Электроснабжение сельского населенного пункта

∆U_13-12(%) = 1,38 · 7,05 · 0, 035 = 0, 34

∆U_12-0(%) = 1,38 ∙ 8,5 ∙ 0.047 = 0.55

 

 

Линия 3

 

∆U_4-3(%) = 1.38 · 3,29 · 0, 05 = 0, 22

∆U_3-2(%) = 1.38· 5,2 · 0, 05 = 0, 35

∆U_2-1(%) = 1,38 · 7,2 · 0, 05 = 0.49

∆U_1-0(%) = 1,38 · 3,29 · 0, 03 = 0, 13

∆U_7-6(%) = 1,38 · 5,2 · 0, 02 = 0,14

∆U_6-5(%) = 1,38 · 7,2 · 0, 043 = 0, 42

∆U_5-0(%) = 1,38 · 7,2 · 0, 024 = 0, 42

 

   Определяем потери до точек сети.

 

Линия 1

 

∆U_ТП-1 = 0, 9 %

∆U_ТП-2 = 0, 9 + 0,988 = 1, 88 %

∆U_ТП-3 = 1, 88 + 0, 973 = 2,8 %

∆U_ТП-4 = 0, 35 %

∆U_ТП-5 = 0, 35 + 0, 38 = 0,73%

∆U_ТП-6 = 0,73 + 0, 43 = 1.16 %

∆U_ТП-7 = 1,16 + 0,36= 1, 52 %

∆U_ТП-8 = 1,52 + 0,19 = 1,71%   ≤   7 %

 

Линия 2

∆U_ТП-1 = 1.6 %

∆U_ТП-2 = 1.6 + 0, 36 = 1.96 %

∆U_ТП-3 = 1.96 +  1.15 = 3.11 %

∆U_ТП-4 = 3.11 + 0, 32 = 3.43 %

∆U_ТП-5 = 3.43 + 0, 65 = 4.08 %

∆U_ТП-6 = 4.08 + 0, 49 = 4.57 %

∆U_ТП-7 = 4.57 + 0.41 = 4.98 %

∆U_ТП-8 = 4.98 + 0, 36 = 5.34 %

∆U_ТП-9 = 5.34 + 0, 35 = 5.69 %

∆U_ТП-10 = 5.69+ 0,25 = 5.94 %

∆U_ТП-11 = 5.94 + 0, 28 = 6.22 %  ≤  7 %

∆U_ТП-12 = 0.55 %

∆U_ТП-13 = 0.55 + 0, 34 =0.89 %

∆U_ТП-14 = 0.89 + 0, 3 = 1.19 %

∆U_ТП-15 = 1.19 + 0, 24= 1.43 %

∆U_ТП-16 = 1.43 + 0, 15= 1.58 %

 

Линия 3

 

∆U_ТП-1 = 0, 13 %

∆U_ТП-2 = 0, 13 + 0, 49 = 0.62 %

∆U_ТП-3 = 0.62 +  0, 35 = 0.97 %

∆U_ТП-4 = 0.97 + 0, 22 = 1.19 %

∆U_ТП-5 = 0.4 2%

∆U_ТП-6 = 0.4 2+ 0, 42 = 0.84 %

∆U_ТП-7 = 0.84 + 0.14 = 0.98 ≤ 7 %

 

 Данные расчетов  сводим в Таблицу 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3. Расчет ВЛ. 0,38 кВ по минимум приведенных затрат

 

