Характеристика объекта, обоснование категории по надёжности электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта, обоснование категории по надёжности электроснабжения

2. Определение электрических нагрузок на вводах в помещение и по объекту

3. Расчет допустимых потерь напряжения

4. Выбор количества и места установки ТП 10/0,4 кВ

5. Выбор мощности трансформаторов ТП 10/0,4 кВ

6. Расчет питающей ВЛ 10 кВ

7. Электрический расчет ЛЭП 0,4 кВ

8. Конструкция сети 0,4 кВ

9. Расчет трех-, двух- и однофазных токов короткого замыкания

10. Выбор электрооборудования и проверка его токами короткого замыкания

11. Расчет повторных заземлений и защита от атмосферных перенапряжений линии 0,4 кВ

12. ТБ и пожарная безопасность при строительстве ТП и линии 0,4 кВ

Заключение

Перечь рекомендуемой литературы

Спецификация

Введение

В нашей стране всегда уделяли большое внимание сельской электрификации. Практически все крупные хозяйства получают питание от мощных государственных энергосистем. Для этого созданы сельские системы электроснабжения с разветвленными сетями и достаточным числом понижающих подстанций.

Основные задачи, поставленные перед электроснабжением с\х:

разукрупнение подстанций;

резкое повышение надежности электроснабжения и улучшение качества электроэнергии;

внедрение энергосберегающих режимов и технологий;

снижение потерь электроэнергии при её передаче и использовании.

Для выполнения этих задач сельскому хозяйству нужны квалифицированные кадры электромонтеров, техников и инженеров-электриков.

Целью моего проекта является выбор типа и мощности потребительских подстанций, расчёты ВЛ на 10 и 0,4 кВ, выбор и проверка оборудования подстанций при нормальных и аварийных режимах работы для обеспечения надёжного эл. снабжения.

1. Характеристика объекта, обоснование категорий надёжности по электроснабжению

Данный объект находится в Кировской области, в Котельническом районе, во втором районе по гололёду и в первом - по ветру.

На территории данного объекта производят зерно, мясомолочную продукцию, муку.

Этот объект питается от районной подстанции ТП 35/10 кВт.

Коммунально-бытовые потребители: садик, школа, жилые дома, магазин, больница относятся к третьей категории надёжности, а производственные: кормоцех, ферма откорма КРС - ко второй.

2. Определение эл. нагрузок на вводах помещения и по объекту

Расчётные мощности на вводе типовых потребителей берутся из таблиц.

Для тех потребителей, которые не приведены в таблице, расчётные мощности на вводе определяются по формуле:

Рмд=кд*Рм;

Рмв=кв*Рм,

где кд, кв - коэффициент дневного и вечернего максимума;

Рм - максимальная мощность на вводе потребителя (кВт).

Рмд, Рмв - максимальная дневная и вечерняя мощности (кВт).

Для производственных потребителей кд=1, кв=0,6;

Для бытовых потребителей без электроплит кд=0,3-0,4, кв=1 и с электроплитами кд=0,6, кв =1

P=0,6*6=3,6(кВт)

Р=1*6=6(кВт)

Полная расчётная мощность определяется делением активной расчётной мощности на коэффициент мощности, который зависит от характера потребителя.

Sд=Рд/ cosцд;

Sв=Рв/ cosцв

Sд=3,6 / 0,96= 3,75 (кВт)

Sв=6 / 0,98=6,12 (кВт)

Эл. нагрузку по объекту и на участках линии 0,4 кВ определяют путём суммирования расчётных нагрузок на вводе потребителей.

Суммирование нагрузок, отличающихся более чем в 4 раза, производится с помощью надбавок, которые берутся из таблицы. При этом к большей из слагаемых нагрузок прибавляется надбавка от меньшей.

?Sд=98,1+0,7+0,9+6+3,3+4,8+3,9+59,2+56,4+51+4,5+7,9+7,9+2+0,7+59,2+7,9+36,1+4,8+16,4+7,9+10,5+3,6+16,4+41+21,2=532,3 (кВА)

?Sв=160,1+11,2+3,9+5,4+1,2+7,3+6+31,8+50,2+5,1+1,8+2,4+7,4+1,8+36,1+52,2+3,6+14,4+1,5+0,6+3,6+0,6+23,5+14,4+36,1+7,3=489,5 (кВА)

