

Категория надежности элементов эл. снабжения

Кол-во кв-р

Ркв.уд., кВт

Робщ. кВт

м

Cos kmКол-воКсл.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

ТП - 1 9-ти эт. жилой дом Магазин Кафе Парикмахерская 9-ти эт. жилой дом Магазин Поликлиника 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом ТП - 2 9-ти эт. жилой дом Пром. магазин 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом Дет.садик 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом 5-ти эт. жилой дом

160 288 200 200 100 100 100 324 120 140 140 140 140 140 36 108 108 216 180 80

0,79 0,75 0,77 0,77 0,85 0,85 0,85 0,74 0,83 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 1,28 0,86 0,86 0,77 0,78 0,95

0,25 1,04 1,5 0,25 0,07 0,16 0,46 0,25 0,46 0,25 0,16 110 0,25 0,46 0,25 0,16 1,5 1,04 0,46 0,25

100 м^250 мест 10 раб. мест 300 м^2500 посещений 300 м^2250 мест 800 мест 300 мест 100 м^2200 м^2торг. ц. 900 мест 500 мест 100 м^2100 м^210 раб. мест 100 чел. 200 чел. 200 м^2

0,8 0,98 0,97 0,8 0,9 0,9 0,97 0,95 0,97 0,8 0,9 0,9 0,95 0,97 0,8 0,9 0,97 0,98 0,97 0,8

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,3 0,9 1,0 1,0 1,0 0,3 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 1,0

5 8 9 1 3 3 6 10 1 1 4 4 5 4 4 5 4 4 5 4

0,6 0,45 0,42 1 0,75 0,75 0,55 0,4 1 1 0,65 0,65 0,6 0,65 0,65 0,6 0,65 0,65 0,6 0,65

251,48 345,71 38,89 167,39 167,39 92,39 92,39 92,39 331,98 108,26 123,26 118,56 123,26 123,26 123,26 210,53 123,26 54,86 112,89 112,89

II II II III III III III III II III III II III III III II III II II II

Нагрузка на шинах 10 кВ РП

 

Полная нагрузка на шинах 10 кВ РП составит:

 

S_РП =(Sл.1 + Sл.2+ Sл.3)× 0,9; кВА;

 

S_РП = (2547,76+1377,78+3067,79)× 0,9=6294 кВА;

S_РП = 6294 кВА

 

Нагрузка на сборных шинах 10 кВ ГПП

 

Для расчета принимаю суммарную нагрузку линий 10 кВ питающих промышленные предприятия Sпр.пр.=50 000 кВА; нагрузка жилого района S_РП =6 294 кВА

Полная нагрузка на шинах 10 кВ ЦП составит:

 

S_ЦП = S_пр.пр.× к_н.× S_РП;

 

S_ЦП = 50000 × 0,6 × 6294 = 53 776,4 кВА

S_ЦП =53 776,4 кВА

Расчет результатирующей нагрузки на шинах ЦП выполнен применительно к утреннему максимуму, поэтому учитывается коэффициент несовпадения - к_н.=0,6, применительно к нагрузке распределительной сети.

 

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

 

Выбор трансформаторов ГПП

 

Наиболее часто ГПП, питающие промышленные предприятия, выполняют двухтрансформаторыми.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки на шинах ЦП в нормальном режиме работы. В послеаварийном режиме (при отключении одного из трансформаторов) для надежного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей, с целью снижения нагрузки трансформатора, может быть отключена.

При установке на ГПП двух трансформаторов, номинальная мощность каждого из них определяется по условию:

 

Sном. тр. = ³ Sр_∑/ 2×0,7 = Sр_∑/ 1,4; кВА

 

Sном. тр. ³53 776,4/1,4 =38 411,7 кВА

В аварийных условиях оставшийся трансформатор проверяют на допустимую перегрузку с учетом возможного отключения потребителей 3-й категории надежности.

 

,4× Sном. тр. ³ Sр_∑

 

,4 × 40 000>53 776,4, т.к. 56 000 >53 776,4 кВА;

Перегрузочная способность трансформаторов в аварийном режиме удовлетворяет условию: 1,4 Sном. тр. ³ Sр_∑

Таблица 2 Технические характеристики трансформатора

Sном.тр МВА	Тип тр-ра	Sст МВА	UВ кВ	Uн кВ	DРх.х. кВт	DРк.з.. кВт	DQх.х. кВАр	DIх.х. %	Uк %
38, 412	ТРДНС 40 000/110	40	115	10,5	34	170	220	0,55	10,5/30

 

Определим годовые потери электрической энергии - DW_тр. для трансформаторов ГПП по следующей формуле:

 

DW_тр= nDP^/_х.х.×Т_вкл.+1/n_тр×_.DP^/_к.з.(S_max/ S_{ном. тр.})^2××t,

 

где n_тр - число параллельно работающих трансформаторов,

Т_вкл. - число часов работы трансформатора в году

Т_вкл.=8760 ч

t - число часов максимальных потерь, ч.

