Электроснабжение 8-го микрорайона города Оренбурга

=0,4%<5%

Определяются потери напряжения в аварийном режиме работы:

Обрыв участка 1-2

ДU2-3-6-5-4-1=0,654*1968*320*10-6+0,925*(1613*230+1094*310+689*300

+234*320)*10-6=1,33%<10%

Обрыв участка 2-3

ДU2-1-4-5-6-3=0,654*1968*220*10-6+0,925*(1734*320+1279*300+

+872*310+355*230)*10-6=1,48%<10%

Выбранные сечения кабельной сети удовлетворяют условиям проверки по нагреву длительно допустимым током и по потери напряжения.

Расчет двухлучевой схемы распределительной сети 10 кВ

Рисунок 7 - Двухлучевая схема . Вариант II

Определяются потоки мощности по участкам:

S21=S1+S4+S5=249+484+433=1166 кВА;

S14=S4+S5=484+433 кВА;

S45=S5=433 кВА;

S23=S6+S3=378+550 кВА;

S36=S6=550 кВА.

Расчет и выбор сечений кабельной сети производится аналогично, как и для варианта I. Расчет в аварийном режиме производится при обрыве из цепи двухцепной линии. Результаты расчетов снесены в таблицу 12.

Таблица 12

Проверка выбранных сечений кабеля по допустимой потери напряжения ДUдоп, производится в нормальном и в аварийном режимах. Проверка по потере напряжения в аварийном режиме производится при выходе из работы одного из двух кабелей в начале ветви (участок 2-1 или 2-3). Результаты расчетов сведены в таблицу 13.

Таблица 13

Выбранные сечения кабельной сети удовлетворяют условиям проверки по нагреву длительно допустимым током и по потери напряжения.

10 Расчет токов короткого замыкания

Для проверки кабеля на термическую устойчивость производится расчет токов короткого замыкания.

I вариант

Составляется схема замещения кольцевой сети (рисунок 8).

Рисунок 8

Сопротивление системы -0,63 Ом; Iпо = 9,2 кА; iуд = 19 кА.

Рассчитываем индуктивные и активные сопротивления линий:

(10.1)

(10.2)

где Х0 - погонное индуктивное сопротивление, Ом/км;

ro - погонное активное сопротивление, Ом/км;

l - длина участка линии, км.

Для кабеля сечением 95 мм2: X0=0,083 Ом/км, rо=0,326 Ом/км;

для кабеля сечением 50 мм2: X0=0,09 Ом/км, rо=0,62 Ом/км;

для кабеля сечением 35 мм2: X0=0,095 Ом/км, rо=0,89 Ом/км.

Таблица 14 - Результаты расчета сопротивлений

Производим выбор базисных величин:

Sб=100 МВА, Uб=10,5 кВ

rк1=rn=0,2 Ом;

хк1=хс+хл=0,63+0,051=0,681 Ом;

Определяется сопротивление в относительных единицах:

1. Определяется ток Iкз в точке К1

По данным кривым определяется установившийся ток короткого замыкания в относительных единицах /10/:

I*?k1=1,55;

Переводим I*? в именованные единицы:

По расчетным кривым определяется ток короткого замыкания в начальный момент времени (t=0) /10/:

I*on=1.51;

Определяется ударный ток:

(10.4)

где kуд - ударный коэффициент

kуд=1,45 /1/

2. Определяется ток Iкз в точке К2

I*?=1,5; I*0=1,42;

3. Определяется ток Iкз в точке К3

I*?=1,38; I*0=1,25;

4. Определяется ток Iкз в точке К4

I*?=1,35; I*0=1,2;

5. Определяется ток Iкз в точке К5

I*?=1,39; I*0=1,28;

6. Определяется ток Iкз в точке К6

I*?=1,48; I*0=1,4;

II вариант

Составляется схема замещения двухлучевой сети (рисунок 9)

Рисунок 9

Расчет токов короткого замыкания выполняется аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу 15.

