Развитие сетей Калачинского РЭС: реконструкция ВЛ 0,4 кВ

Расстояние от СИП и изолированных проводов до поверхности земли  на ответвлениях  к  вводу должны быть не менее 2,5 м. (ПУЭ7 2.4.55.)

Расстояние по вертикали от проводов или подвесных кабелей ЛС и ЛПВ в пролете пересечения при наибольшей стреле провеса провода ВЛ должно быть: от СИП и изолированных проводов – не менее 1 м. (ПУЭ7 2.4.72.)

Расстояние по вертикали от проводов ВЛ до 1 кВ до проводов или подвесных кабелей ЛС или ЛПВ при пересечении на общей опоре должно быть: между СИП и ЛС или ЛПВ – не менее 0,5 м. (ПУЭ7 2.4.72.)

Снабжение объекта строительными материалами и изделиями предусматривается со склада цех «Восточный» ОАО«Омскэлектросетьремонт» автомобильным транспортом по городу Калачинску.

Проектируемая линия ВЛ-0,4кВ проходит в основном по существующей трассе ВЛ-0,4 кВ, за исключением питающей стороны от ТП №64, принадлежащей и находящейся на балансе Калачинского РЭС Восточных электрических сетей филиала ОАО«МРСК Сибири»-«Омскэнерго»

8.3 Расчетные электрические нагрузки.

 В основу метода определения нагрузок при расчете электрических сетей сельскохозяйственного назначения положено суммирование расчетных нагрузок, на вводах потребителей или на шинах трансформаторной подстанции. Расчетную нагрузку групповых сетей освещения общедомовых помещений жилых зданий (лестничных клеток, вестибюлей, технических этажей и подполий, подвалов, чердаков, колясочных и т.д.), а также жилых помещений общежитий следует определять по светотехническому расчету с коэффициентом спроса, равным 1.

Расчетная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир (Р КВ ) определяется по формуле, кВт,

                                          Р КВ = РКВ.УД * n,                                     (1)

 

                                          Q =SРКВ * tg j                                        (2)

где РКВ.УД - удельная нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по табл. 6.1. [12] в зависимости от числа  n квартир присоединенных к  линии (ТП),  типа кухонных плит, кВт/квартиру, Q- реактивная мощность группы потребителей.

 Удельные электрические нагрузки  установлены с учетом  того, что  расчетная неравномерность нагрузки  при распределении её по фазам  трехфазных линий и вводов  не превышает 15 % ;

n - количество квартир, присоединенных к  линии (ТП).

 

Таблица 12 - Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий, кВт/квартиру

Потребители электроэнергии	количество квартир
	1-3	6	9	18	24	40	60	100	200
Квартиры с  плитами на природном газе	4,5	2,8	2,3	1,65	1,4	1,2	1,05	0,85	0,77

 

 

 

 

 

 

Таблица 13 - Расчет количества квартир подключенных к РУ 0,4 кВ ТП № 64

Количество квартир	АВ №1			АВ №2
	А	В	С	А	В	С
по фазам	42	42	42	7	7	7
по автоматическим выключателям	126			21
ВСЕГО	146

 

РКВ.УД, для АВ №1 принимаем = 0,8кВт.

для АВ №2 принимаем = 1,5кВт

8.3.1 Описание выбора сечений проводников линий по допустимой потере

напряжения.

По допустимым потерям напряжения DUдоп следует выбирать такие сечения проводников, при которых фактические наибольшие потери напряжения в них DUнб не больше допустимых

DUнб ≤ DUдоп                   (3)

Здесь под наибольшей понимается потеря напряжения от источника питания (шин низшего напряжения подстанции) до наиболее удаленного узла сети.

Выбор сечения проводников по допустимым потерям напряжения главным образом объясняется необходимостью обеспечения требуемых отклонений напряжений на зажимах электроприемников. Речь идет об

электрических сетях напряжением 0,38-10 кВ, к которым подключены электроприемники.

В воздушных и особенно кабельных линиях напряжением 0,38-10 кВ при небольших нагрузках активное сопротивление больше индуктивного Riл > Хiл. Как правило, Рiл, > Qiл, активная составляющая потери напряжения в них больше реактивной DUа > DUр , поэтому изменением сечения в таких сетях можно добиться нужной величины потери напряжения DUнб.

При выборе сечений проводников по допустимой потере напряжения наряду с выполнением основного условия [1]  могут приниматься во внимание дополнительные условия: неизменность сечения по всей линии с несколькими нагрузками F = const , минимум расхода проводникового металла тF:  → min;  минимум потерь активной мощности в линиях DРS → min .

