Электрический расчет сети 0,38кВ

В проекте проводится расчет сети 0,38кВ, питаемой от расчетной ТП. При этом расчет линии 1 и 2 сводится к выбору марки и сечения проводов с последующей проверкой на потерю напряжения, а линию 3, кроме того проверяют на удовлетворения условиям пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.

 

Выбор сечения проводов и расчет потерь напряжения

Марки и сечения проводов ВЛ 0,38кВ выбираются аналогично ВЛ 10кВ.

 

S_д = S_в = S_экв =

Участок L₁

S_д1 = = = 21,9ВАр

S_в1 = = = 11,6ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 31,2кВА

 

Участок L₂

S_д2 = = = 19,5ВАр

S_в2 = = = 10,6ВАр

S_расч = S_дS_экв = = 27,8кВА

 

Участок L₃

S_д3 = = = 7,9ВАр

S_в3 = = = 7,2ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 11,2кВА

 

Участок L₄

S_д4 = = =2,5 ВАр

S_в4 = = = 2,5ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 3,5кВА

 

Участок L₅

S_д5 = = = 20,6ВАр

S_в5 = = = 39,5ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 56,4кВА

 

Участок L₆

S_д6 = = =20,3ВАр

S_в6 = = = 37,7ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 53,8кВА

 

Участок L₇

S_д7 = = = 11,1ВАр

S_в7 = = = 11,1ВАр

S_расч = S_вS_экв = = 15,8кВА

 

Участок L₈

S_д8 = 32ВАр

S_в7 = 16ВАр

S_расч = S_дS_экв = = 45,7кВА

 

Предварительно выбираем марку провода по приложению 4

 

l₁(А50) l₂(А50) l₃(А25) l₄(А16) l₅(А50) l₆(А50) l₇(А25) l₈(А50)

 

Рассчитываем потери напряжения сети 0,38кВ

 

Участок L₁

Р_д = Р_д1 + Р_д2 + Р_д3 + Р_д4 = 7+9+15+6 = 37Вт

Р_в = Р_в1 + Р_в2 + Р_в3 + Р_в4 = 2+5+8+6 = 21Вт

Р_расч = Р_в = 37Вт

Q_д = Q_д1 + Q_д2 + Q_д3 + Q_д4 = 5+10+3 = 18ВАр

Q_в = Q_в1 + Q_в2 + Q_в3 + Q_в4 = 3 = 3ВАр

Q_расч = Q_д = 18ВАр

r₀ = 0,64Ом/км Х₀= 0,355Ом/км

R_уч = r₀ • l₁ =0,64•0,05 =0,032Ом

X_уч = Х₀ • l₁ = 0,355•0,05 = 0,018Ом

∆U = = = 3,9В

∆U% = • 100% = • 100 = 1,02%

 

Участок L₂

r₀ = 0,64Ом/км Х₀= 0,355Ом/км

R_уч = r₀ • l₂ =0,64•0,05 =0,032 Ом

X_уч = Х₀ • l₂ = 0,355•0,05 =0,018 Ом

 

 

∆U = = = 3,9В

∆U% = • 100% = • 100 = 1,02%

 

Участок L₃

r₀ = 1,28Ом/км Х₀= 0,377Ом/км

R_уч = r₀ • l₃ =1,28•0,05 =0,064 Ом

X_уч = Х₀ • l₃ = 0,377•0,05 =0,018 Ом

 

∆U = = = 3,2В

∆U% = • 100% = • 100 = 0,08%

Участок L₄

r₀ = 1,98Ом/км Х₀= 0,391Ом/км

R_уч = r₀ • l₄ =1,98•0,05 = 0,0099Ом

X_уч = Х₀ • l₄ = 0,391•0,05 = 0,0019Ом

 

∆U = = = 4,5В

∆U% = • 100% = • 100 = 1,1%

 

Участок L₅

Р_д = Р_д5 + Р_д6 + Р_д7 = 3+15+10 = 28Вт

Р_в = Р_в5 + Р_в6 + Р_в7 = 50Вт

Р_расч = Р_в = 50Вт

 

Q_д = Q_д5 + Q_д6 + Q_д7 = 1,5+8+5= 14,5ВАр

Q_в = Q_в5 + Q_в6 + Q_в7 = 31ВАр

Q_расч = Q_в = 31ВАр

r₀ = 0,64Ом/км Х₀= 0,355Ом/км

R_уч = r₀ • l₅ =0,64•0,075 = 0,048Ом

X_уч = Х₀ • l₅ = 0,355•0,075 = 0,026Ом

 

∆U = = = 8,4В

 

∆U% = • 100% = • 100 = 2,2%

 

Участок L₆

r₀ = 0,64Ом/км Х₀= 0,355Ом/км

R_уч = r₀ • l₆ =0,64•0,05 = 0,032Ом

X_уч = Х₀ • l₆ = 0,355•0,05 = 0,017Ом

 

∆U = = = 3,0В

∆U% = • 100% = • 100 = 0,78%

 

Участок L₇

r₀ = 1,28Ом/км Х₀= 0,377Ом/км

R_уч = r₀ • l₂ =1,28•0,05 = 0,063Ом

X_уч = Х₀ • l₂ = 0,391•0,05 = 0,018Ом

 

∆U = = = 32,9В

∆U% = • 100% = • 100 = 8,6%

 

Участок L₈

=

Р_расч = S_д = 32

Q_расч = S_в = 16

r₀ = 0,64Ом/км Х₀= 0,355Ом/км

R_уч = r₀ • l₈ =0,64•0,05 = 0,032Ом

X_уч = Х₀ • l₈ = 0,355•0,05 = 0,018Ом

 

∆U = = = 1,7В

∆U% = • 100% = • 100 = 0,4%

 

 

Проверка сети 0,38кВ по условиям пуска асинхронных короткозамкнутых двигателей.