Таблица 15

11 Проверка кабеля 10 кВ на термическую устойчивость

к токам короткого замыкания

При проверке кабелей ПУЭ рекомендует для одиночных кабелей место короткого замыкания принимать в начале линии, если она выполняется одним сечением или в начале каждого участка нового сечения, если линия имеет по длине разные сечения. При наличии пучка из двух и более параллельно выполненных кабелей ток короткого замыкания определяют, исходя из того, что замыкание произошло непосредственно за пучком, т.е. учитывается сквозной ток короткого замыкания.

Проверка сечения кабелей по термической стойкости производится по формуле:

(11.1)

(11.1)

где I? - действующее значение установившегося тока короткого замыкания;

tn - приведенное время короткого замыкания;

С - расчетный коэффициент.

С=95 А*с1/2/мм2 /7/

При проверке кабелей 10 кВ городских сетей на термическую стойкость затухание тока короткого замыкания, как правило, не учитывается и tn принимается равным действительному, которое слагается из выдержки времени релейной защиты линий 10 кВ и собственного времени отключающего аппарат.

При проверке кабелей 10 кВ городских сетей на термическую стойкость затухание тока короткого замыкания, как правило, не учитывается и tn принимается равным действительному, которое слагается из выдержки времени релейной защиты линий 10 кВ и собственного времени отключающего аппарат. /8/

(11.2)

tотк.ап=0,03 с;

Проверяем выбранное сечение кабеля на участке п/ст «Шелковая» - РП с ТП-2 по термической устойчивости:

Расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,1 с.; tn=0,13 с.

Fст>Fтерм

95 мм2>32,4 мм2

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверим сечения кабелей кольцевой схемы, вариант I.

Проверяем сечение кабеля на участке РП - ТП-1, расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

50 мм2>25,4 мм2

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверяем сечение кабеля на участке ТП-1 - ТП-4, расчетная точка короткого замыкания - К2.

I?=8250 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм2>24,6 мм2

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверяем сечение кабеля на участке ТП-3 - ТП-6, расчетная точка короткого замыкания - К6.

I?=8150 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм2>24,3 мм2

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Двухлучевая схема. Вариант II.

Проверяем сечение кабеля на участке РП - ТП-1, расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм2>25,4 мм2

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

12 Выбор и расчет оборудования сети 10 кВ

В данном разделе мною рассмотрены вопросы по выбору электрооборудования в ячейках РП-10 кВ, РЦ 10 кВ на трансформаторных подстанциях и в ячейках питающих линий 10 кВ на п/ст «Шелковая».

В проектируемом жилом микрорайоне распределительный пункт совмещен с трансформаторной подстанцией, с трансформаторами на 250 кВА.

Распределительный пункт 10 кВ предназначен для приема и распределения электрической энергии в городских сетях 10 кВ и размещается в отдельно стоящем здании. Выбираем распределительный пункт типа II РПК-2Т на восемь отходящих линий /9/. Силовые трансформаторы, распределительный щит 0,4 кВ и РУ 10 кВ размещаются в отдельных помещениях.

РУ 10 кВ комплектуется камерами КСО-212, распределительное устройство 0,4 кВ - панелями серии ЩО-70 /14/. Соединение трансформаторов со щитом 0,4 кВ осуществляется голыми шинами, с РУ 10 кВ - кабелем. Крепление металлоконструкций (камер, щитов, панелей) осуществляется сварным соединением к закладным металлическим деталям в стенах и полу, предусмотренных в строительной части проекта.

Панель собственных нужд размещается вместе со щитом освещения и электроотопления, навесного исполнения в помещении РУ 0,4 кВ. Снаружи
РУ 0,4 кВ предусмотрено место для панели внутриквартального освещения. Для автоматического регулирования уличного освещения в ночное время устанавливается щит уличного освещения ЩУО-200, который комплектуется вводным аппаратом на 100 А, трансформатором тока и счетчиком, четырьмя групповыми автоматами на 25 и 40 А.

