65
P
с.у.д
= 0,5∙(9∙4,5+6∙7,5) =42,8 кВт.
P
р.у.д
= 441,6+42,8∙0,9 = 480,1 кВт.
Q
р.у.д
= 480,1∙0,29+0,9∙1,17∙42,8 = 184,3 кВАр.
22
..
480,1 184,3 514,3
р у д
S
кВА.
Из всех потребителей, подключенных к ТП 1, наибольшую
расчетную мощность имеет условный дом.
. 1 . . .1 .26 .26 .20 20 18 18 . .
.1
;
480,1 0,5 54 0,5 64,4 0,4 447,2 1 29,6 747,2 .
р ТП р у д у осв р осв
р ТП
P Р k Р k Р k Р k Р
P кВт
. 1 . . .1 26 .26 20 .20 18 18 . .
.1
;
184,3 0,5 33,5 0,5 12,9 0,4 89,5 1 9,7 253,1 .
р ТП р у д у осв р осв
р ТП
Q Q k Q k Q k Q k Q
Q кВАр
22
.1
747,2 253,1 788,9 .
р ТП
S кВА
Коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах:
..
788,9 788,9
0,626; 1,252.
630 2 630 2 1
н п ав
зз
KK
0,6<0,626<0,9;
1,252<1,5,
следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
Расчет мощности нагрузки, подключенной к ТП 2:
Объединим в один условный дом жилые дома 30,24,16,10,102 с
электрическими плитами.
Общее число квартир: N = 612.
.612
1,23 1,19
1,23 (612 600) 1,23
1000 600
кв
P
кВт/кв.
Р
кв.у.д
= 1,23612 = 752,8 кВт.
P
с.у.д
= 0,4∙(15∙4,5+10∙7,5) =57 кВт.
P
р.у.д
= 752,8+57∙0,9 = 804,1 кВт.
Q
р.у.д
= 752,8∙0,2+0,9∙1,17∙57 = 210,6 кВАр.
22
..
804,1 210,6 831,2
р у д
S
кВА.
66
Из всех потребителей, подключенных к ТП 2, наибольшую
расчетную мощность имеет условный дом.
. 2 . . .1 6 6 76 76 112 112 . .
.2
;
804,1 0,5 46 0,5 46 0,4 115 1 29,6 907,1 .
р ТП р у д у осв р осв
р ТП
P Р k Р k Р k Р k Р
P кВт
. 2 . . .1 6 6 76 76 112 112 . .
.2
;
210,6 0,5 9,2 0,5 28,5 0,4 71,3 1 9,7 254,8 .
р ТП р у д у осв р осв
р ТП
Q Q k Q k Q k Q k Q
Q кВАр
22
.2
907,2 254,8 942,3 .
р ТП
S кВА
Коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах
[3]:
..
942,3 942,3
0,748; 1,496.
630 2 630 2 1
н п ав
зз
KK
0,6<0,626<0,9;
1,496<1,5,
следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
Расчет мощности нагрузки, подключенной к ТП 3:
Объединим в один условный дом жилые дома 80,68,78,76,84 с
электрическими плитами.
Общее число квартир: N = 787.
.787
1,23 1,19
1,23 (787 600) 1,21
1000 600
кв
P
кВт/кв.
Р
кв.у.д
= 1,21787 = 953,3 кВт.
P
с.у.д
= 0,4∙(21∙4,5+13∙7,5) =76,8 кВт.
P
р.у.д
= 953,3+76,8∙0,9 = 1022,4 кВт.
Q
р.у.д
= 1022,4∙0,2+0,9∙1,17∙76,8 = 285,4 кВАр.
22
..
1022,4 285,4 1061,5
р у д
S
кВА.
Объединим в один условный дом жилые дома 62,60,64 с природным
газом.
Общее число квартир: N = 334.
.334
0,77 0,71
0,77 (334 200) 0,73
400 200
кв
P
кВт/кв.
