Расчетная трансформаторная подстанция (ТП)

Рисунок 1

 

 

 

Рисунок 2

 

 

Вторая цифра кода

Длина линии 10кВ-L, км

Длина линии 0,38кВ-l, м

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

l1

l2

l3

l4

l5

l6

l7

l8

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

0,5

Таблица 1

Исходные данные к проекту

 

Таблица 2

Исходные данные к проекту

 

Сумма всех цифр	Расчетные мощности ТП кВА	Номера объектов, присоединенных к линиям 0,38кВ Л1 Л2
Номера ТП сети 10кВ	Номера присоединенных линий Л1 Л2
120 95	95 70	62 48	83 62	65 78	48 73	50 78

 

Таблица 3

Исходные данные к проекту

 

Третья цифра кода	Мощность к.з. на 10кВ питающей подстанции Sк.з., тыс кВА	Отклонение напряжения на шинах 10кВ питающей подстанции ∆U^%Ш-10 при нагрузке	Номер расчетной ТП	Линия 0,38кВ Л3
Крупный электродвигатель
Мощ ность нагруз ки, кВА	Проводимый механизм
Мощность кВт	Наименование	Момент трогания Мтр н*м
100%	25%
		+7	+1		32,0/ 16,0		Дробилка кормов	15,0

 

 

Таблица 4

Исходные данные к проекту

 

№ объекта	Наименование объекта	Дневной максимум	Вечерний максимум	Примечание
Актив	Реактив	Актив	Реактив
Рд, кВт	Qд, кВАр	Рв, кВт	Qв, кВАр
	Начальная школа на 80 учеников		_		_	-
	Ясли сад на 50 мест				_	-
	Административное здание				_	Цифры даны в расчете на 1 квартиру
	Радио-трансляционный узел 1,25кВт
	Клуб на 200 мест		1,5			-
	Сельская поликлиника					-
	Продовльственый магазин					-

 

Содержание и оформление курсового проекта

В курсовом проекте рассматриваются следующие вопросы:

1) расчеты электрических нагрузок заданной трансформаторной подстанции 10/0.4кВ, выбор мощности трансформатора и типы подстанций;

2) электрический расчет сети 10кВ;

3) электрический расчет сети 0,38кВ

4) составления таблицы отклонения напряжения у потребителей;

5) проверка электрической цепи на удовлетворение условиям пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором;

6) расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка аппаратуры расчетной подстанции, выбор и расчет защиты от токов к.з.;

По таблице 3 задание номер расчетного ТП-6

По таблице 2 присоединенные нагрузки

По схеме отметить свое ТП

Рассчитываем мощность ТП

Чтобы определить мощность ТП, нужно найти суммарную мощность всех присоединенных к сети 0,38кВ потребителей. С учетом коэффициента одновременности.

 

Рд = К0 * ∑Рдi, кВт Рв = К0 * ∑Рвi, кВт

 

Расчетная трансформаторная подстанция (ТП)

По таблице 3 задание номер расчетного ТП-6

По таблице 2 присоединенные нагрузки

По схеме отметить свое ТП

Рассчитываем мощность ТП

Чтобы определить мощность ТП, нужно найти суммарную мощность всех присоединенных к сети 0,38кВ потребителей. С учетом коэффициента одновременности. Суммарная мощность активных нагрузок дневного и вечернего максимума определяется:

 

Рд = К0 * ∑Рдi, кВт Рв = К0 * ∑Рвi, кВт

Где К₀ – коэффициент одновременности

Аналогично вычисляется мощность реактивных нагрузок дневного и вечернего максимума Q_д и Q_в:

 

Qд = К0 * ∑Qдi, кВАр Qв = К0 * ∑Qвi, кВАр

 

По этим данным находят полные мощности нагрузок дневного и вечернего максимума S_ди S_в:

Sд =, кВА Sв =, кВА

Большее значение принимается за S_расч по которой выбирается мощность трансформатора

По приложению 2, в зависимости от количества объектов, присоединенных к ТП, выбираем коэффициент одновременности К₀ = 0.7

Расчет электрических нагрузок сети 0,38 кВ

Находим суммарную мощность активных нагрузок дневного и вечернего максимума:

Р_д = К₀•∑Р_дi = К₀•(Р_д1 +Р_д2 +Р_д3 +Р_д4 +Р_д5 +Р_д6 +Р_д7);

Р_д = 0,7•(7 + 9 + 15 + 6 + 3 + 15+ 10) = 45,5кВат

Р_в = К₀•∑Р_вi = К₀•(Р_в1 +Р_в2 +Р_в3 +Р_в4 +Р_в5 +Р_в6 + Р_в7);

Р_в = 0,7•(2+ 5 + 8 + 6 + 10 + 30 + 10) = 49,7кВт

 

Находим суммарную мощность реактивных нагрузок дневного и вечернего максимума:

Q_д = К₀•∑Q_дi = К₀•(Q_д1 +Q_д2 +Q_д3 +Q_д4+Q_д5 +Q_д6 +Q_д7);

Q_д = 0,7•(5 + 10 + 3 + 1,5 + 8 + 5) = 22,7кВАр

Q_в = К₀•∑Q_вi = К₀•∑Q_в1 +Q_в2 +Q_в3 +Q_в4 +Q_в5 +Q_в6 +Q_в7);

Q_в = 0,7•(3 + 6 + 20 + 5) = 23,8кВАр

 

Определяем расчетную мощность ТП

S_∑д = = = = 50,84кВА

S_∑в = = = = 55,1кВА

 

Определяем S_д и S_вс учетом присоединения третьей линии Л3

S_д= S_∑д + S_д8 = 50,8 + 32,0 = 82,8кВА

S_в = S_∑в + S_д8= 55,1 + 16,0 = 71,1кВА

За расчетную принимаем наибольшую мощность, S_расч = S_д = 82,8кВА

 

Выбор номинальной мощности трансформатора и типа ТП

Sэн<Sрасч≤Sэв

S_эн, S_эв – соответственно нижняя и верхняя границы экономического интервала нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности.

К_стр– коэффициент структуры, при нагрузке чисто производственной будет равен 1.

По приложению 4 выбираем трансформатор мощностью 63кВА

[1] с. 128

 

Таблица 5

Тип	Номинальная мощность кВА	Сочетание напряжения	Схема и группа соединения обмоток	Потери, ВТ	Напряжение к.з. %	R трансф. при однофазном к.з. Ом
ВН	НН	холостого хода	к.з.
уровень А	уровень Б
ТМ		6, 10	0,4	У/Ун – 0   У/Zн - 11				4.5   4,7	0,779   0,225

 

У - У_н - Z_н -

 

Таблица 6

Марка провода	ПС25	АС16	АС35	А50	А70
Интервалы экономических нагрузок	0…87	87…208	208…381	381…537	537…814

Предварительно выбираем марку провода:

L₁(A70) L₂(A70) L₃(A50) L₄(А50) L₅(А50) L₆(AC35) L₇(AC16)

 

Проектируемая сеть 10кВ находится внутри сельского населенного пункта и имеет сравнительную небольшую протяженность. Поэтому желательно чтобы по условиям монтажа она состояла не более чем из 3 марок проводов.

В каждом интервале мощности значения приведенных затрат смежных сечений весьма близки между собой и допускают взаимозаменяемость проводов практически без изменения приведенных затрат. Поэтому можно уменьшить количество марок проводов путем преимущественного увеличения сечения до смежной ступени на одних участках, и если это требуется, то уменьшения на других. Таким образом, без изменения приведенных затрат можно добиться, чтобы проектируемая ВЛ состояла не более чем из двух, а лучше из одной марки проводов.

 

 

Рисунок 3

Расчет потерь напряжения.

∆U = ∆U% = • 100%

 

Где Р_расч и Q_расч – максимальные расчетные мощности на участках, R_уч и Х_уч – активное и индуктивное сопротивления проводов участка.

Rуч = r0• Ln Xуч = Х0 • Ln

По приложению 3 в зависимости от отношения, определим cosφ_д и cosφ_в на шинах ТП 10кВ, по инженерному калькулятору находим sinφ_ди sinφ_в.