12.1 Выбор оборудования в ячейках питающих линий 10 кВ на п/ст «Шелковая»

12.1.1 Выбор разъединителя

Разъединитель выбираем:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

Uрн ? Uном; Uрн = 10 кВ; Uном = 10 кВ;

- по длительному току:

Iрн ? Iрасч; Iрн = 400 А; Iрасч = 126 А;

Выбираем разъединитель типа РВЗ-10/400 /12/.

Выбранный разъединитель проверяем:

- на термическую стойкость:

Iпр.тер2•tтер ? I?2tф, (12.1.1.1)

где Iпр.тер - предельный термический ток, кА,

Iпр.тер = 16 кА /12/;

tтер - допустимое время прохождения предельного термического

тока, с,

tтер = 4 с /12/;

I? - установившееся значение тока короткого замыкания, кА,

I? = 9,2 кА (из расчета токов КЗ);

tф - фиктивное время прохождения тока короткого замыкания, с,

tф = 0,6 с;

162•4 ? 9,220,6

1024 кА2•с > 50,8 кА2с;

- на электродинамическую стойкость:

iу < iпр.с, (12.1.1.2)

где iу - ударный ток КЗ, кА,

iу = 19 кА;

iпр.с - предельный сквозной ток, кА,

iпр.с = 41 кА /12/;

19 кА < 41 кА.

Выбранный разъединитель типа РВЗ-10/400 с приводом РП-10 удовлетворяет условиям проверки.

12.1.2 Выбор выключателя

Выключатели выбираются:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

Uвыкл.н ? Uном; Uвыкл.н = 10 кВ; Uном = 10 кВ;

- по длительному току:

Iвыкл.н ? Iрасч; Iвыкл.н = 630 А; Iрасч = 126 А;

- по отключающей способности:

Iо(3) ? Iпр.с.,

Iпр.с. = 12,5 кА; Iо(3) = 8,7 кА;

8,7 < 12,5

Выбираем выключатель вакуумный типа ВВ/TEL-10-12,5/630-У2.

Проверяем выключатель:

- на термическую стойкость по формуле (12.1.1.1):

12,52•3 ? 9,220,6

469 кА2•с > 50,8 кА2с;

- на электродинамическую стойкость:

19 кА < 32 кА.

Выбранный вакуумный выключатель типа ВВ/TEL-10-12,5/630-У2 удовлетворяет условиям проверки.

12.1.3 Выбор трансформатора тока

Трансформатор тока выбирается:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

Uтт.н ? Uном; Uтт.н = 10 кВ; Uном = 10 кВ;

- по длительному току:

Iтт.н ? Iрасч; Iтт.н = 150 А; Iрасч = 126 А;

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-У3 класса точности 0,5/10Р.

Проверяем трансформатор тока:

- на термическую стойкость по формуле (12.1.1.1):

6,752•3 ? 9,220,6

137 кА2•с > 50,8 кА2с;

- на электродинамическую стойкость:

19 кА < 37,5 кА.

- по допустимой нагрузке вторичных цепей:

Z2 ? Zном2;

Zном2 = 0,4 Ом (для класса точности 0,5)

Полное сопротивление внешней цепи определяется по формуле:

Z2 = Уrприб + rпров+ rконт; (12.1.3.1)

где Уrприб - сумма сопротивлений всех последовательно включенных

обмоток приборов, Ом;

rпров- сопротивление соединительных проводов, Ом;

rконт - сопротивление контактных соединений, Ом,

rконт = 0,05 Ом;

rпров = с?m•l/F, (12.1.3.2)

где с - удельное сопротивление провода, Ом/м•мм2,

с = 0,0283 Ом/м•мм2;

m - коэффициент, зависящий от схемы включения,

m = 1;

l - длина проводом, м,

l = 5 м;

q - сечение провода, мм2,

q = 4 мм2;

rпров = 0,0283•1•5/4 = 0,061 Ом;

Нагрузка от измерительных приборов составляет 3 ВА, тогда:

Уrприб = Sприб/I2н2, (12.1.3.3)

Уrприб = 3/52 = 0,12 Ом;

Z2 = 0,12 + 0,061+ 0,05 = 0,231 Ом;

0,231 Ом < 0,4 Ом

Трансформатор тока обеспечивает заданную точность измерений.

