Электрические сети предприятий железнодорожного транспорта (стр. 3 из 5)
Расчетный ток в кабеле Im= 39 A
Потеря мощности в линии dP= 1.840729E-01 кВт
Кабель полностью удовлетворяет условиям
3. Выбор мощности трансформатора 10/0,4 кВ
При наличии потребителей 1-й и 2-й категории и отсутствии резерва трансформаторов главной понизительной подстанции выполняются двух трансформаторными. При этом мощность каждого трансформатора определим по формуле (4.2)[2]:
Sном.тр.³Sр/1,4(2)
Что соответствует при аварийном выходе из строя одного из трансформаторов 40% перегрузке оставшегося в работе трансформатора в режиме максимальной нагрузки.
Расчет произведен по нижеприведенной программе п.4, вместе с определением потерь электроэнергии и стоимости потерь электроэнергии, а так же в пункте 1.10.
Необходимо выбрать трансформатор 10/0,4 кВ мощностью 250 кВА согласно приложению 6[2].
4. Определение потерь активной мощности и энергии в местной сети
Потери активной мощности в линии, определяемые по формуле (5.1)[2], рассчитываются при выборе кабелей по допустимой потере напряжения в п.2.:
где Рi – активная мощность, протекающая в линии, кВт;
Qi - реактивная мощность, протекающая в линии, кВА;
U – номинальное напряжение линии, равное 0,4 кВ;
r0 – активное сопротивление кабеля на данном участке линии, Ом/км;
li – длина данного участка линии, км.
Потери энергии в местной сети определим посредством программы реализованной на языке FORTRAN:
program fil3
dimension pk(100)
open(4,file='is3.dat')
open(5,file='rez3.dat')
read (4,*) P,Q,b
read (4,*) (pk(i),i=1,4)
Snag=sqrt(P**2+Q**2)
write(5,*)'Суммарная мощность в местной сети P=',P,' кВт'
write(5,*)' Q=',Q,' кВАр'
write(5,*)' S=',Snag,' кВА'
Str=Snag/1.4
write (5,*)'Мощностьтрансформатора Str=',Str,' кВА'
write (*,*)'Мощность трансформатора Str=',Str,' кВА'
write (*,*)'Введите Snom трансформатора'
read (*,*)Snom
write (*,*)'Введите потери холостого хода Pxx='
read (*,*)Pxx
Write (*,*)'Введите потери короткого замыкания Pkz='
read (*,*)Pkz
tau=(0.124+5000/10000)**2*8760
dAtr=2*Pxx*8760+((Pkz/2)*(Snag/Snom)**2)*tau
do i=1 ,4
dPs=dPs+pk(i)
enddo
dAkab=dPs*tau
dA=dAtr+dAkab
c=b*dA
write(5,*)'Номинальная мощность трансформатора Snom=',Snom,' кВА'
write(5,*)'Потери ХХ Рхх=', Pxx,' кВт'
write(5,*)'Потери КЗ Pkz=', Pkz,' кВт'
write(5,*)'Потери энергии в трансформаторе dAtr=', dAtr,' кВт*ч'
write(5,*)'Потери энергии в кабеле dAkab=', dAkab,' кВт*ч'
write(5,*)'Общая потеря энергии dA=', dA,' кВт*ч'
write(5,*)'Стоимость потери в год C=', c,' руб'
end
В данной программе производится расчет мощности трансформатора, по результатам вычисления суммарных расчетных нагрузок всех потребителей шин 0,4 кВ., выбирается номинальная мощность трансформатора по паспорту, потери ХХ и КЗ, определяются потери энергии в трансформаторе и кабеле, а так же вычисляется стоимость общих потерь электроэнергии.
Исходные данные:
317.175 150.168 0.15
2.069 6.176 0.684 0.184
где317,175-активная мощность трансформатора 10/0,4 кВ, кВт;
150,168-реактивная мощность трансформатора 10/0,4 кВ, кВАр;
0,15-стоимость электроэнергии, руб/кВт*час;
В нижней строке приведены потери мощности в линиях всех нагрузок, рассчитанных в п.2. последовательно.