Ррасч = ∑Sрасч • cosφрасч   Qрасч = ∑Sрасч • sinφрасч

 

 

 

Х₀ – [2] с. 110

r₀ - httpHYPERLINK "http://www.websor.ru/"://HYPERLINK "http://www.websor.ru/"wwwHYPERLINK "http://www.websor.ru/".HYPERLINK "http://www.websor.ru/"websorHYPERLINK "http://www.websor.ru/".HYPERLINK "http://www.websor.ru/"ru [3]

 

Участок L₁

 

= = 1,03 cosφ = 0,78 sinφ = 0,63

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 523•0,78 = 408 Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 523•0,63 = 330Вт

r₀ = 0,46Ом/км Х₀= 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₁ =0,46•2 = 0,92Ом

X_уч = Х₀ • L₁ = 0,4•2 = 0,8Ом

 

∆U = = = 63,8кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,63%

 

Участок L₂

= = 0,9 cosφ = 0,78 sinφ = 0,63

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 403•0,78 = 314Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 403•0,63 = 254Вт

r₀ = 0,46Ом/кмХ₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₂ =0,46•3 = 1,38Ом

X_уч = Х₀ • L₂ = 0,4•3 = 1,2Ом

 

∆U = = = 74кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,74%

 

Участок L₃

 

= = 0.90 cosφ = 0,78 sinφ = 0,63

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 308•0,78 = 240Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 308•0,63 = 194Вт

 

r₀ = 0,64Ом/кмХ₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₃ =0,64•2 = 1,28Ом

X_уч = Х₀ • L₃ = 0,4•2 = 0,8Ом

 

∆U = = = 46,27кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,004%

 

Участок L₄

= = 0,84 cosφ = 0,83 sinφ = 0,56

S_расч = S_д

 

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 246•0,83 = 204Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 246•0,56 = 137Вт

r₀ = 0,64Ом/кмХ₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₄ =0,64•4 = 2,5Ом

X_уч = Х₀ • L₄ = 0,4•4 = 1,4Ом

 

∆U = = = 71,5кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,007%

 

Участок L₅

= = 0,71 cosφ = 0,83 sinφ = 0,56

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 163•0,83 = 135,2Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 163•0,56 = 91,2Вт

r₀ = 0,64Ом/км Х₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₅ = 0,64•3,5 = 2,24Ом

X_уч = Х₀ • L₅ = 0,56•3,5 = 1,96Ом

 

∆U = = = 48,1кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,0004%

 

Участок L₆

= = 0,64 cosφ = 0,83 sinφ = 0,56

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 98•0,83 = 81Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 98•0,56 = 51Вт

r₀ = 0,92Ом/кмХ₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₆ = 0,92•4 = 3,68Ом

X_уч = Х₀ • L₆ = 0,4• 4 = 1,6Ом

 

∆U = = = 38,24кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,003%

 

Участок L₇

= = 0,64 cosφ = 0,83 sinφ = 0,56

S_расч = S_д

Р_расч = ∑S_расч • cosφ_расч = 50•0,83 = 41,5Вт

Q_расч = ∑S_расч • sinφ_расч= 50•0,56 = 26,5Вт

r₀ = 1,98Ом/кмХ₀ = 0,4Ом/км

R_уч = r₀ • L₇ = 1,98• 3 = 5,94Ом

X_уч = Х₀ • L₇ = 0,4• 3 = 1,2Ом

 

∆U = = = 27,8кВ

∆U% = • 100% = • 100 = 0,002%

 

Все данные расчета сводят в таблицу

 

Таблица 7

Таблица потерь напряжения ВЛ 10кВ

№ п.п.	Расчетный участок	Расчетная max мощность участка	Длина расчетного участка, км	Марка проводов	Сопротивление, Ом	Потеря напряжения на участке	Потеря напряжения от начала линии, ∆U^%10
Ррасч кВт	Qрасч кВАр	Ry	Xy	∆U B	∆U %
	L1   L2   L3   L4   L5   L6   L7			3,5	А70   А70   А70   А50   АС16   АС16   АС16	0,92   1,38   0,92   2,56   6,2   7,08   5,31	0,8   1,2   0,8   1,6   1,4   1,6   1,2	65,6   80,06   47,67   82,1   61,84   28,15   34,25	0,66   0,8   0,48   0,82   0,62   0,28   0,34	0,66   1,46   1,94   2,76   3,38   3,04   2,28