Таблица 1

Категории надёжности.	Наименование потребителей.	Кол-во	Установленная мощность. Ру,кВт	Расчётная нагрузка на вводе	cosцд	cosцв	Полная расчётная мощность	Координаты
				Рмд, кВт	Рмв, кВт			Sд, кВА	Sв, кВА	Х	У
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
3	одноквартирные дома с эл. плит.	109	6	3,6	6	0,96	0,98	3,75/ 98,1	6,12/ 160,1
3	двухквартирные дома с эл. плит.	2	12	7,2	12	0,96	0,98	7,5/ 11,25	12,24/ 18,36
3	Садик	1	15	9	6	0,92	0,95	1,47	6,31	14,3	7,5
3	Школа	1	10	5	2	0,92	0,95	5,43	2,1	16,3	7,5
3	Магазин	1	15	6	10	0,92	0,95	6,52	10,52	13	7,7
2	больница, аптека	2	150	50	50	0,92	0,95	54,34 /81,51	52,63 /78,94	17,5/ 11,3	7,7/ 10
3	контора	1	25	15	8	0,92	0,95	16,3	8,42	13,3	10
3	Сельсовет	1	10	7	3	0,92	0,95	7,6	3,15	15,7	10
3	Столовая	1	20	12	4	0,92	0,95	13,04	4,21	17,6	10
3	Прачечная	1	20	12	12	0,92	0,95	13,04	12,63	20,3	10
3	Баня	1	3	3	3	0,92	0,95	3,26	3,15	21,7	10
3	Дом культуры	1	100	10	50	0,92	0,95	10,86	52,63	24,5	10,5
2	КЗС- 10Ш	1	65	65	65	0,75	0,85	86,66	76,47	28	8
2	зернохранилище 500т.	1	20	10	5	0,75	0,85	13,33	5,88	27,3	14,7
2	зернохранилище 2000т.	1	80	40	20	0,75	0,85	53,33	23,52	27,3	13,7
2	картофелехранилище	1	10	6	2	075	085	8	2,35	27,3	12,7
2	Склад	1	30	20	1	0,75	0,78	26,66	1,28	27,3	11,7
2	зернохранилище	1	15	10	5	0,75	0,85	13,33	5,88	27,3	10,7
2	Мельница	1	25	15	1	0,85	0,86	17,64	1,16	27,3	9,7
3	мастерская, гараж	1	110	45	25	0,65	0,70	6,15	35,71	25	6,3
2	коровник 200 голов	1	45	20	20	0,75	0,85	26,66	23,52	9	4,7
2	коровник 400 голов	1	65	45	45	0,75	0,85	60	52,94	10,7	4,7
2	Кормоцех	1	60	25	10	0,75	0,85	33,33	11,76	13,7	4,7
2	Ферма откорма КРС 3000 голов	1	205	40	40	0,75	0,85	86,66	47,05	16,7	4,7
2	телятник на 200 голов с родильным отделением	1	20	10	10	0,75	0,85	8	11,76	20	4,7
3	водокачка	2	5	5	5	0,75	0,85	6,66/ 9,9	5,88/ 8,82	16/ 25,5	20,5/ 1

3. Расчёт допустимых потерь напряжения

Допустимые потери напряжения сети 0,4 кВ определяется с помощью таблицы отклонений напряжения. Исходными данными для расчёта допустимых потерь напряжения являются допустимые отклонения напряжения у потребителей уровня напряжения в центре питания в момент максимальной и минимальной нагрузок.

Проверка отклонения напряжения у ближайшего потребителя.

Потери напряжения в одном километре линии принять равным ДU`10=0,7% на километр. Длина линии Lв = 9 км.

Отклонение напряжения на шинах 10кВ РТП 35/10 дUш100=+5%, дUш25=0.

Потери напряжения в потребительском трансформаторе ДUт100= -4%,

ДUт25= -1%.

Постоянная надбавка в трансформаторе 10/0,4кВ дUпост =+5%.

Потери напряжения во внутренней проводке ДUвн100 = -2%, ДUвн25 =0.

Отклонения напряжения у потребителя не должно превышать

дUп100 < = -5%,

дUп25 < = +5%.

Потери напряжения во внешней и внутренней сети 0,4 кВ ДU0,425 =0.

Таблица 2 Таблица отклонений напряжений

Параметр элемента сети	Обозначение	Нагрузка
		100%	25%
Отклонение напряжения на шинах 10 кВ РТП 35/10 кВ.	дUш	+5	0
Потери напряжения в шинах 10 кВ.	ДU10	-6.3	-1.57
Трансформатор 10/0,4 кВ: постоянная надбавка переменная надбавка потери	дUпост дUпер ДUт	+5 0 -4	+5 0 -1
Линия напряжением 0,4кВ: потери в наружной сети потери во внутренней сети	ДU0,4 ДUвн	-2.7 -2	0 0
Отклонения напряжения у потребителя	дUп	-5	2.43

Определяем потери напряжения в шинах 10 кВ.

ДU10100= ДU`10 *L10

?U10= 0,7*9 = 6,3%

ДU1025= ДU10100 *0,25

?U10= - 6,3*0,25= - 1,57%

Выбираем переменную надбавку дUпер трансформатора 10/0,4 кВ.