67
Р
кв.у.д
= 0,73334 = 243,8 кВт.
P
с.у.д
= 0,5∙(5∙4,5+5∙7,5) =30 кВт.
P
р.у.д
= 243,8+30∙0,9 = 270,8 кВт.
Q
р.у.д
= 270,8∙0,29+0,9∙1,17∙30 = 110,1 кВАр.
22
..
270,8 110,1 292,3
р у д
S
кВА.
Из всех потребителей, подключенных к ТП 3, наибольшую
расчетную мощность имеет условный дом с электрическими плитами.
. 3 . . .1 . . .2 . . .2 .82 .82 .72 .72 .66 .66 .86 .86
.10 .10 . .
.3
;
1022,4 0,5 270,8 0,5 150 0,5 150 0,5 92 0,5 55,2
1 29,6 1401 .
р ТП р у д р у д р у д у р у р у р у р
у р у осв р осв
р ТП
P Р k Р k Р k Р k Р k Р
k Р k Р
P
кВт
. 3 . . .1 . . .2 . . .2 .82 .82 .72 .72 .66 .66 .86 .86
.10 .10 . .
.3
;
285,4 0,5 110,1 0,5 93 0,5 49,5 0,5 18,4 0,5 11,1
0,5 124 1 9,7 495,8 .
р ТП р у д р у д р у д у р у р у р у р
у р у осв р осв
р ТП
Q Q k Q k Q k Q k Q k Q
k Q k Q
Q
кВар
22
.3
1401 495,8 1486,1 .
р ТП
S кВА
Коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах
[3]:
..
1486,1 1486,1
0,74; 1,486.
1000 2 1000 2 1
н п ав
зз
KK
0,6<0,75<0,9;
1,486<1,5,
следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
Полученные значения коэффициентов для всех ТП представлены в
таблице 2.6.
Таблица 2.6
Расчет коэффициентов загрузки ТП
№ ТП
Полн.
мощ-ть, кВА
Кол-во и мощ-ть
тр-ров ТП
Коэф-т загр-ки
в норм.режиме
Коэф-т загр-ки
в авар.режиме
1
788,9
2х630
0,626
1,252
68
2
942,3
2х630
0,748
1,496
3
1486,1
2х1000
0,740
1,486
2.7 Определение мощности конденсаторных установок
Максимальная реактивная мощность, которую целесообразно
передавать через трансформаторы 10/0,4 кВ в сеть напряжением до 1 кВ
для обеспечения желаемого коэффициента загрузки силовых
трансформаторов
т
, определяется согласно [3] так:
2
2
т т ном.т p.ТП
Q N S P
, квар,
(2.30)
где
N
- число трансформаторов ТП, шт .;
β
т
– коэффициент загрузки трансформаторов (принимается β
т
= 0,8);
ном.т
S
- полная номинальная мощность трансформатора ТП, кВА;
p.ТП
P
- расчетная активная мощность нагрузки ТП, кВт.
Если под корнем величина со знаком минус, то принимают
т
0Q
. В
этом случае КУ на ТП не устанавливаются [3].
Мощность конденсаторных установок
н.к р.ТП т
Q Q Q
, квар,
(2.31)
где
р.т
Q
- расчетная реактивная нагрузка ТП, квар.
Так, для ТП №1
2
2
т
2 0,8 630 907,1 439,6 .Q квар
н.к
439,6 253,1 186,5 .Q квар
Выбираются 2 КУ типа УКРП-0,4-70-20УЗ номинальной мощностью
70 квар каждая [4]. Аналогичные расчеты для выбора КУ для остальных
ТП приводятся в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Определение мощности комплектных конденсаторных установок
69
№
ТП
N x
ном.т
S
,
кВА
р.ТП
Р
,
кВт
р.ТП
Q
,
квар
т
Q
,
квар
н.к
Q
,
квар
Типономинал и
количество КУ, шт
1
2х630
907,1
253,1
439,6
186,5
2хУКРП-0,4-70-20УЗ
2
2х630
1022,4
254,8
0
-
-
3
2х1000
1401,0
285,4
772,8
487,4
2хУКРП-0,4-200-20УЗ
2.8 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Составляется расчётная схема и схема замещения для расчета токов
КЗ, которая представлена на рисунке 2.3. Расчёт проводится согласно
методике, приведённой в [7]. Расчётные точки на рисунке 2.3 выбраны с
целью проверки электрических аппаратов напряжением 10 кВ (точка К1) и
0,4/0,23 кВ (точки К2 и К2").
