Расчет сечения проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ.

2. Для расчета экономически целесообразного сечения составляем расчетную схему распределительной сети 10 кВ.

3.

                             ТП1                ТП4            

 ЦП                                                                  

                                                         

                                                                                 

                               ТП1              ТП3                     

                                                                  

 

4. Производим расчет сечения кабеля по экономической плотности тока в зависимости от металла проводника и числа часов использования максимума нагрузки

где I – расчетный максимальный ток, А;

 – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм².

Нормированное значение экономической плотности тока принимаем 1.2 А/мм².

Находим расчетный максимальный ток

 

Находим сечение кабеля по экономической плотности тока

 

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Расчетный максимальный ток , А	Экономически целесообразное сечение , мм2	Стандартное сечение , мм2	Длительно допустимый ток , А
1	860	49,6	41,4	95	205
1-4	1913,5	110,48	92	95	205
2	687,71	39,7	33	95	205
2-3	1555,42	89,8	77,84	95	205

 

Проверка сечений жил кабеля распределительных сетей 10 кВ.

Проверка кабельных линий по допустимому длительному току проводится по условию

где  – пoпpaвoчныйкoэффициeнтнa количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле, принимаем равный 1;

 – пoпpaвoчныйкoэффициeнт допустимую перегрузку в послеаварийном режиме. Для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией принимаем равный 1,25;

 – пoпpaвoчныйкoэффициeнт на фактическую температуру среды принимаем равный 1,04;

 – пoпpaвoчныйкoэффициeнт на тепловое сопротивление грунта принимаем равный 1;

 – пoпpaвoчныйкoэффициeнт на отличие номинального напряжения кабеля от номинального напряжения сети, принимается 1;

 

 

В качестве послеаварийного режима принимается обрыв одной из линий

                             ТП1            ТП4         

            ЦП                             

                                                             

                                                                                 

                               ТП2            ТП3                     

                                                                      

Находим расчетный максимальный ток послеаварийного режима

Оставшиеся токи находятся аналогично.

Заносим данные в таблицу 9.1

Таблица 9.1

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Расчетный максимальный ток , А	Расчетный максимальный ток ,	Длительно допустимый ток , А	Стандартное сечение , мм2
1-3	2781,2	89	160	205	95
4-1	1913	110	110	205	95
3	867,7	49	50	205	95
2	687,7	39	39	205	95

 

Проверка сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому отклонению напряжения

Потеря напряжения на участке, %, определяется

где – расчетная максимальная мощность участка, кВА;

 – номинальное напряжение линии, кВ;

– длина участка, км;

, – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления, Ом/км.

Таблица 9.2 Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому отклонению напряжения нормальном режиме

 

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Длина участка , км	Потеря напряжения в нормальном режиме , %
1	860,71	0,187	0,052
1-4	1913	0,4	0,25
2	687,7	0,285	0,06
2-3	1555,4	0,485	0,24

 

Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому отклонению напряжения аварийном режиме

 

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Длина участка , км	Потеря напряжения в аварийном режиме , %
1-3	2781	0,775	0,7
1-4	1913	0,4	0,25
3	867,7	0,375	0,1
2	687	0,285	0,06

 

Таблица 9.3Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей 10(6) кВ по допустимому отклонению напряжения в послеаварийном режиме

 

№ ТП	Расчетная максимальная мощность участков , кВА	Длина участков , А	Отклонение напряжения в нормальном режиме , %	Допустимое отклонение напряжения в нормальном режиме , %	Отклонение напряжения в аварийном режиме , %	Допустимое отклонение напряжения в аварийном режиме , %
1	860	0,187	0,052	5	-	10
2	687	0,285	0,285	5	-	10
3	1555	0,185	0,246	5	-	10
4	1913	0,4	0,249	5	-	10
1	860,17	0,187	-	5	0,7	10
2	687	0,4	-	5	0,06	10
3	2781,2	0,775	-	5	0,7	10
4	1913,5	0,4	-	5	0,25	10

 

Расчет токов короткого замыкания в распределительных сетях 10(6) кВ

Для расчёта токов КЗ составляется расчётная схема системы электроснабжения и на её основе схема замещения.

 

Pacчeтнaя cхeмa cиcтeмы элeктpоcнaбжeния

 

 

Cхeмa зaмeщeния cиcтeмы элeктроcнaбжeния

 

Пpeдвapитeльнoнeoбxoдимoпpивecтивcecoпpoтивлeнияэлeмeнтoвcxeмызaмeщeния к oдним и тeм жe бaзиснымy cлoвиям. Зaбaзисноенaпpяжeниeyдoбнoпpинимaтьcooтвeтcтвyющeecpeднeeнaпpяжeниeвмecтoдeйcтвитeльнoгoнaпpяжeниянaшинax c цeлью yпpoщeния pacчётoв (приближенное приведение). Шкала этих напряжений, принятая исходя из номинальных напряжений сетей, следующая: 515; 340; 230; 158; 115; 37; 24; 20; 18; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,4; 0,23; 0,127 кВ.

За базисное напряжение рекомендуется принять напряжение на шинах ТП 10(6) кВ в точке КЗ.

За базисную мощность рекомендуется принять мощность трансформатора ТП 10(6) кВ в точке КЗ , МВ·А.

Тогда базисный ток, кА, определится по формуле

Систему считать бесконечной мощности, т. е. .

Ток в точке короткого замыкания определяется по формулам

 

где  – результирующая ЭДС в токе КЗ, принимается 1;

­ – полное приведенное сопротивление в точке КЗ.