 

 

Выбираем самую удаленную (по величине сопротивления сети 10кВ) – Уд. ТП и ближайшую Бл. ТП от пункта питания. Значения сопротивления на участках принимаем из таблицы потерь напряжения

 

Рассчитываем сопротивление для каждого ТП

Бл. ТП-1

Уд. ТП-7

R_уч1 + R_уч2 +R_уч3 + R_уч7 = 0,92+1,38+1,28+5,94 = 9,5Ом

 

До ТП-6

R_уч1 + R_уч2 +R_уч3 + R_уч4 + R_уч6 = 0,92+1,38+1,28+2,56+3,68= 9,82Ом

 

До ТП-5

R_уч1 + R_уч2 +R_уч3 + R_уч4 + R_уч5 = 0,92+1,38+1,28+2,56+2,24 = 8,38Ом

 

По расчетам max сопротивления участка для Уд. ТП принимаем ТП №6

 

Таблица 8

Таблица отклонений напряжения

Элемент сети	Обозначение	Удаленное ТП-6	Ближайшее ТП-1
100%	25%	100%	25%
Отклонение U на шинах 10кВ питающей подстанции	∆Uш-10	+7	+1	+7	+1
Потеря U в ВЛ 10кВ	∆U10	-3,04	-0,9	-3,38	-0,6
ТП 10/0,4кВ	Постоянные действующие надбавки	∆Uтк	+5	+5	+5	+5
Потеря U	∆Uт	- 4	- 1	- 4	- 1
Надбавка регулируемая	∆Uтр	- 5	- 5	- 0	- 0
Потеря Uв сети 0,38кВ	∆U0,38	-6	-1,5	- 6	-1,5
Отклонение U у потребителей	∆Uпр	-6,03	-2,4	- 1,38	- 2,9

 

∆U_ш-10 – берется с таблицы 3;

∆U₁₀– при 100% нагрузке берется с таблицы 6, а при 25% уменьшается в 4 раза;

∆U_тк – постоянно действующая надбавка, принимается +5%;

∆U_т – при нагрузке 100% -4, а при 25% -1;

∆U_тр – регулируемая надбавка, регулируется от -5% до +5%, через 2,5%

 

 

Рисунок 4. Схема сети 10кВ.

Рисунок 5. Схема сети 0,38кВ.

4.1.1. Сопротивление системы, т.е. источника питания. Его принимаем чисто индуктивное:

х_с= •10^-3, Oм

 

S_к.з. – задано (в таблице № 3) S_к.з = 175кВА

U_б – базисное напряжение, 400В

х_с= •10^-3= 1,23Ом

Сопротивление линии 10кВ

Х_л10 = ∑Х_уч•()², Ом

U_сн – среднее номинальное напряжение ступени, 10500В

 

r_л10 = ∑r_уч•()², Ом

До точки К1:

∑х_уч = х_с + х₁ + х₂ + х₃ + х₄ + х₆ = 4,8+0,2+0,6+0,2+0,6+0,2+1,23 = 7,8Ом

∑r_уч = r₁ + r₂ + r₃ + r₄ + r₆ = 0,92 + 20+13+16+15+19 = 83Ом

Х_л10 = 7,8 • ()² = 0,07Ом

r_л10 = 83 • ()²= 0,08Ом

Аналогичный расчет и на точке К2.