Результаты расчета:
Суммарная мощность в месной сети P= 317.175000 кВт
Q= 150.168000 кВАр
S= 350.927900 кВА
Мощность трансформатора Str= 245.404100 кВА
Номинальная мощность трансформатора Snom= 250.000000 кВА
Потери ХХ Рхх= 1.050000 кВт
Потери КЗ Pkz= 4.100000 кВт
Потери энергии в трансформаторе dAtr= 18940.070000 кВт*ч
Потери энергии в кабеле dAkab= 1227.464000 кВт*ч
Общая потеря энергии dA= 20167.540000 кВт*ч
Стоимость потери в год C= 3025.131000 руб
5. Выбор плавких предохранителей для защиты электрических установок в сети 0,4 кВ
Выбор предохранителей для всех присоединений произведен согласно п.3.2[2].
Плавкий предохранитель предназначен для защиты оборудования от токов короткого замыкания и перегрузки.
При выборе параметров предохранителей необходимо обеспечить выполнение следующих условий:
UНОМ ПР ³UНОМ , (4)
где UНОМ ПР , UНОМ – номинальные напряжения предохранителя и сети.
I НОМ ПР³IР , (5)
где I НОМ ПР , IР - номинальный ток предохранителя и расчетный ток,
протекающий через защищаемый элемент сети;
I Н ПЛ ВСТ³IР , (6)
гдеI Н ПЛ ВСТ – номинальный ток плавкой вставки.
Выбираем предохранитель для домов:
IP =119,935 A.
Необходимо выбирать предохранитель на больший ток.
Выбираем предохранитель для общественно-коммунальных предприятий и административных зданий:
IP =237,268 A.
Необходимо выбирать предохранитель на больший ток.
Выбираем предохранитель для коттеджей и парикмахерской:
IP =47,554 A< IНПЛВСТ=60 A
Выбираем предохранитель для коттеджей:
IP =39,813 A< IН ПЛ ВСТ=45 A
Для обеспечения селективности защиты сети, позволяющей отключать только поврежденные участки, оставляя остальные в работе, ближайшие к источнику питания участки сети должны иметь вставки предохранителей на одну или две ступени больше, чем вставки более удаленных предохранителей.
Выбираем предохранители для мастерских:
Для станков расчет произведен по программе в разделе 1.1.:
I ПЛ ВС Т = 115,1909 А.
Необходимо выбрать предохранитель на больший ток.
Для освещения: IР =Р / UНОМ = 1.91 / 0.4 = 4,775 А
IР = 4,775 < I ПЛ ВС Т = 6 А.
Для насосной:
I ПЛ ВС Т ³ 55 А.
Для компрессорной:
I ПЛ ВС Т ³ 272,5 А.
Необходимо выбрать предохранитель на больший ток.
Расчет и выбор предохранителей по условию (6) подразумевает выбор инерционных предохранителей (типа ИП). Для подбора предохранителей данного типа условия (6) достаточно.
6. Расчет замкнутой электрической сети 10 кВ
Замкнутая электрическая сеть разрезается по источнику питания и заменяется сетью с двусторонним питанием рис.3.