Необходимость выполнения первого дополнительного условия характерна для городских сетей, имеющих большое количество нагрузок, достаточно близко расположенных к друг другу. Второе условие необходимо соблюдать в сельских сетях, где из-за относительно малых нагрузок экономия металла важнее экономии потерь электроэнергии. Последнее условие, соответствующее постоянной плотности тока, наиболее характерно для промышленных сетей, имеющих достаточно большие нагрузки при малых расстояниях передачи.

8.3.2 Описание расчета режима сетей с равномерно распределенной нагрузкой

В некоторых электрических сетях (например, в сетях уличного освещения, участках цехов с одинаковым оборудованием и равномерно расположенным по длине цеха) можно выделить часть сети с равномерно распределенной нагрузкой (рисунок 1).

 

Рисунок 1 - Линия с равномерно распределенной нагрузкой по всей длине а) и на части длины б)

Для линии с равномерно распределенной нагрузкой  по всей длине линии (рисунок 1, а) формулы расчета потери напряжения, вызываемая всей равномерно распределенной нагрузкой на длине L:

     (4)

      При определении  потери напряжения в линии  с равномерно распределенной активной нагрузкой Р  можно заменить суммарной сосредоточенной нагрузкой , приложенной в середине рассматриваемой линии L/2.

       На основе этого выражения и аналогичных рассуждений получаем формулу расчета потери напряжения в линии с равномерно распределенной чисто реактивной нагрузкой

                             (5)

где Q — суммарная сосредоточенная реактивная мощность, вычисленная по удельной реактивной мощности q(Q = qL); хо - удельное реактивное сопротивление линии.

      И, наконец, получаем формулу расчета потери напряжения для общего случая линии с равномерно распределенной активной и реактивной нагрузками

    (6)

Для линии с равномерно распределенной нагрузкой на части длины линии (рисунок 9б) формула расчета потери напряжения имеет соответственно следующий вид:

       (7)

          Во всех  случаях решение начинают с  выбора усредненной величины  удельного индуктивного сопротивления хо в зависимости от конструктивного исполнения сети и номинального напряжения. Это возможно, так как хо слабо зависит от сечения проводника.

 Ориентируются обычно на следующие усредненные значения хо  Ом/км:

• для воздушных линий напряжением: 380 В - 0,30; 6-10 кВ - 0,36;
• для кабельных линии напряжением: 380 В -  0,06; 6-10 кВ - 0,09.

Затем определяют реактивную составляющую потери напряжения по :

    (8)

где Qiл - реактивная мощность на i-м участке линии, liл – длина i-го участка линии.

Далее по допустимой потере напряжения и найденной реактивной составляющей рассчитывают активную составляющую допустимой потери напряжения

   (9)

На допустимую потерю напряжения влияют многие факторы. Учесть их все весьма затруднительно.

В практических расчетах часто принимают следующие значения допустимой потери напряжения:

• для сетей напряжением 380 В от шин низшего напряжения подстанции до последнего электроприемника  DUдоп = 5...6 %

Последующая часть расчета для рассматриваемых дополнительных условий несколько различна.

Для   дополнительного   условия   F = const   формулу  для  определения DUа доп  можно записать

        (10)

или

                  (11) 

где Рiл - активная мощность на i-м участке сети.

Откуда:              (12)

   Найденное расчетное сечение округляют до ближайшего стандартного значения Fiл ® Fiлст  и  для него по справочной литературе находят удельное активное rо и реактивное хо сопротивления и в соответствии с ними рассчитывают действительную наибольшую потерю напряжения до наиболее удаленной точки

                           (13)

Если условие (1) выполняется, то сечения обеспечивают допустимую потерю напряжения.

При  выборе сечения проводов в любых линиях, всегда должно проверяться условие по допустимому току нагрева проводов:

                                                                     (14)

где,

Iмакс.i –максимальный ток

Iдоп - допустимый ток

Потери мощности в элементе длины  линии, расположенном на расстоянии l от начала линии, рассчитывают по формуле:

   (15)

       Просуммировав  потери мощности в элементе  длины линии, получим потери мощности  во всей линии.

8.3.3 Расчет режима сетей

 Выбираем сечение алюминиевых проводов по допустимой потере напряжения, принимая  DUдоп =  5 %. Удельное сопротивление  алюминиевых проволок r = 28,8 Ом мм2 /км, удельное индуктивное сопротивление линии хо = 0,06 Ом/км, удельное активное сопротивление линии rо = 0,3 Ом/км, cos j = 0,96, tg j = 0,29 из таблицы 2.1.4.[11].