∆U% = • 100

 

Z_л = сопротивление линии

Z_к = сопротивление короткого замыкания из таблицы 5

Z_д = сопротивление эл. двигателя при пуске

 

Z_д =

 

Iп – пусковой ток для двигателя 4АМ180М2 = 7

Uн – номинальное напряжение 380В

 

Z_л = ∑Z_уч

 

Z_уч =

 

 

Z_уч = = = 0,73Ом

 

Z_уч = 0,73 • 0,12 = 0,0876Ом

 

Z_д = = 31,38

 

∆U% =• 100 = • 100 = 0,009%

 

 

Полученное значение падения напряжения не выходит за пределы допустимой величины (30%). Поскольку полученное значение меньше 20%, и объект №8 является самым удаленным от ТП по линии №3, то заведомо известно, что падение напряжения на остальных электроприемниках составит менее 20%.

 

Токи короткого замыкания (т.к.з.)

Рассчитываются т.к.з. для выбора и проверки аппаратуры и проектирования защитных устройств на расчетной подстанции.

 

Составляем расчетную схему линии 10кВ.

Схема составляется в однолинейном изображении. На нее наносятся источник питания и все элементы, связывающие точки к.з. с источником питания, своими эквивалентными сопротивлениями. Каждому сопротивлению присвоится порядковый номер. Сопротивление всех элементов выражают в омах и приводят к напряжению U_б = 400B.

 

 

 

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.

 

 

Сопротивление трансформаторной ТП

r_т = • 10^-3, Ом

∆Р_к – потери короткого замыкания, кВт. Определяется по таблице 5

S_н – номинальная мощность расчетного трансформатора, кВА.

 

х_т = • 10^-5, Ом

U^%_рк – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора, %.

U^%_рк =

U^%_ак – активная составляющая напряжения к.з.,%.

U^%_ак = • 100%

U^%_к – напряжение к.з. трансформатора, %.

∆Р_к = 2,27 кВт

S_н = 100кВА

r_т = • 10^-3 = 0,036Ом

 

U^%_к = 4,5%

U^%_ак = • 100% = 0,02%

 

U^%_рк = = 4,69%

х_т = • 10^-5 = 0,0003Ом

 

Вычисление токов короткого замыкания.

Ток трехфазного к.з. в расчетной точки определяется:

I⁽³⁾_к1 =, А

∑r₁и ∑x₁ – активное и индуктивное сопротивление до расчетной точки, Ом

Для точек К1 и К2 токи нужно привести к напряжению 10кВ при помощи коэффициента трансформации, К= = 0,038.

 

I⁽³⁾_к1 = = А

I⁽³⁾_к1 = = А

Ударный ток на стороне 10кВ:

i_у(10) = √2 •I⁽³⁾_к(10), А

i_ук1(10) = √2 • 400 = 560А

 

Также и К2

I⁽³⁾_к2 = = 192,6А

I⁽³⁾_к2 = = 5068А

 

i_ук2(10) = √2 • 5068 = 7095А

 

I⁽³⁾_к3 = = 3853А

I⁽³⁾_к4 = = 373А

 

I⁽³⁾_к5 = = 963

 

Ударный ток на стороне 0,38кВ:

i_y(0,38) = √2•I⁽³⁾_K(0,38)

Для точки К3:

i_y(0,38) = √2•3853 = 5394,2А

Для точки К4:

i_y(0,38) = √2•373 = 522,2А

 

Для точки К5:

i_y(0,38) = √2•963 = 1348,2А

 

Двухфазный ток к.з.

I⁽²⁾_K = 0,87•I⁽³⁾_KЗ, A

I⁽²⁾_K3 = 0,87•3853 = 3352,1А

I⁽²⁾_K4 = 0,87•373 = 324,5А

I⁽²⁾_K5 = 0,87•963 = 837,8А

 

 

Однофазный ток к.з. в сети 0,38кВ:

I⁽¹⁾_K=,А

Zт – сопротивление трансформатора току однофазного к.з., Ом (таблица 5)

Zл– сопротивление петли фазный-нулевой провод участка линии от ТП до расчетной точки к.з., Ом (таблица 7)

Zт = 1,2Ом

Для точки К3:

I⁽¹⁾_K== 578А

 

Для точки К4:

Zл = 0,6Ом

I⁽¹⁾_K == 309,5А

Для точки К5:

Zл = 429,1Ом

I⁽¹⁾_K == 429,1А

 

Все данные о токах к.з. в каждой точке сводятся в таблицу

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.