№ участка	Расчетная мощность участка, S, кВ·А	Длина расчетного участка, м	Эквивалентная мощность расчетного участка, Sэкв, кВ·А	Марка и сечение проводов	Потери напряжения
					На расчетном участке	От ТП, (%)
Линия 1 0-1  1-2 2-3 0-4 4-5  5-6  6-7 7-8	54.32 51.5  15 15  12.84 10.02  7.2  4.5	23 53 30 25 35 40 40 45	38.02 36.05 10.5 10.5 8.98 7.014 5.04 3.15	3А50+А50 3А50+А50 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А50+А50 3А25+А25 3А25+А25	0.973       0.988       0.821       0.36       0.43       0.38       0.21       0.19	0.9 1.88 2.8 0.35 0.73 1.16 1.52 1.71
Линия 2 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 0-12 12-13 13-14 14-15 15-16	49.82 46.82 44 36.7 33.88 25.98 23.36 20.34 17.52 14.7 10 12.24 10.08 7.92        5.76          3.6	20 13 44 20 20 43 40 40 45 40 30 47 35 40 45 45	34.8 32.7 30.8 25.6 23.2 18.1 16.2 14.2 12.26 10.15 7 8.5 0.05 5.5               4 2.52	3А35+А35 3А35+А35 3А35+А35 3А50+А50 3А25+А25 3А50+А50 3А50+А50 3А50+А50 3А50+А50 3А50+А50 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 2А25+А25	1.6 0.36 1.15 0.32 0.65 0.49 0.41 0.36 0.35 0.25 0.28 0.55 0.34 0.3 0.29 0.15	1.6 1.96 3.11 3.43 4.08 4.57 4.98 5.34 5.69 5.94 6.22 0.55 0.89 1.19 1.43 1.58
Линия 3 0-1 1-2 2-3 3-4 0-5 5-6 6-7	13.16 10.34 7.32 4.7 10.34 7.52         4.7	30 50 50 50 24 43 20	3.29 7.2 5.2 3.29 7.2 5.2 3.29	3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 2А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25	0.13 0.49 0.35 0.22 0.42 0.42 0.14	0.13 0.62 0.97 1.19 0.84 0.98 0.98

 

 

 

 

 

 

                        7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

 

    Токи короткого замыкания в схемах электроустановок необходимо знать для выбора аппаратов и проводников электроустановок, для проектирования и настройки устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики. В сельских сетях 380/220(В) расчеты токов короткого замыкания сводятся к определению максимального тока трехфазного короткого замыкания на шинах 0,4 кВ трансформатора, и тока однофазного короткого замыкания в наиболее удаленной точки линии. Значение тока трехфазного короткого замыкания необходимо для проверки устойчивости аппаратуры и согласования действия защит трансформатора и линии 0,38 кВ, а по току однофазного короткого замыкания проверяют эффективность системы зануления.

 

Составляем схему замещения:

 

Считая, что к шинам 10 кВ потребительского трансформатора подсоединена система  неограниченной мощности, схема замещения сети будет иметь вид:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4 Схема замещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5 Расчетная схема

 

     Расчет ведем в именованных единицах. Принимаем за основную (базисную) ступень  U_б = 10, 5 кВ

     Определяем сопротивления элементов схемы, приведенные к базисному напряжению.

Для выбранного трансформатора с параметрами:

S_Н = 160 кВ · А,   

∆P_КЗ = 3, 7;

U_К = 4,5%

Z_К = 0, 029 Ом

Z_Т = 0, 312 Ом

Полное сопротивление трансформатора определяем по формуле:

Z_Т = Z₁ = · _;

Активное сопротивление трансформатора определяем по формуле:

R_Т = R₁ = _{· ;}

Индуктивное сопротивление трансформатора определяем по формуле:

X_Т = Х₁ = ;

 

Z_Т =  = 25.4 Ом

R_Т = = 13.7Ом

Х_Т = = 21.3 Ом

 

Сопротивления участков линии:

 

Линия 1     А25

R₁ = 1.38 · 0,13 · 689, 1 = 123.6 Ом

X1= 0, 4 · 0, 13 · 689, 1 = 35.8 Ом

А50

R₂ = 0.58 · 0,076 · 689, 1 = 30.4 Ом

X₃ = 0, 4 · 0,076 · 689, 1 = 20.9 Ом

 

Результирующее сопротивление до точки  К2:

= = 269.3 Ом

I_К2⁽³⁾ = = 17.8 A

 

Ток в месте к. з., то есть в линии:

I_К2⁽³⁾ = I_К2⁽³⁾ · = 17.8 · = 468.7 A

 

 

Линия 2     А25

R₃ = 1.38 · 0.287 · 689, 1 = 272.9 Ом

X₃ = 0, 4 · 0.287 · 689, 1 = 79.1 Ом

А35

R₄= 0.85 · 0,083 · 689, 1 = 48.6 Ом

X₄ = 0, 4 · 0,083 · 689, 1 = 22.8 Ом

 

А50

R₅= 0.58 · 0,044 · 689, 1 = 17,5 Ом

X₅ = 0, 4 · 0,044 · 689, 1 = 12.1 Ом

Результирующее сопротивление до точки  К3:

= = 509.48 Ом

I_К3⁽³⁾ = = 6.8 A

Ток в месте к. з., то есть в линии:

I_К3⁽³⁾ = I_К3⁽³⁾ · = 6.8 · = 178.5 A

 

Линия 3

А25

R₆ = 1.38 · 0,1 · 689, 1 = 95.09 Ом

X₆= 0, 4 · 0, 1 · 689, 1 = 27.6Ом

Результирующее сопротивление до точки  К4:

= =304.33 Ом

I_К4⁽³⁾ = = 117 A

Ток в месте к. з., то есть в линии:

I_К4⁽³⁾ = I_К4⁽³⁾ · = 117 · = 532.9 A

 

Максимальный ток трехфазного  к. з. на шинах 0, 4 кВ трансформатора при

к. з. в точке К1:

I_К1⁽³⁾ =  = 306, 5 A

Ток в точке к. з.:

I_К1⁽³⁾ =  = 8027 A

 

Для самой удаленной точки полное сопротивление петли фазный – нулевой провода:

 

Линия 1

для участка, выполненного проводом А 25,

Z_П1 = L · = 0, 13 · =

= 0, 36 Ом

для участка, выполненного проводом А 50,

Z_П2 = L · = 0, 076 · =

= 0, 05 Ом

 

Ток однофазного к. з. в точке  К2:

I_К5⁽¹⁾ = = = 447.4 А

 

Линия 2

для участка, выполненного проводом А 25,

Z_П2 = L · = 0, 287 · =

= 0, 7Ом

для участка, выполненного проводом А 35,

Z_П3 = L · = 0, 083 · =

= 0, 1 Ом

для участка, выполненного проводом А 50,

Z_П4 = L · = 0, 044 · =

= 0, 05 Ом

Ток однофазного к. з. в точке К3:

I_К5⁽¹⁾ = = = 241 А

 

 

 

 

 

Линия 3

 

для участка, выполненного проводом А 25,

Z_П1 = L · = 0, 1 · =

= 0, 2 Ом

 

Ток однофазного к. з. в точке  К4:

I_К5⁽¹⁾ = = = 756 А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. ВЫБОР АППАРАТУРЫ ЗАЩИТЫ И ПРОВЕРКА ВЛ. 380/220В

ПО УСЛОВИЮ  СРАБАТЫВАНИЯ

 

Чтобы обеспечить надежную работу электрической аппаратуры необходимо правильно выбрать ее по условиям максимального режима и  проверить по режиму максимального  тока короткого замыкания.

В соответствии с ПУЭ для обеспечения быстрого срабатывания защиты в установках напряжением  до 1кВ  ток однофазного к. з.  должен превышать номинальный ток аппарата, как минимум в три раза. Для автоматов только с электромагнитным расцепителем, однофазный ток к. з. должен быть не менее, чем в 1, 4 раза больше номинального тока расцепителя при номинальном токе автомата до 100 А и не менее, чем в 1, 25 раза больше при номинальном токе автомата выше 100 А.