Выбранный трансформатор тока типа ТПЛ-10-У3 удовлетворяет условиям проверки.

12.1.4 Выбор оборудования РП-10 кВ

Выбор разъединителей, вакуумных выключателей, трансформаторов тока производится аналогично, результаты снесены в сводные таблицы 16 - 18.

Таблица 16 - Выбор электрооборудования ячейки ввода РП-10 кВ

Таблица 17 - Выбор электрооборудования ячейки секционирования

Таблица 18 - Выбор электрооборудования ячейки отходящих линий

12.2 Выбор электрооборудования ячейки трансформатора ТМ-10/250

12.2.1 Выбор шинного разъединителя

Разъединитель выбираем:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

Uрн ? Uном; Uрн = 10 кВ; Uном = 10 кВ;

- по длительному току:

Iрн ? Iрасч; Iрн = 400 А; Iрасч = 126 А;

Выбранный разъединитель проверяем:

1) На термическую стойкость по формуле (12.1.1.1):

в

1024 кА2*С>32 кА2*C

2) На электродинамическую стойкость по формуле (12.1.1.2):

17,1 кА<41 кА

Выбранный разъединитель типа РВЗ-10/400 с приводом ПР-10 удовлетворяет условиям проверки.

12.2.2 Выбор предохранителя

Выбираем предохранитель для ЗРУ с кварцевым наполнителем серии ПК.

Предохранители выбираются:

1) По номинальному напряжению сети

Uс.ном ? Uпр.н; Uс.ном=10 кВ; Uпрн=10 кВ

2) По номинальному току плавной вставки

Iн.пл.вст?Iн.тр (12.2.2.1)

Iн.тр=14,5 А; Iн.пл.вст=20 А; Iн.пр=20 А

3) По отключающей способности

(12.2.2.2)

Iотк=12,5 кА; I(3)кз=8,53 кА

12,5 кА>8,53 кА

Выбираем предохранитель типа ПКТ-10/20. /5/

Выбранный предохранитель удовлетворяет условиям проверки.

12.2.3 Выбор выключателя нагрузки

Выключатель нагрузки выбирается:

1) по роду установки - внутренняя;

2) по напряжению Uв.ном?Uуст,

Uуст=10 кВ; Uв.ном=10 кВ

3) по номинальному току Iв.ном?Iр

Iр=14 А; Iв.ном=30 А

4) по предельному току отключения предохранителя /5/ по формуле:

(12.2.3.1)

Iотк.н=12,5 кА; I(3)кз=8,53 кА

12 кА>8,53 кА

Выбираем выключатель нагрузки типа ВНП3-17, с приводом ПР-17.

12.2.4 Выбор трансформаторов тока

Выбор ТТ аналогичен выбору ТТ ячейки питающей линии на п/ст «Шелковая».

Таблица 19 - Выбор ТТ РП-10 кВ

12.2.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения

ИТН выбирается:

1) по роду установки - внутренний

2) по величине номинального напряжения Uн.итн?Uном

Uн.итн=10 кВ; Uном=10 кВ

3) по конструкции и схеме соединения обмоток:

Выбирается НТМИ-10-66УЗ со схемой соединения обмоток - Y111/Y111/Д1 /2/

4) по классу точности - 0,5

5) по вторичной нагрузке:

S2?Sном

Sном=120 ВА - номинальная мощность 3 класса точности 0,5. Нагрузка всех измерительных приборов S2, присоединенных к ИТН, приведена в таблице 20.