В
ИП Б
А
А Б В
ИП1 ИП2
Рис.3. Преобразование кольцевой сети в разомкнутую с двусторонним питанием
Расчет производится для сети с двусторонним питанием, по следующей программе, реализованной на языке FORTRAN. В данной программе произведен расчет кольцевой сети. Для определения сечения кабеля по экономической плотности тока произведен расчет эквивалентного тока. Определяются также точки потокораздела активной и реактивной мощностей для определения перетоков мощности в сети. На основании чего рассчитываются потери напряжения в линии. И производится расчет потерь напряжения в аварий ных режимах работы электрической сети (обрыв в начале линии и в конце):
Program fil4
Dimension PN(100),QN(100),L(100),UL(100),PP(100),QP(100),CAR(100)
Dimension Pnach(100),Qnach(100),Pkon(100),Qkon(100)
Dimension dP(100),dQ(100)
Real L
Open(5,file='is4.dat')
Open(6,file='rez4.dat')
Read(5,*)n,Udop,Unom,ej,Udopa
Read(5,*)(PN(i),QN(i),i=1,n)
Read(5,*)(l(i),i=1,n+1)
* car - Эквивалентныйток
* n - число нагрузок
* ej - экономическая плотность тока
*Определяем длины кольца
dl=0
do i=1,n+1
dl=dl+l(i)
enddo
Write(6,*)' Обьщяя длина кольца А В С'
Write(6,*)'dl=',dl,' м'
Pp(1)=0
Qp(1)=0
*Мощность источника питания
do i=1,n
do j=i+1,n+1
Pp(1)=Pp(1)+Pn(i)*l(j)/dl
Qp(1)=Qp(1)+Qn(i)*l(j)/dl
enddo
enddo
Write(6,*)' Ристочникапитания Pp(1)=',Pp(1),' кВт'
Write(6,*)' Q источника питания Qp(1)=',Qp(1),' кВАр'
*Определим перетоки мощности ветви
do i=2,n+1
Pp(i)=Pp(i-1)-Pn(i-1)
Qp(i)=Qp(i-1)-Qn(i-1)
Write(6,*)'Pp(',i,')=',Pp(i)
Write(6,*)'Qp(',i,')=',Qp(i)
enddo
*Найдем точки токораздела активных и реактивных мощностей
do i=1,n
if(Pp(i+1).lt.0)then
Write(6,*)' Точка токораздела активных мощностей'
ia=i
Write(6,*)'ia=',ia
Goto 1
endif
enddo
1do i=1,n
if(Qp(i+1).lt.0)then
Write(6,*)' Точка токораздела реактивных мощностей'
ir=i
Write(6,*)'ir=',ir
Goto 2
endif
enddo
2do i=1,n+1
Pp(i)=abs(Pp(i))
Qp(i)=abs(Qp(i))
enddo
*Определение токов на участках линии
Write(6,*)' Токи на участках линии'
do i=1,n+1
Car(i)=(sqrt(Pp(i)**2+Qp(i)**2))/(Unom*sqrt(3))
Write(6,*)'Car(',i,')=',Car(i),' A'
enddo
*Определим эквивалентный ток
Carl=0
do i=1,n+1
Carl=carl+(Car(i)**2*l(i))/dl
enddo
Carl=sqrt(Carl)
Write(6,*)' Эквивалентныйтокравен'
Write(6,*)'Carl=',Carl,' A'
*Выбираем сечение кабеля
3 s=Carl/ej
Write(6,*)' Предварительный расчет сечения кабеля'
Write(6,*)'S=',S,' мм2'
Write(*,*)' Сечениекабеля'
Write(*,*)'S=',S
Write(*,*)' Введите сечение кабеля по паспорту'
Write(*,*)'S0='
Read(*,*)S0
Write(*,*)' Введите акт.сопротивление кабеля r0 Ом/км'
Write(*,*)'r0='
Read(*,*)r0
Write(*,*)' Введите инд.сопротивление кабеля x0 Ом/км'
Read(*,*)x0
*Определим потери напряжения на участках линии
Write(6,*)' Потери напряжения на участках линии'
do i=1,n+1
Ul(i)=Ul(i)+Pp(i)*l(i)*r0/Unom+Qp(i)*l(i)*x0/Unom
Write(6,*)'Ul(',i,')=',Ul(i),' B'
enddo
Определим потери напряжения до точек токораздела
Ua=0
if(ia.le.ir)then
do i=1,ia
Ua=Ua+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до активной точки токораздела'
Write(6,*)'Ua=',Ua,' B'
do i=ir+1,n+1
Ur=Ur+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до реактивной точки токораздела'
Write(6,*)'Ur=',Ur,' B'
else
do i=ia+1,n+1
Ua=Ua+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до активной точки токораздела'
Write(6,*)'Ua=',Ua,' B'
do i=1,ir
Ur=Ur+Ul(i)
enddo
Write(6,*)' Потеря напряжения до реактивной точки токораздела'
Write(6,*)'Ur=',Ur,' B'
endif
if(Ua.ge.Ur)then
UU=Ua
else
UU=Ur
endif
if(UU.le.Udop)then
Write(6,*)' Выбратьпроводсечением '
Write(6,*)'S0=',S0,' мм2'
else
Write(*,*)' Выбрать провод большего сечения'
Goto 3
endif
*Расчет для Аварийного режима