Проектирование системы электроснабжения города (стр. 6 из 24)

Расчетную мощность заводской нагрузки определяем, предварительно задавшись назначением заводов и определив усредненный соsφ, исходя из технологии производства.

Расчетная мощность завода № 1.

Данные завода:

Тип завода: Металлообрабатывающий.

Потребители: Металлорежущие и обрабатывающие станки, приводимые асинхронными двигателями, выпрямители гальванических ванн.

Активная мощность: РЗ-1 = 4 300 кВт.

Cosφ: CosφЗ-1 = 0,67.

Полная мощность, потребляемая заводом.

SЗ-1 = РЗ-1 / CosφЗ-1 = 4 300 / 0,67 = 6 418 (кВА).

Производим аналогичные действия для других заводов. Результаты заносим в таблицу 15.1.

Таблица 15.1 - Сводная таблица характеристик и рассчитанных данных заводов.

№Зав	Тип завода		Потребители	РЗ, кВт		CosφЗ		SЗ, кВА
1	Металло-обрабатыва-ющий		Металлорежущие и обрабатывающие станки, приводимые асинхронными двигателями, выпрямители гальванических ванн.	4 300		0,67		6 418
2	Кирпичный	Размалывающие и замешивающие машины, приводимые асинхронными двигателями, электропечи обжига.			2 100		0,93		2 258
3	Железо-бетонных изделий	Бетоноперемешивающие машины, вибраторы и вибростолы, приводимые асинхронными двигателями, электросварочные аппараты.			3 100		0,65		4 769
4	Авиаремон-тный завод	Металлообрабатывающие станки, приводимые асинхронными двигателями, выпрямители гальванические ванны, ручной электроинструмент, измерительные приборы.			3 760		0,62		6 065
5	Хлебозавод	Тестомесильные машины, транспортеры, приводимые асинхронными двигателями, электропечи			1 860		0,91		2 044

Суммарная полная нагрузка заводов

ΣSЗ = ΣSЗ-1 + ΣSЗ-2 + ΣSЗ-3 +ΣSЗ-4 +ΣSЗ-5 =

= 6 418 + 2 258 + 4 769 + 6 065 + 2 044 = 21 554 (кВА).

2.8 Определение центра нагрузок

Используя расчетные мощности ТП и их координаты по координатной системе рассчитываем абсциссу и ординату центра нагрузки района для размещения в этом месте ГПП.

В расчете не учитываем заводскую нагрузку, т.к. заводы питаются при помощи линии другого класса напряжения (35кВ) нежели городские сети (10кВ).

Расчет производим по следующим формулам:

Sр.i – полная расчетная мощность каждой из ТП;

xi – абсцисса координат соответствующего ТП;

yi – ордината координат соответствующего ТП;

– суммарная расчетная мощность всех ТП района.

После проведения вычисления по этим формулам получаем следующие координаты центра нагрузок района:

х0 = 1 934 м; у0 = 1 760 м.

2.9 Выбор класса напряжений

Выбор напряжения линии, питающей ГПП.

Мощность, передаваемая по линии.

ΣSГПП = ΣSТП + ΣSЗ = 68 846 + 21 554 = 90 340 (кВА).

Длина линии ИП – ГПП.

Расстояние от ГПП до границы города замеряем на генплане. Оно составляет ℓ1 = 1 725 м.

Расстояние от границы города до ИП берем из задания на ДП. ℓ2 = 5 000 м.

ℓВН = ℓ1 + ℓ2 = 1 725 + 5000 = 6 725 (м).

Номинальное напряжение линии выбираем по номограмме (рис. 18.4.ж [2]). При выборе учитываем расчетные данные: мощность, передаваемая по линии; длина линии.

Согласно номограмме оптимальным напряжением для линии с такими параметрами является напряжение 110кВ.

Выбор напряжения линии, питающей предприятия.

Мощность, передаваемая по линии (суммарная мощность заводов) 21 554 кВА.

Длина линии (замеряем на генплане) 1,4 км.

