Электроснабжение сельскохозяйственного населенного пункта

2. Проект системы электроснабжения 0,4 кВ

2.1. Обоснование схемы.

Распределительная сеть до 1 кВ в жилищном посёлке выполняется  ВЛЭП которые играют роль передачи электроэнергии и её распределение среди потребителей (жилых домов и др. потребителей). Местоположение подстанции, выбранное в разделе 1, указано на плане – схеме графического материала.

В качестве ТП принята  комплектная ТП мощностью 100 кВА (ТМН-100), имеющая 3 фидера 0,4 кВ, следовательно, распределительную сеть формировать в виде четырёх магистралей. Анализируя расположение объекта, сформируем схему распределительной сети 0,38 кВ, которая указана на рисунке 2.1, и на плане - схеме графического материала.

 

 

2.2 Расчет электрических нагрузок.

Задачей расчета электрических  нагрузок в распределительной сети 0,38 кВ является оценка расчетных нагрузок по каждой ЛЭП и фидеру. В качестве методики оценки расчетных нагрузок используется метод коэффициента одновременности для однородных потребителей и метод по парного суммирования для разнородных потребителей которые описаны в пункте 1.2. Распределения потребителей по ЛЭП представлено в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1. Распределение потребителей по ЛЭП

Линия	Потребители
Л1.1	9 квартир
Л1.2	8 квартир
Л2.1	14 квартир
Л2.2	Администрация, 18 квартир
ЛЗ.1	Котельная, больница и детские ясли, магазин, 6 квартир
Л3.2	3 квартиры
Л4.1	ДК
Л4.2	16 квартир
Л4.3	6 квартир

Проведём расчёт электрической  нагрузки для линии Л1-2.

Расчётная нагрузка составит:

    

                

               

    

  

   

,

Для оценки реактивной мощности примем cosφ =0.95. Тогда реактивная нагрузка:

                             

              

    

  

Произведём расчёт полной мощности по формуле

Проведём расчёт электрической  нагрузки для линии Л3.

Расчётная нагрузка составит:

            

              

            

,

Для оценки реактивной мощности квартиры примем cosφ = 0.95. Тогда реактивная нагрузка:

     

             

Произведём расчёт полной мощности по формуле

Расчет нагрузок по остальным  линиям аналогичен и сведен в таблице 2.2

Таблица 2.2      Электрические нагрузки по линиям

Линия	Р, кВт	Q, кВАр	S, кВА
Л1-2	45,2	15	47,6
Л1.1	8,5	2,8	8,9
Л1.2	8,1	2,7	8,5
Л2.1	11,7	3,9	12,4
Л2.2	16,9	5,6	17,8
Л3	37,8	32,1	49,6
Л3.1	33,6	30,7	45,5
Л3.2	4,2	1,4	4,4
Л4	29,6	12,7	32,2
Л4.1	10	6,2	11,8
Л4.2	13	4,3	13,7
Л4.3	6,6	2,2	7

 

Оценку расчётной нагрузки по фидерам  произведём с помощью метода коэффициента одновременности при суммировании электрических нагрузок отдельных линий, приходящихся на конкретный фидер, где коэффициент одновременности равен 0,9. Так, например, для фидера 1, в котором участвуют Л1.1 и Л1.2, расчётная нагрузка:

 

 

Расчёт электрических  нагрузок по остальным фидерам аналогичен и результаты сведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3     Электрические нагрузки по фидерам

Фидер	Р, кВт	Q,кВАр	S,кВА
Ф1	37,5	12,45	39,51
Ф2	35,91	30,5	47,12
Ф3	26,64	11,43	28,98

 

2.3 Расчет электрической  сети

2.3.1. Расчёт сечения ЛЭП

Критериями выбора сечения ВЛЭП напряжением до 1000 В являются:

1) Длительно допустимая токовая нагрузка

2) Допустимая потеря напряжения DU,%

3) Механическая прочность

Приведём пример расчёта  линии Л1.1

Длина линии l₁ = 0,41 км. (из параграфа 2.2)

Расчётный ток линии  рассчитывается по формуле 

I₁ = 13,5 А

По условию механической прочности для региона западной Сибири необходимо использовать сечение не менее 25 мм². Поэтому принимаем исходя из указанных двух критериев провод АС – 25, для которого I_доп = 142 А.