Рисунок 2.3 – Схема для расчета токов КЗ: а - расчетная схема; б - схема
замещения
Определяется базисная мощность [7]
70
S
б
= S
ном.т
= 630 кВА.
Определяются базисные напряжения [7]
1.
1,05 · , ;
б ном ВН
UUкВ
(2.32)
1
1,05 · 10 10,5 ;
б
U кВ
2
0,4 .
б
U кВ
Значение базисного тока [7]
б
б
б1
3
S
I
U
, А;
(2.33)
б
630
34,7
3 10,5
I
А.
Определение параметров схемы замещения, представленной на
рисунке 2.3.
1) Определяется сопротивление системы
б
с
3
*
п.о
I
x
I
, о. е.;
(2.34)
3
с
*
34,7
5,8 10
6000
x
о. е.
2) Определяется сопротивление кабельной линии [7]
2
б1
б
кб1кб1 0
*
кб1
U
S
lхx
, о. е.;
(2.35)
2
б1
б
кб1кб1 0
*
кб1
U
S
lrr
, о. е.,
(2.36)
где х
0.кб1
и r
0.кб1
- соответственно реактивное и активное удельное
сопротивление кабеля, Ом/км.
По выражениям (2.35) и (2.36)
4
2
кб1
0,63
0,083 0,05 0,24 10
10,5
*
x
о. е.;
2
4
кб1
0,63
0,625 0,05 1,8 10
10,5
*
r
о. е.
3) Определяется сопротивление трансформатора [7]
71
ном.т
кз
*
т
S
P
r
,о.е.;
(2.37)
*
2
T
*
2
K
*
т
rux
, о.е.,
(2.38)
где ΔР
кз
- потери КЗ трансформатора, кВт;
u
к
- напряжение КЗ трансформатора, %.
0121,0
630
6,7
*
т
r
о.е.;
22
т
*
0,055 0,0121 0,0537x
о.е.
4) Определяется суммарное сопротивление в относительных
единицах к точке К1 [7]
*
кб1
*
C
*
K1
xxx
, о.е.;
(2.39)
К1
0,0058 0,000024 0,00582
*
x
о.е.
2
*
K1
2
*
K1
*
K1
rxz
, о.е.;
(2.40)
22
К1
0,00582 0,00018 0,00582
*
z
о.е.
5) Определяется суммарное сопротивление в относительных
единицах к точке К2 [7]
т
**
К 2 К1
*
x x x
,о.е.;
(2.41)
К2
0,00582 0,0537 0,0595
*
x
о.е.
кб1 т
*
К2
*
*
r r r
, о.е.;
(2.42)
К2
0,00018 0,0121 0,0123
*
r
о.е.
6) Определяется суммарное сопротивление в именованных единицах
к точке К2 [7]
72
2
б2
К2
*
К2
б
U
xx
S
, Ом;
(2.43)
2
К2
0,4
0,0595 0,0152
0,63
x
Ом.
2
б2
К2
*
К2
б
U
rr
S
, Ом .;
(2.44)
2
К2
0,4
0,0123 0,0031
0,63
r
Ом.
2
2
К 2 К 2 К 2
z r x
, Ом .;
(2.45)
22
К2
0,0031 0,0152 0,0155z
Ом.