Номинальное напряжение линии выбираем по номограмме (рис. 18.4.б [2]). При выборе учитываем расчетные данные: мощность, передаваемая по линии; длина линии.

Согласно номограмме оптимальным напряжением для линии с такими параметрами является напряжение 35кВ.

Выбор напряжения линии, питающей городские ТП.

Величину напряжения выбираем – 10 кВ. Аргументировать такой выбор можно следующим:

1). Потери в сетях 10 кВ намного меньше, чем в сетях 6 кВ.

2). Широкое распространение и удешевление коммутационной, измерительной аппаратуры и силовых трансформаторов на напряжение 10 кВ и сворачивание производства оборудования на 6 кВ.

2.10 Определение типа, числа, расположения и длинны линий распределительной сети 10 кВ

Для питания городских ТП применяем два типа схем: радиальную и кольцевую. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.

Радиальная требует меньших капитальных затрат, но обладает меньшей надежностью. При повреждении произошедшей в любом месте сети прекращает питание всех потребителей, находящихся за местом повреждения. Для повышения надежности радиальные сети делают двухцепными. При такой схеме в случае аварии на одной из цепей вторая находится под двойной нагрузкой, что учитывается при расчетах сечений кабелей. В случае повреждения двух цепей все потребители за местом повреждения окажутся обесточенными.

Кольцевые сети более надежны, но требуют больших капитальных затрат на закольцовку и 2 дополнительные ячейки в РУ ГПП. Линии данного типа также выполняют двухцепными для повышения надежности электроснабжения потребителей. В случае повреждения одной цепи линии и отключении поврежденного участка питание потребителе не прервется. Токи кабелей в этом случае принимают значения от Iном до 2Iном, что должно учитываться в расчетах. Даже в случае повреждения обеих цепей линии питание потребителей не прерывается, но токовая нагрузка кабелей может достигать 2Iном.

Линия 1.

Маршрут: ГПП - ТП7 - ТП5 - ТП6 - ТП4 - ТП3 - ТП1 - ТП2

Тип: Радиальная

2.11 Расчетный и допустимый токи линии

Расчетные токи линии и одной цепи определяем с учетом коэффициента одновременности, равного ко = 0,77.

Iр1ц = Iр1л / 2 = 386 / 2 = 193 (А).

Допустимый ток определяем с учетом поправочных коэффициентов к1 и к2, учитывающих условия прокладки - температуру почвы и число и расстояние между кабелями в траншее. Значения коэффициентов выписываем из каталога производителя.

Значение к1 принимаем для 20оС.

к1 = 0,97.

Значение к2 при числе кабелей в траншее 2 шт. при расстоянии между кабелями 200мм, равно:

к2х2 = 0,92.

Предварительно выбираем сечение кабеля, ориентируясь на расчетный ток линии (сразу учитываем послеаварийный режим).

Для линии 1 выбираем кабель сечением 185мм2 на одну цепь. Следовательно, в траншее будут находиться 2 кабеля.

Номинальная и допустимая токовые нагрузки для кабелей из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ сечением 185мм2 при выбранных условиях прокладки равны:

Iн185 = 364 А;

Iд185 = Iн185 · 1,17 = 364 · 1,17 = 426 (А).

Определяем допустимый ток одной цепи линии в нормальном и послеаварийном режимах.

В послеаварийном режиме в работе остается одна цепь линии.

Iд1 = к1 · к2х2 · Iд185 = 0,97 · 0,92 · 426 = 380 (А).

Iд1па = к1 · Iд95 = 0,97 · 426 = 413 (А).

Т.к. токи в номинальном (Iр1ц = 193 А) и послеаварийном режимах Iр1л = 386 А не превышают допустимые токи в, соответственно, нормальном (Iд1 = 380 А) и послеаварийном (Iд1па = 413 А) режимах, следовательно, выбранное сечение подходит по условию нагрева.

Производим аналогичные действия для других заводов. Результаты заносим в таблицы 16.1 и 17.1.

