Расчет потери напряжения ВЛ 35-10 кВ

Для всех участков ВЛ 35-10 кВ следует рассчитать потери напряжения в вольтах и процентах:

(13)

где – расчетная максимальная нагрузка i-го участка, кВ·А; l_i – длина i-го участка, км; r₀и x₀ – удельные активное и индуктивное сопротивления проводов, Ом/км (приложения 10 и 13); cos j – коэффициент мощности (приложение 48).

Потери электрической мощности DP и энергии DW для участков ВЛ 35-10 кВ определяются по формулам:

(14)

где t – время максимальных потерь, ч (приложение 17).

Потери электрической мощности и энергии в трансформаторах 10(35)/0,4:

(15)

где DP_x и DP_к – потери мощности холостого хода и короткого замыкания в трансформаторах, кВт (приложение 47); S_Тном – номинальная мощность трансформатора, кВ×А.

9.4.8. Выбор средств повышения надежности электроснабжения

Для обеспечения надежного электроснабжения потребителей в курсовом проекте необходимо предусмотреть следующие технические мероприятия:

резервирование электроснабжения потребителей I и II категории по сетям 35-10 кВ путем сооружения перемычек между магистральными частями линий различных подстанций;

разукрупнение подстанций 10(35)/0,4 кВ населенного пункта и разделение питания для с.-х. производства и коммунально-бытового сектора;

секционирование сети 10 кВ при помощи секционирующих выключателей (СВ) с АПВ, а также разъединителей.

Выбор числа автоматических секционирующих аппаратов (выключателей) и пунктов автоматического включения резерва, обеспечивающий нормативный уровень надежности электроснабжения, осуществляется в зависимости от суммарной длины l_å и суммарной нагрузки P_å линий 10 кВ по номограммам, приведенным в приложении 18. Место расположения автоматического секционирующего аппарата выбирается на магистрали ВЛ 10 кВ между двумя точками, одна из которых делит линию примерно на равные части по длине, а вторая – по электрической нагрузке.

Разъединители устанавливают на ответвлениях от магистрали ВЛ 10 кВ при их длине более 2,5 км и на магистрали через каждые 3,5 км, включая ответвления, на которых они не были установлены.

9.4.9. Определение допустимых потерь напряжения в воздушных линиях

Для оценки качества напряжения у потребителей составляется таблица отклонений напряжения, из которой определяется допустимая потеря напряжения в линиях 0,38 кВ. Согласно ГОСТ 13109-97, отклонения напряжения у с.-х. потребителей не должны превышать ±5 % в нормальном (рабочем) режиме.

С помощью таблицы отклонений напряжения осуществляют выбор оптимальных надбавок на трансформаторах ТП 10(35)/0,4 кВ и рассчитывают допустимые потери напряжения в линиях 10(35) и 0,38 кВ.

При этом рассматривают граничные условия, справедливо считая, что если в них возможно обеспечить требуемые уровни напряжения у потребителей, то и для потребителей остальных ТП линий это удастся сделать.

Таблица составляется для ближайшего (к шинам центра питания) и удаленного ТП 10(35)/0,4 кВ, причем рассматриваются уровни напряжений, как у ближайшего, так и удаленного потребителя этих ТП в двух режимах: минимальной и максимальной нагрузки. В с.-х. районах минимальная электрическая нагрузка, по статистическим данным, составляет 25 % от максимальной.

В левую колонку таблицы заносят все элементы спроектированной схемы электроснабжения от источника энергии (шин центра питания района) до потребителей. Пример таблицы отклонения напряжения для схемы рис. 9.1 дан в табл. 9.2. В таблицах отклонения напряжений приводятся потери, отклонения и надбавки напряжения в процентах к номинальному напряжению для всех элементов схемы.

Шины 10 кВ ТП № 1

РТП 110/10 кВ

ВЛ 10 кВ ВЛ 0,38 кВ

ТП № 2

10/0,4 a b

с

ВЛ 0,38 кВ d

Рис. 9.1. Схема электроснабжения района

Таблица 2

Таблица отклонения напряжений для схемы электроснабжения района
(см. рис. 9.1)

*Удал. – удаленынй; ближ. – ближний.

На первом этапе расчета в табл. 9.2 заносят известные показатели:

уровни напряжения на шинах 10 кВ, равные в нашем случае +5 % в максимум нагрузки и 0 % – в минимум;

допустимые отклонения напряжений у удаленных потребителей bи dв режиме максимума нагрузки, равные -5 %;

потери напряжения в трансформаторах ТП, равные -4 % при 100%-й нагрузке и -1 % при 25%-й нагрузке;

потери напряжения в ВЛ 10 кВ для ближайшего ТП № 2, равные нулю;

потери напряжения в ВЛ 0,38 кВ для ближайших потребителей а и с врежиме минимума нагрузки, равные нулю.