В данной ситуации её следует выбирать по режиму наименьшей нагрузки и принять дUпер =0, в противном случае отклонение напряжения у потребителя дUп25 будет больше +5%.

При дUпер =0 имеем

дUп25= дUш25+ДU1025 +дUпост +ДUт25

т.е отклонение напряжения у потребителя определяется путём алгебраического суммирования всех отклонений, потерь и надбавок напряжения от источника питания до потребителя.

дUп= 0 - 1,57 + 5 - 1= 2,43%

Данную потерю напряжения в линии 0,4 кВ ДUдоп =ДU0,4100 определяют, как алгебраическую разность отклонений напряжений на её концах при 100% нагрузке.

ДUдоп =ДU0,4100 =дUш100+ДU10100 +дUпост +ДUт100 + ДUвн 100-(дUп100),

что соответствует ДUдоп в шинах 0,4 кВ, рекомендовано ИТПС-88.

?U0.4= 5 - 6,3 + 5 - 4 - 2 + 5 = 2,7%

Таким образом, допустимая потеря напряжения в линии 0,4 кВ питающий производственный потребитель составит ДUдоп =2.7 %

4. Выбор количества и места установки ТП 10/0,4 кВ

Приближённое количество ТП определяют по формуле:

nтп=Рм*v(В/(ДU*Р0*cosц)),

где Рм - максимальная расчётная нагрузка (кВт), Рм =Sм* cosц.

В- постоянный коэффициент зависящий от напряжения ТП. ( Для ТП 10/0,4 кВ В=0,6-0,7)

ДU- допустимая потеря напряжения в сети 0,4 кВ, (В). (ДU=36 В).

Р0 - плотность нагрузки (кВт/км2), Р0 = Рм/F.

F - площадь объекта эл.снабжения, (км2).

cosц - коэффициент мощности на шинах ТП 0,4 кВ

F=2.6 (км)

?Sд / ?Sв = 532,3/ 489,5 = 1,09 cosц=0,8

Рм= 532,3*0,8=425,84 (кВт)

Ро=425,84/ 2,6=163,8 (кВт/ км)

В=0,6

nтп =425,3 * ? 5

Определяем суммарную нагрузку дневного и вечернего максимума:

УSд = Sд1 +Sд2 +Sд3 +…+Sдn ; УSв = Sв1 +Sв2 +Sв3 +…+Sвn

Расчет ТП - 1

УSд = 26,6+60+33,3+86,6+8=214,5(кВА)

УSв = 23,5+52,94+11,8+47,05+11,76=147,05 (кВА)

Дальнейшие расчёты ведём по наибольшей мощности - Sд.

Трансформаторная подстанция устанавливается в центре нагрузки зоны её действия.

Координаты центра нагрузки определяют по формулам:

X=УSi*Xi/УS; Y=УSi*Yi/УS,

где S- расчётная мощность на вводе отдельных потребителей или группы потребителей (жилые дома).

Xi ,Yi -расстояние по осям координат отдельных потребителей или их группы.

Х1 = (26,6*9+60*10,7+33,3*13,7+86,6*16,7+8*20)/214,5=13,7

(26,6*4,7+60*4,7+33,3*4,7+86,6*4,7+8*4,7)/214,5=4,7

Так как ТП попадает на здание выносим его. Х1 =15 Y1 =4,7

ТП №2 Х =25,7 Y =10

ТП №3 Х =3,5 Y = 9

ТП №4 Х =12,5 Y = 9,7

ТП №5 Х =23,7 Y =8

5. Выбор мощности трансформаторов ТП 10/0,4 кВ

Выбор установленной мощности трансформаторов одно- и двутрансформаторных подстанций производится по условиям их работы в нормальном режиме по экономическим интервалам нагрузки, исходя из условий:

Sэк min ?SР/ n ?Sэк max ,

где SР -расчётная нагрузка подстанции (кВА). (Определяется методом надбавок или с помощью коэффициентов одновременности.)

n - Количество трансформаторов проектируемой подстанции.

Sэк min ,Sэк max - соответственно, минимальная и максимальная границы экономического интервала нагрузки трансформатора принятой номинальной мощности.

Sрд = 86,6+?17+?41+?21,2+?4,8=170,6 (кВА)

Sрв = 52,9+?15+?7,3+?31,8+?7,3=114,3 (кВА)

141< 170,6 / 1 < 224

Выбираем марку трансформатора и марку трансформаторной подстанции.

Трансформатор ТМ-160;

Трансформаторная подстанция КТП-160-10/0,4 кВА

Проверка выбранной ТП.

Кз=Sр/Sн ? 1,59,

где Sр- расчётная мощность.

Sн- номинальная мощность трансформатора.

