Выбор и проектирование внутримикрорайонной сети 10 кВ. расчет токов кз. Выбор токоведущих частей и коммутационной аппаратуры

Электроснабжение линий 10 кВ

Потребители рассматриваемого микрорайона представлены электроприёмниками I, II, III категории надежности электроснабжения (см. табл. 2.1) согласно [1, табл. 5.1].

Под надёжностью электроснабжения понимают способность системы электроснабжения и её отдельных частей обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией. Понятие надёжности непосредственно связано с понятием повреждения (отказа). Надёжность может быть охарактеризована различными показателями, такими как повреждаемость системы электроснабжения, которая складывается из повреждаемости её элементов (коммутационных аппаратов, линий электропередачи, трансформаторов и т. д.), ожидаемая продолжительность бесперебойной работы, математическое ожидание длительности перерыва электроснабжения, а также предполагаемый ущерб (убытки) от перерыва электроснабжения.

Требования к надёжности электроснабжения определяют выбор схемы электрических сетей, объём и способы резервирования. Под резервированием понимается дублирование элементов системы электроснабжения (резервная линия электропередачи, резервный трансформатор, аварийная система освещения и т. д.). Повышение надёжности электроснабжения неизбежно влечёт за собой необходимость дополнительных капитальных затрат. Вместе с тем не все потребители электрической энергии требуют одинаково высокого уровня надёжности электроснабжения. Поэтому определение степени надёжности электроснабжения потребителей и объёма резервирования является важной задачей.

Схема распределительных сетей 10 кВ Схема распределительной сети должна выполняться с условием, чтобы секции сборных шин 10 кВ ЦП (центра питания) не включались в нормальном и послеаварийном режимах на параллельную работу через указанную сеть.

Основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроснабжения электроприёмников первой категории является двулучевая схема с двусторонним питанием. При этом на шинах 0,4 кВ двухтрансформаторных ТП и непосредственно у потребителя (при наличии электроприёмников первой категории) должно быть предусмотрено АВР.

Следует также рассматривать питание электроприёмников первой категории по сети 0,4 кВ от разных ТП, присоединённых к разным независимым источникам.

Основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроприемников второй категории является сочетание петлевых схем 10 кВ, обеспечивающих двустороннее питание каждой ТП, и петлевых схем 0,4 кВ для питания потребителей. При этом линии 0,4 кВ в петлевых схемах могут присоединяться к одной или разным ТП.

Основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроприёмников третьей категории является сочетание петлевых линий 10 кВ и радиальных линий 0,4 кВ к потребителям. При применении воздушных линий электропередачи для питания электроприёмников третьей категории резервирование линий может не предусматриваться. При применении в сети 0,4 кВ кабельных линий должна учитываться возможность использования временных шланговых кабелей.

Положения взяты из [2, гл. 4.3].

Для электроснабжения микрорайона с преобладанием нагрузок электроприёмников II категории (более 50%), а также наличием электропотребителей I категории (порядка 10%) согласно рекомендациям на напряжение 10 кВ применим петлевую схему с двусторонним питанием (см. рисунке 4.1.1).Расчетные параметры к рисунку. 4.1.1 в таблице 4.1.1.

Рисунок 4.1.1. Схема электрической сети 10 кВ Таблица 4.1.1. Расчётные параметры ТП.

ТП по плану.	Рр, кВт.	Qр, квар	Sр, кВ· А.	Число и мощность ТМГ.
	1014,4.	278,4.	1051,9.	2*ТМГ-630/10/0,4.
	686,6.	186,2.	711,4.	2*ТМГ-630/10/0,4.
	725,5.	230,4.	761,2.	2*ТМГ-630/10/0,4.
	996,5.	377,6.	1065,7.	2*ТМГ-630/10/0,4.
	674,1.	281,2.	730,4.	2*ТМГ-630/10/0,4.
	995,3.	298,3.		2*ТМГ-630/10/0,4.

Расчёт электрических нагрузок сетей 10 кВ.

Расчётные электрические нагрузки городских сетей 10 кВ определяются умножением суммы расчётных нагрузок трансформаторов отдельных ТП, присоединённых к данному элементу сети (РП, линии и др.), на коэффициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок (коэффициент участия в максимуме нагрузок), принимаемый по табл. 2.4.1 [2]. Коэффициент мощности для линий 10 кВ в период максимума нагрузки принимается равным 0,92 (коэффициент реактивной мощности 0,43) [2, п. 2.4.1].

Произведём расчёт нагрузок линий 10 кВ согласно схеме (рис. 4.1.1).

Линия W2:

Р_w2 = k_y•(Р _pТП5 + Р _pТП6 + Р _pТП1 + Р _pТП2 + Р _pТП3) = 0,8•(674,05 + 995,26 + 1014,35 + 686,6+725,5) = 3276,61 (кВт);

Q_w2 = Р_w2•tg ц = 3276,61•0,43 = 1408,94 (квар).