 

 

Таблица 9

Точки к.з.	Результирующее сопротивление до места к.з., Ом	Ток к.з.,А
I^(3)K	I^(2)K	I^(1)K	iy
К1			-	-
К2	0,8		-	-
К3	0,03		3352,1		5394,2
К4	0,14		324,5	309,5	522,2
К5	0,08		837,8	429,1	1348,2

 

Используемая литература

• Акимцев Ю.И., Веялис Б.С. Электроснабжение сельского хозяйства Москва «Колос» 1983

• Луковников А.В., Милько П.И. Охрана труда Москва ВО «Агропромиздат» 1990

• Материалы из сети интернет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1

 

 

 

Рисунок 2

 

 

Вторая цифра кода

Длина линии 10кВ-L, км

Длина линии 0,38кВ-l, м

L1

L2

L3

L4

L5

L6

L7

l1

l2

l3

l4

l5

l6

l7

l8

0,5

1,5

0,5

1,5

0,5

0,5

Таблица 1

Исходные данные к проекту

 

Таблица 2

Исходные данные к проекту

 

Сумма всех цифр	Расчетные мощности ТП кВА	Номера объектов, присоединенных к линиям 0,38кВ Л1 Л2
Номера ТП сети 10кВ	Номера присоединенных линий Л1 Л2
120 95	95 70	62 48	83 62	65 78	48 73	50 78

 

Таблица 3

Исходные данные к проекту

 

Третья цифра кода	Мощность к.з. на 10кВ питающей подстанции Sк.з., тыс кВА	Отклонение напряжения на шинах 10кВ питающей подстанции ∆U^%Ш-10 при нагрузке	Номер расчетной ТП	Линия 0,38кВ Л3
Крупный электродвигатель
Мощ ность нагруз ки, кВА	Проводимый механизм
Мощность кВт	Наименование	Момент трогания Мтр н*м
100%	25%
		+7	+1		32,0/ 16,0		Дробилка кормов	15,0

 

 

Таблица 4

Исходные данные к проекту

 

№ объекта	Наименование объекта	Дневной максимум	Вечерний максимум	Примечание
Актив	Реактив	Актив	Реактив
Рд, кВт	Qд, кВАр	Рв, кВт	Qв, кВАр
	Начальная школа на 80 учеников		_		_	-
	Ясли сад на 50 мест				_	-
	Административное здание				_	Цифры даны в расчете на 1 квартиру
	Радио-трансляционный узел 1,25кВт
	Клуб на 200 мест		1,5			-
	Сельская поликлиника					-
	Продовльственый магазин					-

 

Содержание и оформление курсового проекта

В курсовом проекте рассматриваются следующие вопросы:

1) расчеты электрических нагрузок заданной трансформаторной подстанции 10/0.4кВ, выбор мощности трансформатора и типы подстанций;

2) электрический расчет сети 10кВ;

3) электрический расчет сети 0,38кВ

4) составления таблицы отклонения напряжения у потребителей;

5) проверка электрической цепи на удовлетворение условиям пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором;

6) расчет токов короткого замыкания, выбор и проверка аппаратуры расчетной подстанции, выбор и расчет защиты от токов к.з.;

По таблице 3 задание номер расчетного ТП-6

По таблице 2 присоединенные нагрузки

По схеме отметить свое ТП

Рассчитываем мощность ТП

Чтобы определить мощность ТП, нужно найти суммарную мощность всех присоединенных к сети 0,38кВ потребителей. С учетом коэффициента одновременности.

 

Рд = К0 * ∑Рдi, кВт Рв = К0 * ∑Рвi, кВт

 

Расчетная трансформаторная подстанция (ТП)

По таблице 3 задание номер расчетного ТП-6

По таблице 2 присоединенные нагрузки

По схеме отметить свое ТП

Рассчитываем мощность ТП

Чтобы определить мощность ТП, нужно найти суммарную мощность всех присоединенных к сети 0,38кВ потребителей. С учетом коэффициента одновременности. Суммарная мощность активных нагрузок дневного и вечернего максимума определяется:

 

Рд = К0 * ∑Рдi, кВт Рв = К0 * ∑Рвi, кВт

Где К₀ – коэффициент одновременности

Аналогично вычисляется мощность реактивных нагрузок дневного и вечернего максимума Q_д и Q_в:

 

Qд = К0 * ∑Qдi, кВАр Qв = К0 * ∑Qвi, кВАр

 

По этим данным находят полные мощности нагрузок дневного и вечернего максимума S_ди S_в:

Sд =, кВА Sв =, кВА

Большее значение принимается за S_расч по которой выбирается мощность трансформатора

По приложению 2, в зависимости от количества объектов, присоединенных к ТП, выбираем коэффициент одновременности К₀ = 0.7