Электрический расчет воздушной линии напряжением 0,38 кВ

После определения числа, мощности и места установки подстанций на плане расчетного населенного пункта необходимо для каждой зоны определить траектории отходящих от ТП линий 0,38 кВ, питающих потребителей электроэнергии. В курсовом проекте выполняется расчет и выбор проводов линий 0,38 кВ, отходящих от ТП1. В учебных целях выбор сечений проводов в линиях W1, W2 и W3 производится различными методами. Выбранные провода проверяются на механическую прочность и по нагреву.

Порядок и методы расчета проводов рассмотрим на примере расчетной схемы ВЛ 0,38 кВ, приведенной на рисунке 5.1.  

К линии W1 в точках 1, 2, 3 подключены коммунально-бытовые потребители электроэнергии. Нагрузка линии W2 – смешанная. Линия W3 питает производственные потребители. Длина участков линий определяется на плане населенного пункта с учетом задания по масштабу.

5.1.Расчет сечений проводов линии W1 методом экономических интервалов производится следующим образом:

5.1.1.Определяется расчетная полная мощность на каждом участке линии: S_0-1=P_0-1/cosj_0-1; S_1-2=P_1-2/cosj_1-2; S_2-3=P_2-3/cosj_2-3; S_3-4=P_3-4/cosj₄,

где Р_0-1, Р_1-2, Р_2-3 и Р_3-4 расчетная активная нагрузка на участках линии, которая для коммунально-бытовых потребителей определяется опарным суммированием нагрузки в конце участка и нагрузки предыдущего участка с помощью табличных добавок.

 Например: Р_1-2=Р_2-3+Р_{доб 2} (при Р₂<Р_2-3), где добавка от меньшей мощности берется по таблице 3.6 [1,2].

Значение коэффициента мощности нагрузки участка линии определяется как средневзвешенное. Например:

cosj_2-3=(S₃ cosj₃+S_3-4 cosj₄)/(S₃+S_3-4).

5.1.2.Рассчитывается эквивалентная нагрузка на каждом участке линии по формуле:

                                                  ,                                             (5.1)

где S_р – расчетная мощность участка, кВА;

k_д – коэффициент, учитывающий динамику роста нагрузок; в курсовом проекте рекомендуется принимать равным 0,7.

5.1.3.По таблице приложения 32 [1,2] предварительно определяют сечение проводов на каждом участке линии W1. При этом выбранные провода должны удовлетворять требованиям механической прочности, в соответствии с которыми алюминиевые провода должны иметь сечение не менее 50 мм².

5.1.4.Определяется потеря напряжения в линии W1 при выбранных сечениях проводов по формулам (3.5) и (3.6).

;

;

;

;

.

5.1.5.Если потеря напряжения в линии W1 не превышает допустимую потерю напряжения, определенную в п.4.10, то расчет на этом заканчивается.

Выбранные провода должны удовлетворять условию нагрева:

                                                 ,                                             (5.2)

где I_{р макс} – максимальный ток нагрузки для выбранного сечения, А;

I_доп – допустимый длительный ток для выбранного сечения, А; берется из таблицы приложения 4 [1,2].

210≥199,91

Параметры выбранных проводов следует свести в таблицу 5.1.

5.1.6.Если потеря напряжения в линии W1 превышает допустимую потерю напряжения, то сечение проводов линии W1 рекомендуется выбрать по допустимой потере напряжения.

5.2.Расчет проводов линии W2 по допустимой потере напряжения при постоянном сечении проводов в линии выполняется в следующей последовательности:

5.2.1.Определяется расчетная активная нагрузка на участках линии W2 опарным суммированием с помощью табличных добавок, поскольку нагрузка линии смешанная. Рассчитывается коэффициент мощности нагрузки участков линии аналогично п.5.1.1.

.

.

.

.

.

.

.

.

5.2.2.Определяется расчетная индуктивная нагрузка на участках линии по формуле, аналогичной (3.1): Q=P tgj, где tgj соответствует коэффициенту мощности нагрузки участков линии W2.

5.2.3.Задаемся удельным индуктивным сопротивлением проводов линии Х₀=0,4 Ом/км.

5.2.4.Рассчитываем составляющую потери напряжения в реактивных сопротивлениях линии по формуле:

5.2.5.Зная допустимую потерю напряжения DU_ДОП (п.4.10), находим составляющую потери напряжения в активных сопротивлениях линии:

                                          .                                            

5.2.6.Определяем постоянное сечение проводов линии W2:

                   ,     

где g =32 м/Ом_*мм² - удельная проводимость алюминия.

5.2.7.Полученное по (5.5) расчетное значение сечения проводов округляем до стандартного. Выбранный провод проверяется по механической прочности и по нагреву. Параметры выбранных проводов сводим в таблицу 5.1.

Fст=50 мм² (по условию механической прочности)

5.2.8.Проверяем действительную потерю напряжения в линии W2 при выбранном стандартном сечении проводов по формулам (3.5) и (3.6). Если потеря напряжения больше допустимой, сечение проводов линии увеличиваем. ,

5.3.Расчет проводов линии W3 на минимум проводникового материала проводится в следующей последовательности:

5.3.1.Определяется расчетная полная мощность на каждом участке линии аналогично п.5.1.1, причем суммирование нагрузок для однородных (производственных) потребителей производится как с помощью табличных добавок, так и с учетом коэффициента одновременности.

.Определяется расчетная активная нагрузка на участках линии W3.

.

.Определяется расчетная индуктивная нагрузка на участках линии по формуле, аналогичной. Задаемся удельным индуктивным сопротивлением проводов линии Х₀=0,4 Ом/км.

.Рассчитываем составляющую потери напряжения в реактивных сопротивлениях линии по формуле:

Зная допустимую потерю напряжения DU_ДОП (п.4.10), находим составляющую потери напряжения в активных сопротивлениях линии:

                                          .       

Определяем постоянное сечение проводов линии W2:

где g =32 м/Ом_*мм² - удельная проводимость алюминия.

5.3.4.Рассчитываем и выбираем сечение на каждом участке линии W3 при известной допустимой потере напряжения на участке так же как и линию W2.

5.4.Результаты расчета линий сводим в таблицу 5.1. По каждой линии определяем максимальную фактическую потерю напряжения «DU_Σф» и сравниваем с «DU_ДОП», определенной в п.4.10. Если DU_Σф>DU_ДОП, то сечения проводов на отдельных участках линии, начиная с головного, необходимо увеличить на одну ступень и расчет повторить.

                                                                                                             Таблица 5.1

            6.Конструктивное выполнение линий напряжением 0,38 кВ,

КВ и подстанции 10/0,38 кВ

Для линий 0,38 и 10 кВ выбираем:

Опоры – железобетонные опоры 0,38 кВ и 10 кВ;

Изоляторы – ШФ-10, НС-18.

Линейную арматуру

ТП1 и ТП2 однотрансформаторные комплектные трансформаторные подстанции       со схемой соединения обмоток трансформаторов звезда-звезда с нулем КТП-10/0,38-160 и КТП-10/0,38-160. РУ 0,38 кВ – с автоматическими выключателями.

Основные технические характеристики трансформатора ТМ-160:

Номинальная мощность 160 кВА,

ВН=10 кВ, НН=0,4 кВ.

Группа соединения обмоток – 0.

PxxA=510 Вт, PxxБ=565Вт, Pкз=2650 Вт

Uк%=4,5, Ixx%=2.4, переключатель напряжения – ПБВ.