Кз=170,6/160 ?1,59

Кз=1,07 < 1,59

ТП №2 ТМ - 160; ТП №3 ТМ - 63

ТП №4 ТМ - 160; ТП №5 ТМ - 160

6. Расчёт питающей ВЛ-10 кВ

Результаты расчётов заносим в таблицу 3.

Составляем расчётную схему.

Определяем расчётные мощности на каждом участке с учётом коэффициента одновременности или методом надбавок.

Для ВЛ-10 кВ

Sд 4-5 =179(кВА)

Sд 3-4 = (179+135,7)*0,9=283 (кВА)

Sд 2-3 = (179+135,7+170,6)*0,85=412,5 (кВА)

Sд 1-2 = (179+135,7+170,6+209,5)*0,8=556 (кВА)

Sд 0-1 = (179+135,7+170,6+209,5+72,3)*0,8=614 (кВА)

Sв 4-5 =128,5 (кВА)

Sв 3-4 = 215+94=309 (кВА)

Sв 2-3 = 215+94+86=395 (кВА)

Sв 1-2 = 215+94+86+127=522 (кВА)

Sв 0-1 =215+94+86+127+29=551 (кВА)

Значение cosцд, cosцв можно определить по отношению

к = Sд/Sв,

где по коэффициенту к определяется коэффициент мощности.

к 0-1 =614/551=1,11 cosцд =0,78 cosцв=0,87

к 1-2 =556/522=1,06 cosцд =0,78 cosцв=0,87

к 2-3 =412,5/395=1,04 cosцд = 0,78 cosцв=0,87

к 3-4 =283/309=0,92 cosцд =0,78 cosцв=0,87

к 4-5 =179/128,5=1,39 cosцд =0,73 cosцв=0,78

Определяем токи на участках.

Iд=Sд/(v3*Uном), Iв=Sв/(v3*Uном),

где Sд, Sв- расчётная мощность.

Uном=10 кВ.

Iд 0-1 =614/(1,73*10)=35,5 (А)

Iд1-2 =556/17,3=32(А)

Iд2-3 =412,5/17,3=24(А)

Iд3-4 =283/17,3=16,4(А)

Iд4-5 =179/17,3=10,4(А)

Iв 0-1 =551/(1,73*10)=31 (А)

Iв1-2 =522/17,3=30(А)

Iв2-3 =395/17,3=22,8(А)

Iв3-4 =309/17,3=18(А)

Iв4-5 =128,5/17,3=7,4(А)

Провод выбирается по наибольшему из максимумов.

Выбор проводов ВЛ по экономической плотности тока

Fэ=Iр. макс/ i,

где Fэ - сечение проводов, мм2;

Iр. макс -максимальный ток участка, А;

i-экономическая плотность тока, А/мм2

i=1.3 A/мм

Fэ 0-1 = 35,5/1,3=27,3 (мм); Fэ1-2 =32/1,3=24,6(мм)

Fэ2-3 =24/1,3=18,5(мм); Fэ3-4 =18/1,3=14(мм)

Fэ4-5 =10,4/1,3=8(мм)

Определяем потери напряжения на каждом участке и суммарные потери напряжения.

ДU= ДUуд* Sр*L,

где ДUуд - удельная потеря напряжения %

?U0-1 =0,66*10*614*9=3,65(%)

?U1-2 =0,9*10*556*0,95=0,48(%)

?U2-3 =0,9*10*412,5*0,48=0,18(%)

?U3-4 =0,9*10*309*0,65=0,18(%)

?U4-5 =1,6*10*179*0,77=0,22(%)

УДU=ДU0-1+ДU1-2+ДU2-3+…+ДUn-m.

??U=3,65+0,48+0,18+0,18+0,22=4,71(%)

Сделать вывод о выборе марки проводов т.к. по одной и той же линии 10 кВ рекомендуется применять не более двух марок проводов.

7. Расчёт ЛЭП-0,4 кВ

Трассу для ВЛ-0,4 кВ выбирают по обе стороны дороги, не загромождая проезжую часть. На вторичных ответвлениях трас линий может выбираться по одну сторону дороги с подставными опорами для перекидок.

Определяем расчётные мощности на каждом участке с учётом коэффициента одновременности или методом надбавок для ВЛ-0,4 кВ.

Расчет Ф1

Sд2-3 =8(кВА); Sд1-2 =86,6+?4,8=91,4(кВА); Sд0-1 =86,6+?4,8+?22=113,4 (кВА)

Sв2-3 =11,76 (кВА); Sв1-2 =47,05+?7,3=54,35(кВА)

Sв0-1 =47,05+?7,3+?7,3=61,7 (кВА)

Значение cosцд, cosцв можно определить по отношению

к = Sд/Sв,

где по коэффициенту к определяется коэффициент мощности.