фидер-1

 

Рисунок 2 - Линия фидер -1

 

          Активная мощность линии:                      Реактивная мощность линии:                     

Р1 = Р2= Р3 = 24 * 0,80 = 19,2кВт                     Q 1 = Q 2= Q 3= 5,57кВАр

Р4=Р3 = 27 * 0,85 = 21,60кВт                             Q 4 = Q 5= 6,26кВАр

SРф.1 =  100,8кВт                                              S Q ф.1 =  29,23кВАр

 

Длина линии:

L1 = 0,180км;	L2 = 0,275км;
L3 = 0,280км;	L4 = 0,330км;
L5 = 0,480км;

 Допустимые потери напряжения

DUдоп = 0,05 х 380 = 19 В;

Найдем потерю напряжения в линии за счет реактивных нагрузок для фидер-1

                         n = 5

DUдоп р = S Qi li хо/ Uном =

                        i=1

=(5,57*0,18+5,57*0,275+ 5,57*0,28+6,26*0,33+6,26*0,48) * 0,06/ 0,38 = 1,45 В

Найдем потерю напряжения в линии за счет активных нагрузок для руб.1

DUдоп а =  DUдоп - DUдоп р= 19 –  1,45 = 17,55 В

 

Рассчитаем необходимое сечение проводов для фидер-1                         

                          n=5

Fф1 = r S Piл liл / DUа доп Uном =

                         i =1

=  28,8*(19,2*0,18+19,2*0,275+19,2*0,28+21,6*0,33+21,6*0,48)/17,55*0,38 =  136,5 мм2

По таблице 5 [1] выбираем  провод СИП2А  3*150+1*95+1*16.

Стандартное сечение провода СИП2А 3*150+1*95+1*16 и его параметры: F=150мм2; rо = 0,206 Ом/км; Iдоп=380*0,88= 334,4А, где 0,88 - поправочный коэффициент при температуре окружающей среды 40оС,

 так как на хо - нет данных, примем усредненное значение хо=0,06Ом/км

      Проверим допустимый и рабочий ток провода

I = Ö(Р2 + Q2)/ Ö3 х Uном ,                                                                         (16)

Iф.1 = Ö(100,82 + 29,232)/Ö3 х 0,38 = 159,5А < Iдоп = 334,4 А

Таким образом, выбранное сечение удовлетворяет  условию нагрева.

 

фидер-2

                                                                                                                                                                       

   Рисунок 3   - Линия фидер -2

Активная мощность линии:                      Реактивная мощность линии:                     

Р6 = 1 * 1,5 = 1,5кВт                                               Q 6 = 0,44кВАр

Р7 = 4 * 1,5 = 6,0кВт                              Q 7 = 1,74кВАр

Р8 = 8 *1,5= 12,0кВт                              Q 8 = 3,48кВАр

Р9= 8 *1,5= 12,0кВт                                                Q 9 = 3,48кВАр

SРф.2 =  31,5кВт                                                    S Q ф.2 = 9,14кВАр

Длина линии:

L6 = 0,03км;	L7 = 0,08км;
L8 = 0,130км;	L9 = 0,180км;

 Допустимые потери напряжения

DUдоп = 0,05 х 380 = 19 В;

Найдем потерю напряжения в линии за счет реактивных нагрузок для фидер-2

                      n = 4

DUдоп р = S Qi li хо/ Uном =

                        i=1

=(0,44*0,03+1,74*0,08+3,48*0,13+3,48*0,18) * 0,06/ 0,38 =0,2В

 

Найдем потерю напряжения в линии за счет активных нагрузок фидер-2

 

DUдоп а =  DUдоп - DUдоп р= 19 –  0,2 = 18,8В

 

Рассчитаем необходимое сечение проводов для АВ №2                         

                          n=4

Fф.2 = r S Piл liл / DUа доп Uном =

                         i =1 

=  28,8*(1,5*0,03+6,0*0,08+12,0*0,13+12,0*0,18)/18,8*0,38 = 17,1мм2

На ВЛИ при применении СИП с изолированным нулевым несущим  проводником по условия механической прочности следует применять провода с учетом требований главы 2.4 (ПУЭ) 7-го издания минимально допустимые сечения  указаны в таблице 8.

Магистраль ВЛ, как правило следует выполнять проводами одного сечения.

Так как проектируемая линия находится во II районе по нормативной толщине. стенки гололеда которая составляет 10мм