Далее выбирают надбавки на трансформаторах ТП № 1 и 2 и в режиме максимальной нагрузки рассчитывают допустимые потери в ВЛ 10 и 0,38 кВ. Надбавки стараются выбрать побольше для того, чтобы допустимые потери в линиях были достаточны по величине. Выбранные надбавки проверяют в режиме минимальных нагрузок по отклонениям напряжения у ближайших потребителей а и с.

9.4.10. Выбор марок и сечений проводов ВЛ 0,38 кВ

Трассы ВЛ 0,38 кВ следует намечать, как правило, по двум сторонам улицы. Допускается при соответствующем обосновании предусматривать прохождение трассы по одной стороне улицы с устройствами ответвлений от воздушных линий к отдельно стоящим постройкам с пересечением проезжей части улиц. В этом случае необходимо соблюдать нормируемое ПУЭ расстояние от проводов до проезжей части улиц и до поверхности земли.

В настоящее время линии электропередачи напряжением 0,38 кВ строят воздушными и только в тех случаях, когда по действующим ПУЭ строительство воздушных линий не допускается - кабельными.

При проектировании кабельных линий для питания животноводческих ферм и других потребителей следует применять облегченные силовые кабели с алюминиевыми жилами и полихлорвиниловой или полиэтиленовой изоляцией, в аналогичных оболочках, марок ААП, ААПГ, ААШ_В, АШ_В, ЦААШ_В, ЦАШ_В, ААБ, ААБГ и др.

В соответствии с концепцией развития электрических сетей в сельской местности, разработанной в институте «Сельэнергопроект», ВЛ 0,38 кВ на всем протяжении должны строиться четырехпроводными с сечением фазных проводов не менее 50 мм², с поэтапным увеличением до 95 мм². В ВЛ 0,38 кВ могут применяться провода марок А, АН, АЛ, АС. Конструкции опор на базе железобетонных вибрированных стоек разработаны для подвески проводов: алюминиевых – сечением от 16 до 120 мм², марки АП (АП35 и АП50); сталеалюминевых (АС16-АС50), марки АН16, АН25, для всех РКУ по ветру и гололеду.

Вместе с тем следует иметь в виду, что провода марки АС желательно применять в районах с тяжелыми гололедными условиями (III-IV и особый РКУ по гололеду), в остальных случаях предпочтительнее выбирать провода алюминиевые или из алюминиевых сплавов.

Сечения проводов в ВЛ 0,38 кВ в настоящее время рекомендовано выбирать (как и для ВЛ 10 (35) кВ) по экономической плотности тока j - 0,6 А/мм², предварительно определив эквивалентную мощность линий (с учетом всех участков, а не только магистральных) [формулы (9)-(11) настоящих методических рекомендаций].

При проектировании желательно учитывать современные тенденции, заключающиеся, во-первых, в выборе одного сечения ВЛ 0,38 кВ и, во-вторых, в ограничении минимального сечения значением 50 мм². Выбранные провода ВЛ 0,38 кВ затем проверяют по критериям:

качества напряжения у потребителей;

глубины провала напряжения при пуске асинхронного короткозамкнутого двигателя, питающегося по спроектированной линии 0,38 кВ;

чувствительности защитных устройств (автоматов или предохранителей), установленных в начале ВЛ 0,38 кВ, к однофазным коротким замыканиям в конце ВЛ 0,38 кВ.

Проверка выбранных проводов на соблюдение ГОСТа на качество электроэнергии (по напряжению) у потребителей населенного пункта осуществляется путем сопоставления фактической потери напряжения в линии ∆U_л с допустимыми потерями ∆U_доп, полученными в табл. 9.2. Если ∆U_л £ ∆U_доп, то можно считать, что выбранные провода обеспечат отклонения напряжения у потребителей в пределах V = ±5 %. Если ∆U_л > ∆U_доп, то необходимо выбрать провода с большими сечениями.

Потеря напряжения для ВЛ 0,38 кВ рассчитывается по формулам:

В, (16)

%, (17)

где S_рас - расчетная максимальная мощность участка ВЛ 0,38 кВ, кВ·А; и - активное и индуктивное удельные сопротивления i-го участка, Ом/км (приложения 10 и 14); l_i - длина i-го участка, км; U_н - номинальное напряжение ВЛ, равное 0,38 кВ.