к 0-1 =113,4/61,7=1,83 cosц=0,75

к 1-2 =91,4/54,35=1,68 cosц=0,75

к 2-3 =8/11,76=0,68 cosц=0,93

Определяем токи на участках.

Iр=Sр/(v3*Uном),

где Sр - максимальная расчётная мощность.

Uном=0,4 кВ.

Iр0-1 =113,4/0,69=164,3(А)

Iр1-2 =91,4/0,69=132,5(А)

Iр2-3 =11,76/0,69=17(А)

Определяем эквивалентные мощности участков по формуле.

Sэкв = Sр*Кдр,

где Кдр - коэффициент динамики роста нагрузки. (Для с.х. потребителей Кдр= 0,7)

Sэ0-1=113,4*0,7=79,4(кВА)

Sэ1-2=91,4*0,7=64(кВА)

Sэ2-3=11,76*0,7=8,2(кВА)

Площадь сечения проводов выбираем по эквивалентной мощности из таблицы экономических интервалов

Определяем потери напряжения на каждом участке и суммарные потери напряжения.

ДU= ДUуд* Sр*L,

где ДUуд - удельная потеря напряжения %

?U0-1=0.35*113,4*0,05=2(%); ?U1-2=0,45*91,4*0,2=8,23(%)

?U2-3=1,25*11,76*0,27=4(%)

УДU=ДU0-1+ДU1-2+ДU2-3+…+ДUn-m.

??U=2+8,23+4=14,13(%)

Таблица 4 Расчёт ЛЭП-0,4 кВ

№ ТП	№ фидера	№ участка	L, км	Sр, кВА	Iр, А	cosц	Sэкв	марка провода	?U, %	??U, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
ТП-1	Ф1	0-1	0,05	113,4	164,3	0,75	79,4	А-70	2	14,23
		1-2	0,2	91,4	132,5	0,75	64	А-50	8,23
		2-3	0,27	11,76	17	0,93	8,2	А-16	4
	Ф2	0-1	0,22	78	113	0,8	54,6	А-50	6,86	9,26
		1-2	0,15	26,6	38,6	0,8	18,6	А-35	2,4
ТП-2	Ф1	0-1	0,25	104	51,7	0,89	25	А-35	15,6	22,73
		1-2	0,25	39,4	57	0,97	27,5	А-50	4,42
		2-3	0,2	35,7	151	0,97	72,8	А-70	2,71
	Ф2	0-1	0,01	28	40,6	0,75	19,6	А-35	0,17	1,09
		1-2	0,07	17,6	25,5	0,75	12,3	А-25	0,92
	Ф3	0-1	0,05	83	120,3	0,75	58,1	А-50	1,87	13,52
		1-2	0,07	66	95,6	0,75	46,2	А-50	2,08
		2-3	0,09	15,15	22	0,95	10,6	А-25	1,09
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
		3-4	0,09	6,31	9,14	0,97	4,42	А-16	0,71
ТП-3	Ф1	0-1	0,28	36,8	53,3	0,95	26	А-50	4,64	13,52
		1-2	0,42	28,1	40,7	0,95	20	А-35	7,08
		2-3	0,09	15,15	22	0,95	10,6	А-25	1,09
		3-4	0,09	6,31	9,14	0,97	4,42	А-16	0,71
	Ф2	0-1	0,13	91,4	132,5	0,95	64	А-50	5,35	14,02
		1-2	0,17	23,4	34	0,95	16,4	А-35	2,4
		2-3	0,2	13	18,8	0,95	9,1	А-25	2,13
		1-4	0,15	22,3	35	0,95	15,6	А-35	2,01
		4-5	0,2	13	18,8	0,95	9,1	А-25	2,13
	Ф3	0-1	0,18	50	72,5	0,95	35	А-50	3,6	16,83
		1-2	0,32	43,2	62,6	0,95	30,3	А-50	5,53
		2-3	0,25	29,2	42,3	0,95	20,4	А-35	4,38
		3-4	0,25	16,2	23,5	0,95	11,3	А-25	3,32
ТП-4	Ф1	0-1	0,1	132,1	191,5	0,89	92,5	А-70	4,62	13,33
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,16	А-35	3,51
		1-3	0,17	60,5	87,7	0,89	42,35	А-50	4,11
		3-4	0,05	54,34	78,8	0,8	38,04	А-50	1,09
	Ф2	0-1	0,1	63,4	91,9	0,93	44,4	А-50	2,54	8,83
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,2	А-35	3,51
		1-3	0,17	21,25	30,8	0,8	14,8	А-35	2,17
		3-4	0,05	16,3	23,6	0,75	11,4	А-25	0,61
	Ф3	0-1	0,05	62,06	90	0,93	43,44	А-50	1,24	8,52
		1-2	0,27	24,8	36	0,93	17,4	А-35	4,02
		2-3	0,1	6,66	9,65	0,94	4,7	А-16	0,83
		1-4	0,17	14,8	21,45	0,89	10,4	А-25	2,01
		4-5	0,05	7,6	11,01	0,75	5,3	А-16	0,42
	Ф4	0-1	0,17	56,4	81,7	0,93	39,5	А-50	4,31	10,65
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,16	А-35	3,51
		1-3	0,17	18,32	26,5	0,78	12,82	А-25	2,34
		3-4	0,05	13,04	18,9	0,75	9,13	А-25	0,49
ТП-5	Ф1	0-1	0,08	70	101,5	0,93	49	А-50	2,52	9,01
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,16	А-35	3,51
		1-3	0,17	23,07	33,4	0,93	16,15	А-35	2,35
		3-4	0,06	13,04	18,9	0,8	9,13	А-25	0,63
	Ф2	0-1	0,08	54,9	79,6	0,95	38,4	А-50	1,98	10,66
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,16	А-35	3,51
		1-3	0,17	14,8	21,45	0,95	10,4	А-25	4,7
		3-4	0,13	3,26	4,72	0,75	2,28	А-16	0,47
	Ф3	0-1	0,05	123,7	179,3	0,97	86,6	А-70	2,16	10,01
		1-2	0,27	21,66	31,4	0,95	15,16	А-35	3,51
		1-3	0,03	57,4	83,2	0,94	40,2	А-50	0,77
		3-4	0,15	52,83	76,6	0,94	37	А-50	3,57
	Ф4	0-1	0,37	114,1	165,8	0,89	80	А-70	14,8
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
		1-2	0,17	62,14	90	0,8	43,5	А-50	4,75	33,2
		2-3	0,05	57,64	83,5	0,8	40,4	А-50	13
		3-4	0,05	5,43	7,9	0,75	3,8	А-16	0,34
		1-5	0,05	6,12	8,87	0,95	4,28	А-16	0,34