Линия W3:

Р_w3 = k_y•(Р _pТП6 + Р _pТП1 + Р _pТП2 + Р _pТП3) = 0,8•(996,5 + 1014,35 + 686,59+725,49) = 2737,37 (кВт);

Q_w3 = Р_w3•tg ц = 2737,37•0,43 = 1177,07 (квар).

Линия W4:

Р_w4.1 = k_y•(Р _pТП1 + Р _pТП2 + Р _pТП3) = 0,8•(1014,35 + 686,6+725,49) = 1941,16 (кВт);

Р_w4.2 = k_y•(Р _pТП4 + Р _pТП5 + Р _pТП6) = 0,8•(996,52 + 674,05 + 996,52) = 2132,67 (кВт);

Q_w4 = Р_w4•tg ц = 2132,67•0,43 = 917,05 (квар).

Линия W5:

Р_w5 = k_y•(Р _pТП4 + Р _pТП5 + Р _pТП6 + Р _pТП1) = 0,8•(996,52 + 674,05 + 995,26 + 1014,35) = 2944,15 (кВт);

Q_w5 = Р_w5•tg ц = 2944,15•0,43 = 1265,98 (квар).

Линия W6:

Р_w6 = k_y•(Р _pТП4 + Р _pТП5 + Р _pТП6 + Р _pТП1 + Р _pТП2) = 0,75•(996,52 + 674,05 + 996,52 + 1014,35 + 686,6) =3275,09 (кВт);

Q_w6 = Р_w6•tg ц = 3275,09•0,43 = 1408,29 (квар).

Расчётные нагрузки на шинах 10 кВ РП.

Расчётные нагрузки на шинах 10 кВ ЦП определяются с учётом несовпадения максимумов нагрузок потребителей городских распределительных сетей и сетей промышленных предприятий (питающихся от ЦП по самостоятельным линиям) путём умножения суммы их расчётных нагрузок на коэффициент совмещения максимумов, принимаемый по табл. 2.4.2 [2, п. 2.4.3].

В расчёте примем отношение расчётной нагрузки предприятий к нагрузке городской сети равной 0,2.

Расчётная нагрузка линий W1, W7 на шинах РП в утренний максимум:

Р_{w1,7,РП, утр} = k_{у, утр}•(Р _pТП1 + Р _pТП2 + Р _pТП3 + Р _pТП4 + Р _pТП5+ Р _pТП6) = 0,75•(1014,35 + 686,6+725,49+996,52 + 674,05 + 995,26) =3819,21 (кВт).

Расчётная нагрузка линий W5, W6 на шинах РП в вечерний максимум:

Р_{w1,7,РП, веч} = k_{у, веч}•(Р_pТП1 + Р _pТП2 + Р _pТП3 + Р _pТП4 + Р _pТП5+ Р _pТП6) =0,85•(1014,35 + 686,6+725,49+1031,5 + 674,05 + 995,26)=4328,44 (кВт).

В качестве расчётной нагрузки на шинах 10 кВ РП принимается наибольшая нагрузка, т. е. Р_{w1,7,РП, веч.}

Определим реактивную нагрузку:

Q_{w1,7,РП, веч} = Р_{w1,7,РП, веч}•tg ц =4328,44 •0,43 = 1861,23 (квар).

Для всех линий определим полную нагрузку Sw и расчётный ток Iр по известным формулам:

; .

Результаты сведём в табл. 5.3.2.

Таблица 4.1.3. Расчётные параметры линий.

• 20. Шабад, М. А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей./ М. А. Шабад. — Л.: Энергия, 1976. — 176 с.: ил.
• 21. Сборники расценок на монтаж оборудования. Сборник № 8 электротехни-ческие установки. СНиП IV-6−82. — М.: Стройиздат, 1985. — 191 с.

22. Прейскурант № 15−03. Оптовые цены на аппаратуру электрическую высоковольтную. — М.: Прескурантиздат, 1981. — 319 с.

• 23. Прейскурант № 15−05. Оптовые цены на трансформаторы, подстанции трансформаторные комплектные и реакторы. — М.: Прескурантиздат, 1980. — 222 с.
• 24. Прейскурант № 15−09. Оптовые цены на кабельные изделия. — М.: Прескурантиздат, 1981. — 352 с.
• 25. СНиП IV-14−82. Приложение. Сборники укрупнённых сметных норм и расценок. Сборник комплексных цен на электрооборудование, монтаж и подключение кабелей или проводов внешней сети к аппаратам и приборам низковольтных комплектных устройств (СКЦЭ-84)./ Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1983. — 97 с.

Линия.	Pw, кВт.	Qw, квар	Sw, кВ· А.	Iр, А.
W1.	4328,44.	1861,23.	4711,64.	272,35.
W2.	3276,61.	1408,94.	3566,69.	206,16.