 

Выбираем автоматические выключатели  для защиты линий: [3. п16.с 311]

 

Линия 1

Определяем  I_P.MAX линии по формуле:  I_P.MAX =

I_P.MAX = = 105.4А

Определяем ток срабатывания теплового  расцепителя: I_ТР ≥ 1, 1 I_P.MAX

 

I_ТР = 105.4 · 1, 1 = 115.94 А

 

Определяем ток срабатывания электромагнитного  расцепителя: I_ЭЛ.Р  ≥ I_P.MAX

 

I_ЭЛ.Р = 1, 25 · 105.4 = 131.75 А

 

Принимаем к установке автомат  марки  А 31 34 с I_Н = 200 А и I_ТР = 200 А

 

К_Ч =  1.4

 

1.4 ≤ 3   К_Ч ˂ 3 Чувствительность защиты не обеспечивается

 

 

Так как чувствительность защиты  не обеспечивается , то нулевой провод добавляется реле типа РЭ-571Т              (3. Стр 293)

 

 

 

 

I_cр= 0.7 ∙ I_P.MAX = 0.7 ∙ 105.4 = 73.78 А

K_ч= =   = 3 ≥  1.5 Чувствительность  защиты обеспечивается

 

 

Линия 2

Определяем  I_P.MAX линии по формуле:  I_P.MAX =

I_P.MAX = = 94.4 А

Определяем ток срабатывания теплового  расцепителя: I_ТР ≥ 1, 1 I_P.MAX

 

I_ТР = 94.4 · 1, 1 = 103.8 А

 

Определяем ток срабатывания электромагнитного  расцепителя: I_ЭЛ.Р  ≥ I_P.MAX

 

I_ЭЛ.Р = 1, 25 · 94.4 = 118 А

 

Принимаем к установке автомат  марки  А 31 34 с I_Н = 200 А и I_ТР = 120 А

 

К_Ч =  1.5 ≤ 3 Чувствительность защиты не обеспечивается

 

Так как чувствительность защиты  не обеспечивается , то нулевой провод добавляется реле типа РЭ-571Т              (3. Стр 293)

 

I_cр= 0.7 ∙ I_P.MAX = 0.7 ∙ 94.4 = 66.08 А

K_ч= =   = 1.7 ≥  1.5 Чувствительность  защиты обеспечивается

 

 

Линия 3

Определяем  I_P.MAX линии по формуле:  I_P.MAX =

I_P.MAX = = 35.7 А

Определяем ток срабатывания теплового  расцепителя: I_ТР ≥ 1, 1 I_P.MAX

 

I_ТР = 35.7 · 1, 1 = 39.27 А

 

Определяем ток срабатывания электромагнитного  расцепителя: I_ЭЛ.Р  ≥ I_P.MAX

 

I_ЭЛ.Р = 1, 25 · 35.7 = 44.6 А

 

Принимаем к установке автомат марки А3114/1 с I_Н = 200 А  и I_ТР = 120 А

 

К_Ч =  3, 2 ˃ 3 Чувствительность защиты обеспечивается

 

                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   

 

 

 

 

                                                             ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данном проекте  рассмотрено электроснабжение сельского  населенного пункта.

В проекте  определены расчетные нагрузки, полные вечерние и дневные максимумы табличным методом, определена нагрузка уличного освещения, по результатам расчетов определяем место расположения трансформаторной подстанции. Был выбран тип подстанции и дано описание работы принципиальной схеме КТП - 160. Проведен электрический расчет воздушных линий 0,38кВ табличным методом на минимум приведенных затрат, по экономическим интервалам, с дальнейшей проверкой по допустимым потерям напряжения. В соответствии с расчетами были выбраны марки и сечения проводов, и проведена их проверка по потерям напряжения. Проведен расчет трехфазных токов короткого замыкания на шинах трансформаторной подстанции и однофазных токов короткого замыкания в наиболее удаленных точках линии. По результатам расчетов была выбрана аппаратура защиты от короткого замыкания для всех линий по условию срабатывания.