8. Конструкция сети 0,4 кВ

Конструкция опор 0,4 кВ. Расстояние между опорами. Расстояние между проводами. Марки крюков и изоляторов.

На ВЛ применяют железобетонные, деревянные, деревянные с железобетонными приставками и в некоторых случаях металлические опоры. Основные элементы деревянных опор должны иметь диаметр на верхнем отрубе не менее 14 см; вспомогательные элементы - 12 см. Расстояние между опорами принимают равным 30...40 м, оно зависит от района климатических условий и марки провода.

Расстояние между проводами на опоре и в пролете, когда наибольшая стрела провеса до 1,2 м, должно быть не менее 40 см при толщине стенки гололеда 10 мм и менее 60 см при толщине - 15 мм и более.

Для закрепления проводов ВЛ применяют фарфоровые или стеклянные изоляторы типа ТФ - 12, ШФН-4, НС-18, Стальные крюки типа КН-12, КН-16, КН-22 и штыри типа С и Д.

9. Расчёт трёх-, двух- и однофазных токов к.з

Начертить схему



По данной расчётной схеме составить схему замещения.

Sб=100 МВА.

Определить базисные токи при соответствующей базисной мощности.

Iб=Sб/(v3*Uб)

Iб1 =100/(1,73*10)=5,7 (кА)

Iб2,3,4 =100/(1,73*0,4)=145(кА)

Определить относительные базисные сопротивления элементов схемы.

ВЛ1, ВЛ2:

Rл=Rуд*l*Sб/U2б;

Xл=Худ*l*Sб/U2б

Rл10 =0,77*0,48*100/10,5=0,34

Xл10 =0,4*0,48*0,9=0,17

Rл1 =0,42*0,47*100/0,42=123,4

Xл1 =0,39*0,47*625=114,5

Rл2 =0,59*0,37*625=136,4

Xл2 =0,38*0,37*625=87,8

Трансформатор:

Zт=(Uк/100)*(Sб/Sн);

Rт=ДРк.з*Sб/S2н;

Хт=v (Z2т-R2т).

Zт=4,5/100*100000/160=28,13

Rт =2,65*100000/1602=10,35

Xт ==26

Расчёт результирующих сопротивлений до точек к.з

Хс=Sб/Sк.з ;

Хс = 100/260=0,38

Zэ1=v(Rл102+(Хс+Хл10)2) ;

Zэ1 =

Zэ2=v((Rл10+Rт)2+(Хс+Хл10+Хт)2) ;

Zэ2 = v(0.34+10.35)2 +(0,38+0,17+26)2=29

Zэ3=v((Rл10+Rт+Rл1)2+(Хс+Хл10+Хт +Х л1)2) ;

Zэ3 л1=v(0,34+10,35+123,4)2+(0,38+0,17+26+114,5)2=194

Zэ3 л2=v(0,34+10,35+123,4+136,4)2+(0,38+0,17+26+114,5+87,8)2=354

Определить токи к.з. в каждой точке к.з.