Наибольшее мгновенное значение полного тока КЗ называют ударным током. Он возникает при первом наибольшем значении апериодической составляющей, совпадающей по знаку с периодической составляющей тока КЗ. Этот момент наступает примерно через полпериода после появления КЗ (  с). При этом условии ударный ток

где  – начальное действующее значение периодической составляющей;

­ – ударный коэффициент, характеризующий превышение ударного тока над амплитудой периодической составляющей тока КЗ.

Значение ударного коэффициента

где  – постоянная времени затухания апериодической составляющей.

Постоянная времени затухания апериодической составляющей определяется по формуле

Значения ударного коэффициента изменяются в пределах

.

Зависимость ударного коэффициента от постоянной времени  изображена на рисунке. За интервал времени  апериодическая составляющая тока КЗ практически затухает (составляет примерно 5 % ее начального значения).

 

Зависимость ударного коэффициента от постоянной времени короткозамкнутой цепи.

Приведенные сопротивления кабельной линии

 

где  – длина линии, км;

 – удельное активное сопротивление прямой последовательности кабельной линии, Ом/км;

 – удельное реактивное сопротивление прямой последовательности кабельной линии, Ом/км;

 – среднее (по шкале) напряжение в месте установки данного элемента, кВ.

Приведенное сопротивление двухобмоточного трансформатора

где  – напряжение КЗ трансформатора, %, принимается 10,5;

 – номинальная мощность трансформатора, МВ·А, принимается 40;

Полное приведенное сопротивление в точке КЗ

Результаты расчетов токов КЗ для каждой точки рекомендуется свести в таблицу 9.4.

Таблица 9.4 Результаты расчета токов короткого замыкания в распределительных сетях 10(6) кВ

Точка КЗ
1	0,124	0,0316	0,128	7,8	0,36	0,032	1,73	0,88

 

Расчет сечения проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ

Для расчета экономически целесообразного сечения составляется расчетная схема распределительных сетей до 1 кВ на которую наносятся значения мощностей трансформаторных подстанций, мощностей жилых и общественных зданий, длин и мощностей участков.

Находим расчетный максимальный ток для каждого участка

Производим расчет сечения кабеля по экономической плотности тока

Аналогичные вычисления производятся для всех участков линий до 1 кВ. Результаты расчета сводятся в таблицу 9.5.

 

Таблица 9.5 - Результаты расчета сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Расчетный максимальный ток , А	Экономически целесообразное сечение , мм2	Стандартное сечение , мм2	Длительно допустимый ток , А
ТП1
a	183	266	221	240	675
b	223	323	269	300	770
c	183	266	221	240	675
d	183	266	221	240	675
ТП2
a	230	333	278	300	770
b	187	272	226	240	675
c	96	139	115	120	460
d	51	73	61	70	340
ТП3
a	183	266	221	240	675
b	275	399	332	400	940
c	230	339	278	300	770
d	174	161	151	185	580
ТП4
a	277	400	334	400	940
b	230	333	278	300	770
c	175	254	211	240	675
d	276	401	339	400	940

Проверка сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому длительному току.

Проверка кабельных линий по допустимому длительному току проводится по условию

 

Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому длительному току заносим в табл. 9.9.

В соответствии с расчетной схемой необходимо пересчитать поток распределение на участках распределительной сети и вычислить расчетный максимальный ток в послеаварийном режиме.

 

Таблица 9.6 Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому длительному току в послеаварийном режиме

 

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Расчетный максимальный ток , А	Экономически целесообразное сечение , мм2	Стандартное сечение , мм2	Длительно допустимый ток , А
ТП1
a	190	275	229	240	675
b	216	314	261	300	770
c	275	399	332	400	940
d	97	142	118	120	460
ТП2
a	278	403	336	400	940
b	139	202	168	185	580
c	47	69	57	70	340
d	103	143	119	120	460
ТП3
a	275	399	332	400	940
b	183	266	221	240	675
c	138	200	167	185	580
d	266	386	321	400	940
ТП4
a	143	208	167	185	580
b	368	534	445	500	1080
c	36	53	44	50	275
d	414	600	500	500	1080

Проверка сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения.

Потеря напряжения на участке, %, определяется по формуле

Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения в нормальном и послеаварийном режимах рекомендуется занести в табл. 9.7, 9.8

 

Таблица 9.7 Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения в нормальном режиме

 

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Длина участка , А	Потеря напряжения в нормальном режиме , %
ТП1
a	183	55	2,05
b	223	75	3,4
c	183	57	2,1
d	183	120	4,5
ТП2
a	230	105	4,9
b	187	82,5	3,1
c	96	90	1,7
d	50	42,5	0,43
ТП3
a	183	105	3,9
b	275	57	3,1
c	230	27	1,2
d	174	100	3,5
ТП4
a	277	55	3,1
b	230	95	4,4
c	175,4	137,5	4,8
d	276	112	4,9

Результаты проверки сечений проводов ВЛ и жил кабелей распределительных сетей до 1 кВ по допустимому отклонению напряжения в аварийном режиме.

№ участка	Расчетная максимальная мощность участка , кВА	Длина участка , А	Потеря напряжения в аварийном режиме , %
ТП1
a	183	55	2,8
b	223	75	2,7
c	183	57	4,6
d	183	120	1,2
ТП2
a	230	105	10
b	187	82,5	2,27
c	96	90	0,8
d	50	42,5	1,4
ТП3
a	183	105	7,9
b	275	57	1,2
c	230	27	0,7
d	174	100	7,3
ТП4
a	277	55	1,07
b	230	95	8
c	175,4	137,5	0,08
d	276	112	9,8