7) Согласно [1], принимаются следующие значения сопротивлений
автоматов:
r
a1
= 0,00014 Ом;
x
a1
= 0,00008 Ом.
8) Определяется суммарное сопротивление в именованных единицах
к точке К2" [7]
r
ΣK2`
= R
ΣK2
+ r
a1
, Ом;
(2.46)
К2'
0,0031 0,00014 0,00324r
Ом.
2
2
К 2 ' К 2 ' К 2
z r x
, Ом;
(2.47)
22
К2'
0,00364 0,0152 0,01563z
Ом.
Определяется ток трехфазного КЗ в точке К1
3
б
к1
*
к1
I
I
z
, А;
(2.48)
3
к1
34,7
3988
0,0087
I
А.
Определение тока трехфазного КЗ в точках К2, К2 "
73
3
б2
К.
К.
3
i
i
U
I
z
, кА;
(2.49)
3
к2
0,4
14,8
3 0,0156
I
кА;
3
к2'
0,4
14,79
3 0,01563
I
кА;
Значение ударного тока [7]
(3)
у.К. у К.
2
ii
i КI
, кА;
(2.50)
где К
у
– значение ударного коэффициента [3,8].
Ударный ток КЗ в искомых расчётных точках по (2.50)
i
у.к1
=
2
· 1,8 · 3,988 = 10,2 кА;
i
у.к2
=
2
· 1,4 · 14,8 = 29,3 кА;
i
у.к2 "
=
2
· 1,4 · 14,79 = 29,25 кА.
Полученные значения тока трехфазного КЗ в точках К1, К2 и К2", а
также значение ударного тока КЗ в данных точках, используются далее при
выборе и проверке электрических аппаратов в сети 10 кВ и 0,38/0,22 кВ.
2.9 Выбор электрических аппаратов
Условия выбора электрических аппаратов напряжением 10 кВ
приводятся ниже [7,8]. Высоковольтные аппараты напряжением 10 кВ
устанавливаются на ЦРП (выключатели высокого напряжения и
трансформаторы тока) и ТП-10/0,4 кВ на стороне ВН (выключатели нагрузки
и предохранители).
Электрические аппараты (ЭА) напряжением выше 1 кВ выбираются по
следующим условиям:
1) прочности изоляции для работы аппаратуры в длительном режиме и
при кратковременных перенапряжениях
74
ном.ЭА ном.с
UU
,кВ,
(2.70)
где
ном.ЭА
U
- номинальное напряжение аппарата;
ном.с
U
- номинальное напряжение сети, в которой применяется ЭА;
2) допустимого нагрева токами в длительном режиме
ном.ЭА ф
II
,А,
(2.71)
где
ном.ЭА
I
- номинальный ток ЭА;
ф
I
- ток форсированного режима (максимальный рабочий ток);
3) соответствие окружающей среде, рода установки (внешняя,
внутренняя), конструктивному выполнению (стационарная, выдвижная);
4) параметрам основной функциональной характеристики.
Проверка ЭА осуществляется по их устойчивости и работоспособности
при сквозных токах КЗ.
Должны выполняться следующие условия:
5) ток электродинамической стойкости
дин у
ii
,А,
(2.72)
где i
у
- расчетный ударный ток;
6) допустимый ток термической стойкости с учётом допустимого
времени термической устойчивости
22
т т к
I t I t
, А
2
с
(2.73)
где I
К
- расчетный ток КЗ;
t - настоящее время отключения КЗ.
Выбираются высоковольтный выключатель, устанавливаемый на ЦРП-
10 кВ для защиты и коммутации ТП-10/0,4 кВ.
Данные расчетов и каталога [4] приведены в таблицах 2.13 – 2.14.
Таблица 2.13
Выбор вводного и секционного высоковольтных выключателей на ЦРП
Условия
выбора
Расчетные
данные
Каталожные данные
выключателя
LF1-10,5-12,5/ 630-У2-41
По номинальному
ном.с
10U
кВ
ном.в
10U
кВ