I(3)к.з=Iб/Zэ;

I(3)к.з1=5,7/0,65=8,78 (кА)

I(3)к.з2=145/29=5(кА)

I(3)к.з л1=145/194=0,75(кА)

I(3)к.з л2=145/354=0,41(кА)

I(2)к.з =0,87*I(3)к.з

I(2)к.з1 =0,87*8,78=7,64(кА)

I(2)к.з 2=0,87*5=4,35(кА)

I(2)к.з л1=0,87*0,75=0,65(кА)

I(2)к.з л2=0,87*0,41=0,36(кА)

Определение однофазных токов к.з.

I(1)к.з= Uф/( Zn+ Z(1)т/3),

где Uф=220 В.;

Zn= Z0*l0.4

где l0.4 - длинна линии 0,4 кВ;

Z(1)т/3- сопротивление нулевой последовательности фазы трнсформатора. Z0- полное сопротивление 1 км петли фаза-нулевой провод четырёхпроводной воздушной линии.

Zn л1=1,34*0,4=0,54

Zn л2=1,73*0,4=0,69

I(1)к.з л1=220/(0,54+0,162)=314,3(кА)

I(1)к.з л2=220/(0,69+0,162)=259(кА)

Таблица 5 Токи коротких замыканий

№ ТП	1	2	3	4	5
I(3)1к.з	8,78	4.16	0,75	5.88	7,31
I(3)2к.з	5	5	1,87	5,18	0,5
I(3) 3к.з линия 1	0,75	0.52	0,32	0,61	0,52
I(3) 3к.з линия 2	0,41	0.45	0,18	0,29	0,23
I(3) 3к.з линия 3		0.34	0,11	0,19	0,18
I(3) 3к.з линия 4				0,14	0,12
1	2	3	4	5	6
I(2)1к.з	7,64	3,62	0,65	5,12	6,36
I(2)2к.з	4,35	4,35	1,63	4,5	0,4
I(2) 3к.з линия 1	0,65	0,45	0,28	0,53	0,45
I(2) 3к.з линия 2	0,36	0,39	0,16	0,25	0,2
I(2) 3к.з линия 3		0,29	0,1	0,17	0,16
I(2) 3к.з линия 4				0,12	0,1
I(1)к.з линия 1	314,3	314,3	181	314,3	259
I(1)к.з линия 2	259	185	181	259	259
I(1)к.з линия 3		259	181	259	314,3
I(1) 3к.з линия 4				259	314,3

10. Выбор эл.оборудования и проверка его по токам к.з

Выбор разъединителя.

Выбор по номинальному напряжению.

Uн=Uуст,

где Uуст =10 кВ.

Uн -номинальное напряжение разъединителя.

10кВ=10кВ

Выбор по номинальному току.

Iн? Iр,

где Iн- номинальный ток разъединителя.

Iр- расчётный ток

Iр=Sн.тп/(v3*Uн.тп)

Iр=160/(1,73*10)=9,3 (А)

Выбираем марку разъединителя РЛН-10/200

Выбор высоковольтного предохранителя.

Определяем силу номинального тока трансформатора на стороне 10 кВ.

Iнт=Sн.т/(v3*Uн.т)

Iнт=160/(1,73*10)=9,3 (А)

Выбираем марку предохранителя ПК-10/30

Выбираем плавкую вставку

Iв=(2…3)*Iнт

Iв= 2*9,3…3*9,3=18,6…27,9(А)

Определяем силу расчётного тока к.з. на стороне 10 кВ трансформатора с учётом коэффициента надёжности.

Iк.расч=кн* I2(3)/кт,

где кн - коэффициент надёжности, учитывающий разброс ампер-секундных характеристик и необходимый запас, кн =1,3

I2(3)- сила тока трёхфазного к.з. на стороне 0,4 кВ трансформатора.

кт - коэффициент трансформации трансформатора

Iк.расч=1,3*5000/25=260(А)

По ампер-секундной характеристике, определяем время tв перегорания плавкой вставки при токе Iк.расч=260А; tв=0,5 сек.

Определяем допустимое время протекания тока к.з. по трансформатору

tд=900/к2,

где к=Iк.расч/ Iнт

к=260/9,3=28

tд=900/282=1,15(сек)

Проверяем на термическую устойчивость трансформатора

tв < tд

0,5<1,15

Выбор рубильника.

Выбор по номинальному напряжению.

Uн ?Uр

0,4кВ=0,4кВ

Выбор по номинальному току.