Таблица 16.1 - Результаты расчетов кабельных линий

№лин	Маршрут	Тип	Сечение кабелей на 1 цепь	Нормальный режим		Послеаварийный режим
				Iр1ц, А	Iд1ц, А	Iр1ц.ПА, А	Iд1ц.ПА, А
1	ГПП - ТП7 - ТП5 - ТП6 - ТП4 - ТП3 - ТП1 - ТП2	Р	185мм2	193	380	386	413
2	ГПП - ТП17 - ТП15 - ТП13 - ТП14 - ТП12 - ТП10 - ТП11	Р	185мм2	190	380	380	413
3	ГПП - ТП16 - ТП23 - ТП22 - ТП18 - ТП19 - ТП20	Р	185мм2	186	380	372	413
4	ГПП - ТП37 - ТП25 – ТП24 - ТП21 - ТП26 - ТП28	Р	150мм2	170	336	340	365
5	ГПП - ТП27 - ТП30 - ТП31 - ТП29	Р	70мм2	112	219	224	238
6	ГПП - ТП33 - ТП9 - ТП8 - ТП32 - ТП34 - ТП35 - ГПП	К	185мм2	169	380	338	413
7	ГПП - ТП38 - ТП41 - ТП42 - ТП43 - ТП40 - ТП39 - ГПП	К	150мм2	164	336	327	365
8	ГПП - ТП36 - ТП44 - ТП45 - ТП46 - ТП47 - ГПП	К	95мм2	131	264	262	287

Таблица 17.1 – Длины кабельных линий 10кВ и марки кабелей

Участок	Длина, м	Участок	Длина, м	Марка кабеля, его сечение и общая длина
Линия 1
ГПП - ТП7	1 600	ТП7 - ТП5	200	АПвПу,185мм2,3 115 м.
ТП5 - ТП6	255	ТП6 - ТП4	270
ТП4 - ТП3	100	ТП3 - ТП1	260
ТП1 - ТП2	430
Линия 2
ГПП - ТП17	550	ТП17 - ТП15	160	АПвПу,185мм2,2 475 м.
ТП15 - ТП13	360	ТП13 - ТП14	305
ТП14 - ТП12	540	ТП12 - ТП10	110
ТП10 - ТП11	450
Линия 3
ГПП - ТП16	370	ТП16 - ТП23	250	АПвПу,185мм2,1 975 м.
ТП23 - ТП22	255	ТП22 - ТП18	280
ТП18 - ТП19	270	ТП19 - ТП20	550
Линия 4
ГПП - ТП37	180	ТП37 - ТП25	690	АПвПу,150мм2,2 645 м.
ТП25 - ТП24	250	ТП24 - ТП21	870
ТП21 - ТП26	360	ТП26 - ТП28	295
Линия 5
ГПП - ТП27	1 220	ТП27 - ТП30	250	АПвПу,70мм2,2 110 м.
ТП30 - ТП31	100	ТП31 - ТП29	540
Линия 6
ГПП - ТП33	770	ТП33 - ТП9	560	АПвПу,185мм2,4 170 м.
ТП9 - ТП8	380	ТП8 - ТП32	830
ТП32 - ТП34	250	ТП34 - ТП35	240
ТП35 - ГПП	1 140
Линия 7
ГПП - ТП38	640	ТП38 - ТП41	470	АПвПу,150мм2,3 770 м.
ТП41 - ТП42	220	ТП42 - ТП43	305
ТП43 - ТП40	750	ТП40 - ТП39	610
ТП39 - ГПП	775
Линия 8
ГПП - ТП36	805	ТП36 - ТП44	690	АПвПу,95мм2,4 520 м.
ТП44 - ТП45	975	ТП45 - ТП46	650
ТП46 - ТП47	525	ТП47 - ГПП	875

АПвПу – одножильный с алюминиевой токоведущей жилой с изоляцией из сшитого полиэтилена в полиэтиленовой усиленной оболочке.