Таблица 20

Общая активная потребляемая мощность- 50 Вт;

Общая реактивная потребляемая мощность - 109,4 ВАр;

Полная мощность всех установленных приборов:

S2 = 502 + 109,42 = 114 ВА

114ВА<120ВА

Выбранный ИТН типа НТМИ-10-66УЗ удовлетворяет условиям выбора.

12.2.6 Выбор сборных шин

В РП -10 кВ применяют сборные шины прямоугольного сечения. Согласно ПУЭ сечение сборных шин РУ по экономической плотности тока не выбирают, в связи с неопределенностью в распределении рабочего тока. Шины выбираются по допустимому току нагрузки.

(12.2.6.1)

где Iдоп- допустимый ток нагрузки шины, А;

Iраб - ток нагрузки, Iраб =126 А

Камеры КСО комплектуются стандартными алюминиевыми шинами прямоугольного сечения марки АДО 60х3 мм2

Iдоп =870 А

1 А< 870 А> 126 А

Выбранные шины проверяются на термическую и электродинамическую устойчивость.

Проверяем шины на электродинамическую устойчивость:

При механическом расчете однополосных шин наибольшая сила (F) действующая на шину средней фазы (при расположении шин в одной плоскости), определяется по формуле:

(12.2.6.2)

где iуд- ударный ток при трехфазном коротком замыкании, А;

l - длина пролета между опорными изоляторами, м; l=1,1 м;

а - расстояние между фазами, м, a=0,25 м.

Сила F создает изгибающий момент (М):

Напряжение в материале шин урасч, возникающее при воздействии изгибающего момента:

(12.2.6.3)

где W- момент сопротивления шины см2 /6/

(12.2.6.4)

где b- толщина шины, см; b=0,6 см;

h- ширина шины, см; h=6 см;

Шины механические прочны если выдерживается условие:

урасч?удоп

где удоп- допустимое механическое напряжение в материале шины; удоп =40МПа; /6/

6,8 МПа<40 МПа

Выбранные шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости.

Проверяем шины на термическую устойчивость. Минимальное термически стойкое сечение шины определяется по формуле:

(12.2.6.5)

где С - тепловая функция, С=95 /15/ Ас1/2/мм2

Smin?Sp (12.2.6.6)

25,4 мм2<360 мм2

Выбранные шины удовлетворяют условию термической стойкости.

12.2.7 Выбор изоляторов

Сборные шины крепятся на опорные изоляторы типа ОФ-10. Опорные изоляторы выбираются:

1) по номинальному напряжению

2) Uниз?Uуст

Uуст=10кВ;Uниз=10кВ

3) по допустимой нагрузке

(12.2.7.1)

где Fрасч- сила, действующая на изолятор;

Fдоп - допустимая нагрузка на голову изолятора;

(12.2.7.2)

где Fразр- разрушающая нагрузка на изгиб.

При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз расчетная сила Fрасч определяется:

(12.2.7.3)

где iуд -ударный ток при трехфазном коротком замыкании, А;

l - длина пролета между опорными изоляторами, м;

a - расстояние между фазами, м;

Kn- поправочный коэффициент на высоту шины.

l=1,1м; a=0,25м; Kn=1 - шина расположена плашмя.

Выбираем изолятор типа ОФ-10-375УЗ /10/

Fразр=3675Н

Fдоп=0,6*3675=2205Н

222Н<2205Н

Выбранный изолятор удовлетворяет условиям выбора.

12.2.8 Электрооборудование ТП

РЦ-10 кВ трансформаторный подстанций комплектуется:

- вводными разъединителями типа РВЗ-10/400, привод ПР-10;

- выключателями нагрузки типа ВНП3-17 м Iном=30А, привод ПР-17;

- высоковольтными предохранителями типа ПКТ-10. Расчет и выбор параметров предохранителя представлен в таблице 21.

Таблица 21

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6