Iн.? Iр

Iр=160/(v3*0,4)=232

Выбираем марку рубильника РБ-32

Таблица 6 Защитная аппаратура

Наименование	ТП№1	ТП№2	ТП№3	ТП№4	ТП№5
Разъединитель	РЛН-10/200	РЛН-10/200	РЛН-10/200	РЛН-10/200	РЛН-10/200
Предохранитель	ПК-10/30	ПК-10/30	ПК-10/30	ПК-10/30	ПК-10/30
Рубильник	РБ-32	РБ-32	РБ-31	РБ-32	РБ-32

Выбор автоматов.

Выбор по номинальному напряжению.

Uна ?Uнр

0,4кВ=0,4кВ

11.4.2 Выбор по номинальному току.

Iна.? Iр

Расчет 1 фидера:

600 А > 164,3 A

Ток срабатывания от перегрузки Iтр для теплового или комбинированного расцепителя зависит от типа автомата, определяется по выражению:

Iтр>кнт* Iр,

и уточняются по характеристике автомата

где Iтр - номинальный ток теплового расцепителя автомата ;

кнт - коэффициент надёжности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах (1,25-1,45).

Iтр>1,25*164,3

Iтр>205 А

250 А > 205 А

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

Iэр?1,25 * I к р,

Iэр?1,25 *657=821А

I к р=4* Iн

I к р=4*164,3=657А

1150 А > 821 А

Выбираем марку автомата А3144.

Таблица 7 Автоматы

Наименование	Ед. из.	№ ТП	Каталожные данные	Расчетные данные
			Л1	Л2	Л3	Л4	Л1	Л2	Л3	Л4
Марка автомата		1	А3144	А3714Б			А3144	А3714Б
Uн	кВ		0,4	0,4			0,4	0,4
Iн	А		600	160			164,3	113
Iтр	А		250	160			205	141
Iэр	А		1150	1000			821	565
Марка автомата		2	А3714Б	А3163	А3124		А3714Б	А3163	А3124
Uн	кВ		0,4	0,4	0,4		0,4	0,4	0,4
Iн	А		160	50	160		104	28	83
Iтр	А		160	40	125		130	35	103
Iэр	А		1000	260	1000		520	140	412
Марка автомата		3	А3114/5	А3114/5	А3114/5		А3114/5	А3114/5	А3114/5
Uн	кВ		0,4	0,4	0,4		0,4	0,4	0,4
Iн	А		100	200	100		53,3	132,5	72,5
Iтр	А		70	200	100		66,6	165	90
Iэр	А		300	930	400		266	662	362
Марка автомата		4	А3144	А3714Б	А3714Б	А3714Б	А3144	А3714Б	А3714Б	А3714Б
Uн	кВ		0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Iн	А		600	160	160	160	191,5	92	90	81,7
Iтр	А		250	125	125	125	240	115	112,5	102
Iэр	А		1330	1000	1000	1000	960	460	450	408
Марка автомата		5	А3714Б	А3114/5	А3144	А3144	А3714Б	А3114/5	А3144	А3144
Uн	кВ		0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
Iн	А		160	100	600	600	101,5	79,6	179,3	165,8
Iтр	А		160	100	250	250	127	99,5	224	207
Iэр	А		1000	500	720	660	507	398	896	829

11. Расчёт повторных заземлений и защита от атмосферных перенапряжений линии 0,4 кВ

Согласно ПУЭ (гл. 1,7) определяются предельные значения их сопротивлений в зависимости от напряжения, режима нейтрали и элемента эл.установки, подлежащего заземлению.

Для эл.устоновок с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяются нейтрали генераторов и трансформаторов, при напряжении 380/220 В не более 4 Ом. RЗ?4

Повтор заземлений линий выбираем согласно ПУЭ. На опорах ВЛ должны быть выполнены заземляющие устройства предназначенные для защиты от грозовых перенапряжений. Расстояние заземляющими устройствами должно быть не более 100 м. А наибольшее расстояние от заземляющего устройства конечной опоры до соседнего защитного заземления не более 50 м.

Общее сопротивление заземляющих устройств всех повторных заземлений каждой ВЛ-0,4 кВ не должно превышать 10 Ом.

Rз.устр?10 ОМ

При этом сопротивление каждого из повторного заземления не должно превышать 30 Ом.

Всегда за нормирующую расчётную величину сопротивления заземляющего устройства принимается меньшая величина из всего ряда вариантов.

Заземление подстанции выполнено вертикально стержнями длинной L=5 м., и диаметром d=12 мм, соединённых между собой такими же стержнями на глубине 0,8 м.

Глубина заложения стержня от поверхности земли 0,7 м. Удельное сопротивление грунта сизм=150 Ом*м.

Находим расчётное сопротивление грунта:

срасч =кс*к1* сизм,

где кс - коэффициент сезонности

к1- коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении

срасч =1,35*1,1*150=222,7 (Ом*м)

Сопротивление одного круглого эл...