Проверим данное сечение  по допустимой потере напряжения DU,%

 

где P₁, Q₁ – активная и реактивная мощности (кВт, квар)

      R₁, x₁ -  активное и реактивное сопротивление линии, (Ом)

      U₁ – среднее напряжение сети, (кВ)

Рассчитаем сопротивления  линии по формулам

 

 

где r₀, х₀ – удельные сопротивления линии, (Ом/км)

l₁ – длина линии, (км)

Тогда потеря напряжения равна

 

 

Потеря напряжения должна удовлетворять условие DV_1.1<DV_доп,              где DV_доп = 4-6%. Условие удовлетворяется. Следовательно для Л1.1 и Л1.2 принимаем провод АС-25.

 

 

Потеря напряжения должна удовлетворять условие DV_2.2<DV_доп,              где DV_доп = 4-6%. Условие не удовлетворяется. Но сети до 1 кВ ВЛЭП можно считать, что они загружены нагрузкой равномерно распределённой по всей длине. Тогда  потерю напряжения можно считать для эквивалентной линии длиной l_2.2/2 с сосредоточенной нагрузкой в конце P_2.2, Q_2.2 .

Тогда  

  

 

следовательно для Л2.2 принимаем провод АС-25.

Для всех остальных линий расчет аналогичен и сведён в таблицу 2.4

 

Таблица 2 .4. Расчёт сечения ЛЭП

Номер линии	IР,А	S, мм2	IДОП А.	ΔV, %	S, мм2	ΔVкор, %
Л1.1	13,5	25	142	3,29	-	-
Л1.2	12,9	25	142	3,14	-	-
Л2.1	18,8	25	142	4,07	-	-
Л2.2	27,1	25	142	8,62	-	3,14
Л3.1	69,2	25	142	11,33	-	5,66
Л3.2	6,7	25	142	1,39	-	-
Л4.1	17,9	25	142	0,8	-	-
Л4.2	20,8	25	142	3,62	-	-
Л4.3	10,6	25	142	1,93	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Выбор электрических  аппаратов

Произведем выбор автоматов  по I_н 

U=0,4 кВ

QF1         

Принимаем автомат серии  ВА-88-32 с номинальным током главных  контактов 125А, поэтому выбираем автомат с номинальным током теплового раcцепителя 80 А.

QF2         

 

выбираем автомат с  номинальным током теплового  расцепителя 80 А.

 

QF3         

 выбираем автомат  с номинальным током теплового расцепителя 50 А.

2.4 Проверка оборудования  на действие токов короткого  замыкания

В СЭС с/х назначения удалённых от источников энергии  на большие расстояния. Следовательно в этих сетях токи К.З. малы, что подтверждено в первом разделе. Исходя из этого можно сделать вывод, что электрические аппараты в РУ – 0,4 кВ обладают термической и динамической стойкостью (I_откл = 0,1с)

 2.5 Проверка условия срабатывания защиты от однофазных токов короткого замыкания

Проверим возможность отключения токов КЗ в наиболее удаленных точках электрической сети. Для проверки этого условия необходимо рассчитать ток однофазного К.З. наиболее удалённой точки ВЛЭП

 

Рассчитаем I_кз для точки К₁

Расчёт произведём по формуле     ,

где U_Ф – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора

Z_Т/3 – сопротивление трансформатора току однофазного К.З. (току нулевой последовательности)

Z_П – сопротивление петли фаза ноль ВЛ до места К.З.

Сопротивление трансформатора при схеме соединения ∆/Y₀ мощностью 100 кВА Z_Т/3 = 0,047 (Ом)

Фазный провод выбран АС – 25, провод нулевой АС – 25, расчёт до места К.З.

Z_П0 = 3,18 (Ом/км)

Z_П = Z_П0∙l_К (Ом)

 

      

            

     

          

 

Т.к. значения токов КЗ больше номинального значения тока, то при однофазном КЗ будет обеспечено надёжное отключение КЗ защитным аппаратом (автоматом). Время срабатывания автомата не превышает 5 с., т.е. соответствует требованиям ПУЭ. 

Рассчитаем кратность  тока однофазного КЗ к номинальному току теплового расцепителя:

1.

Условие ПУЭ не выполняется  поэтому необходимо увеличить сечение линии или применить секционирование линий.

2.

Условие ПУЭ не выполняется  поэтому необходимо увеличить сечение  линии или применить секционирование  линий.

 

3.