 

t =(0,124 +Т_{max н.}/10 000)²×8760, где

 

Т_{max н.} - время использования максимума нагрузки потребителями, Т_{max н.}=2190 ч/год,

 

t =(0,124 +Т_{max н.}/10 000)²×8760 = (0,124 +2190/10000)²× 8760,

нагрузка трансформатор замыкание силовой

t =1030,6 ч

DP^/_х.х - приведенные потери холостого хода (х.х.);

DP^/_к.з - приведенные потери короткого замыкания (к.з.)

Определим приведенные потери холостого хода (х.х.) по формуле: 

 

DP^/_х.х=DP_х.х+ к_эк.× DQ_х.х.,

где DQ_х.х. = S_ном.тр.× I_х.х%_./100%, кВА;

к_эк - экономический эквивалент реактивной мощности (коэф. превышения потерь), к_эк=0,05¸ 0,07 кВт /кВА;

принимаю к_эк=0,05 кВт /кВА

DQ_х.х. =40000× 0,55/100 = 220 кВА

Приведенные потери холостого хода:

DP^/_х.х=34 +0,05× 220 = 45 кВт.

Приведенные потери короткого замыкания:

 

DP^/_к.з.= DP_к.з. + к_эк.× DQ_к.з., кВт;

где DQ_к.з..=_. S_{ном.тр.×} U_к%_./100%, кВА

 

к_эк - экономический эквивалент реактивной мощности (коэф. превышения потерь), к_эк=0,05¸ 0,07 кВт /кВА,

принимаю к_эк=0,05 кВт /кВА

DQ_к.з..= 40000 ×10,5/100 = 4200 кВА

DP^/ _к.з.=170 + 0,05× 4200 = 380 кВт

Таким образом, годовые потери электрической энергии - DW_тр.

для трансформаторов ГПП, составят:

DW_тр.=2× 45× 8760+1/2 × 380 (38411,7/40000)² ×1030,6=

DW_тр=968 972,17 кВт ч/год

Выбор трансформаторов ТП

 

Выбор мощности трансформаторов ТП производится исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме работы и с учетом необходимого резервирования в послеаварийном режиме

 

Sном. тр. = S_ТП / к_з.× N;

 

где N - число трансформаторов,

к_{з. -} коэф. загрузки трансформатора.

При преобладании нагрузок 2-й категории надежности, и при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а так же при нагрузках 3-й категории надежности коэф. загрузки тр-ра: к_з. =0,9¸ 0,95

Так как имеются потребители 2-й категории надежности, то для расчета принимаются двухтрансформаторные подстанции.

В случае аварийного отключения одного из трансформаторов нагрузка потребителей 2-й категории надежности переводится на оставшийся в работе трансформатор.

Определим мощности трансформаторов ТП по формуле:

 

Sном. тр. = S_ТП / к_з. ×N,

 

Для ТП -1

Sном. тр. =1075/2× 0,9 =597,22 кВА

Для ТП -2

Sном. тр. =921,1/2× 0,9 =511,72 кВА

Для ТП -3

Sном. тр. =563,48/2× 0,9 =313,04 кВА

Для ТП -4

Sном. тр. =271,26/0,9 =301,4 кВА

Для ТП -5

Sном. тр. =257,39/ 0,9 =285,99 кВА

Для ТП -6

Sном. тр. =544,51/2× 0,9 =302,51 кВА

Для ТП -7

Sном. тр. =728,97/2× 0,9 =404,98 кВА

Для ТП -8

Sном. тр. =330,66/2× 0,9 =183,7 кВА

Для ТП -9

Sном. тр. =977,4/ 2× 0,9 =543 кВА

Для ТП -10

Sном. тр. =689,7/2× 0,9 =383,17кВА

Для ТП -11

Sном. тр. =755,58/2× 0,9 =419,77 кВА

Для ТП -12

Sном. тр. =655,32/2× 0,9 =364,07 кВА

Принимаю к установке силовые трансформаторы:

ТП-1 2ТМ 630/10

ТП-2 2ТМ 630/10       

ТП-3 2ТМ 400/10

ТП-4 ТМ 400/10

ТП-5 ТМ 400/10

ТП-6 2ТМ 400/10       

ТП-7 2ТМ 630/10

ТП-8 2ТМ 250/10       

ТП-9 2ТМ 630/10

ТП-10 2ТМ 400/10

ТП-11 2ТМ 630/10

ТП-12 ТМ 400/10

Принятые мною к установке трансформаторы двухтрансформаторных подстанций проверяются на допустимую перегрузку, с учетом возможного отключения потребителей 3-й категории надежности по условию:

 

,4 S_ном.тр.≥ S_ТП

 

ТП-1

,4× 630=882< 1075 кВА

Условие не выполняется, однако, потребителей 3-й категории надежности (которые составляют 49%) в аварийном режиме можно отключить.

В этом случае перегрузка трансформатора составит:

К_{п. ав.}=(1075-526,75)/630=0,87

Такая перегрузка трансформатора допустима в течении 5 суток (если приняты меры по усилению охлаждения трансформатора), так как начальная загрузка трансформатора составит:

 

К_{з 1}= S_ТП/2×S_ном.= 1075/2× 630=0,85< 0,9

 

ТП-2

,4× 630=882< 921,1 кВА

Условие не выполняется, однако, потребителей 3-й категории надежности (которые составляют 57%) в аварийном режиме можно отключить.

В этом случае перезагрузка трансформатора составит

К_{п. ав.}=(921,1-526,03)/630=0,63

Перегрузка трансформатора допустима в течении 5 суток, начальная загрузка трансформатора составит:

 

К_{з 1}= S_ТП/2×S_ном.= 921,1/2× 630=0,73< 0,9

 

ТП-3

,4× 400=560< 563,48 кВА

Условие не выполняется, однако, потребителей 3-й категории надежности (которые составляют 15%) в аварийном режиме можно отключить.

В этом случае перезагрузка трансформатора составит

К_{п. ав.}=(563,48-84,52)/400=1,197»1,2

Перегрузка трансформатора допустима в течении 5 суток с продолжительностью по 8 часов в сутки, начальная загрузка трансформатора составит:

 

К_{з 1}= S_ТП/2×S_ном.= 563,48 /2× 400=0,7< 0,9

 

ТП-6

,4× 400=560>544,51 кВА

Условие выполняется.

ТП-7

,4× 630=882>728,97 кВА

Условие выполняется.

ТП-8

,4× 250=350 >330,66 кВА

Условие выполняется.

ТП-9

,4× 630=882< 977,4 кВА

Условие не выполняется, а так как все потребители 2-й категории надежности, то применяются трансформаторы большей мощности (1000 кВА).

,4× 1000=1400>977,4 кВА

Условие выполняется.

ТП-10

,4× 400=560< 689,7 кВА

Условие не выполняется, а так как все потребители 2-й категории надежности, то применяются трансформаторы большей мощности.

,4× 630=882> 689,7 кВА - условие выполняется.

ТП-11

,4× 630=882>755,58 кВА

Условие выполняется.

ТП-12

,4× 400=560< 655,32 кВА

Условие не выполняется.

Потребители 3-й категории надежности составляют 80%. В этом случае перегрузка трансформатора составит

К_п.ав.=(655,32-524,26)/400=0,33

Перегрузка трансформатора допустима в течении 5 суток, начальная загрузка трансформатора составит:

 

К_{з 1}= S_ТП/2×S_ном.= 655,32 /2× 400=0,82< 0,9

 

Для однотрансформаторных ТП производится проверка перегрузочной способности трансформатора в часы максимальной загрузки:

 

К_п.доп. S_ном.тр.³S_ТП,

 

где К_п.доп - коэф. превышения нагрузки трансформатора, определяется в зависимости от К_з.1 и от продолжительности перегрузки.

ТП-4

К_{з 1}=271,26/400=0,68

К_п.доп=1,16

,16×S_{ном тр..}=1,16 400=464>301,4 кВА

Условие 1,16 S_ном.тр.≥ S_ТП - выполняется.

ТП-5

К_{з 1}= 257,39/400=0,64

К_п.доп=1,16

,16×S_{ном тр..}=1,16×400=464>257,39 кВА,

условие 1,16 S_ном.тр.≥ S_ТП - выполняется.

Таблица 3. Технические характеристики трансформаторов ТП.