Расчет электрических нагрузок объекта

2.9.2 Расчет электрических нагрузок объекта

Определим суммарную расчётную активную нагрузку всего объекта.

Делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчётную нагрузку каждой группы по формуле:

(76)

где к₀ – коэффициент одновременности;

Первая группа (потребители №1,2,3,4,5).

Расчётная нагрузка для дневного максимума по формуле:

 кВт;

Расчётная нагрузка для вечернего максимума по формуле:

 кВт;

Вторая группа (потребители №6).

 кВт;

Мощность наружного освещения принимаем из расчёта 250 Вт

на здание и 3 Вт на метр длины периметра свинофермы.

Р_осв=250·6+(130+160)·2·3=3240 Вт=3.24 кВт

Суммируя расчётные нагрузки всех групп по таблице надбавок, получим расчётную нагрузку на шинах ТП с учётом наружного освещения:

 кВт;

 кВт;

Расчётная мощность трансформаторной подстанции, определяется по дневному максимуму, так как он больше вечернего.

Определяем полную мощность населённого пункта:

 (77)

где: Р_нп. – активная мощность всего населённого пункта, кВт;

cosц – средневзвешенное значение коэффициента мощности.

Значения коэффициентов мощности для отдельных потребителей определяем по таблице 3,7 /16/. Определим средневзвешенное значение коэффициента мощности для дневного и вечернего максимума:

 (78)

 (79)

Тогда полная мощность населенного пункта:

кВА;

кВА;

2.9.3 Выбор числа и мощности трансформаторов и мест расположения ТП 10/ 0,4 кВ

Определим приближённое число трансформаторных подстанций для населённого пункта по формуле:

 (80)

где: F_нп. – площадь населённого пункта по генплану, F_нп. = 0.208 км²;

ДU_вл – допустимые потери напряжения в сети 0,38 кВ, ДU_вл = -2.5

;

Принимаем одну трансформаторную подстанцию, на плане населенного пункта наметим трассы ВЛ 380/220 В.

Учитывая перегрузочную способность трансформатора, принимаем трансформатор мощностью 160 кВА и записываем его паспортные данные в таблицу 2.11.

Таблица 2.11. Параметры трансформатора

На плане населенного пункта нанесем оси координат и определим координаты нагрузок групп жилых домов и отдельных потребителей.

Расположение объектов между собой с учетом реальных размеров показано на рисунке 2.5.

Определяем месторасположение трансформаторной подстанции.

 (81)

 (82)

где – сумма расчетных мощностей всех потребительских

подстанций в зоне электроснабжения ТП;

х_i – проекция S_i на ось x;

y_i – проекция S_i на ось y.

Компоновка оборудования подстанции должна обеспечивать простые и удобные подходы и выходы воздушных линий всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования и возможностью дальнейшего расширения подстанции.

Площадку для строительства ТП, в соответствии с нормами, выбираем на незаселённой местности, не затопляемой паводковыми водами, в центре электрических нагрузок или в близи от него, по возможности близко от автодороги. Площадка должна иметь по возможности инженерно-геологические условия, допускающие строительство без устройства дорогостоящих заземлений и фундаментов под оборудование.

Наносим координаты и получаем место расположения ТП изображенное на рисунке 2.4.

Произведем расчет мощностей по участкам линий электропередач, для последующего определения сечения и марки провода. Расчет производим методом экономических интервалов нагрузок (метод приведенных затрат), изложенных в пункте 3.

Составляем расчетную схему объекта с нанесением мощностей и длин участков.

Находим расчётные значения мощностей на участках линии:

Участок ТП-1:

 кВт;

;

 кВА;

Эквивалентная мощность на участке

S_эквТП-1 = S_ТП-1 · К_д, (83)

гдеК_д – коэффициент динамики роста нагрузок, 0.7 /16/.

 кВА.

Рис. 2.5. Расчётная схема объекта

По таблице экономических интервалов нагрузок при толщине стенки гололёда b=5 мм (второй район по гололёду), по значению S_экв. Находим число и марки проводов для участка линии ТП-1, принимаем к использованию провод

4хА-50+А-25

Результаты расчётов заносим в таблицу 2.6.

Фактические потери напряжения на участках определяем по формуле

∆U=S_мах•l_уч•ДU_уд •10^-3%; (84)

где: l_уч – длина участка, м;

ДU_уд – удельные потери напряжения, таб. 5,2;

Для участока ТП-1

Проводим аналогичные вычисления и заносим результаты в таблицу 2.12.

Таблица 2.12. Результаты расчёта сети 0,38 кВ

Потери на участках линии не превышают допустимых значений:

∆U≤∆U_доп

где ∆U_доп – допустимые потери на линии, 2.5%;

Определяем количество необходимых заземлений и произведем расчет заземляющего контура.

Заземление выполняем трубами длинной l = 3 м, Ǿ = 50 мм. Определяем сопротивление растекания тока вертикального электрода, Ом.

, (85)

где с_расч – расчетное удельное сопротивление грунта, 200 Ом·м /5/;

l – длина заземлителя, м;

h_ср – глубина заложения, принимают равной расстоянию от поверхности земли до середины трубы или стержня, м;

d – диаметр заземлителя, м.

h_ср = l/2 + 0.8, (86)

h_ср = 3/2 + 0.8 = 2.3 м,

Определяем сопротивление горизонтального заземлителя, Ом.

, (87)

гдеk – коэффициент формы горизонтального заземлителя, принимаем для круглого сечения k = 1;

l – длинна горизонтального заземлителя, принимаем 25 м;

h – глубина заложения горизонтального заземлителя, принимаем 0.9 м.

Определяем теоретическое число стержней.

n_м=R_в/r_иск, (88)

гдеr_иск – сопротивление искусственного заземлителя, 10 Ом.

n_м = 54.3/10 = 5.4_, принимаем 5.

Тогда длинна полосы связи l_г = 5 · 5 = 25 м, тогда согласно формулы 2.54 имеем.

По кривым приведенным в /5/ в зависимости от числа вертикальных заземлителей и отношению а/l определяем коэффициент экранирования вертикальных и горизонтальных заземлителей з_г и з_в.

При l = 5 и а/l = 5/3 = 1.6 определяем: з_г = 0.72 и з_в 0.48_.

Действительное число стержней определяем как.

, (89)

Принимаем 5 заземлителей.

Производим проверочный расчет.

r_иск = R_в ·R_г /(n_г · n · з_в + R_в · з_г), (90)

r_иск = 54.3 12.13 / (12.13 5 0.72 + 54.3 0.48) = 9.44 Ом.

Так как 9.44 Ом < 10 Ом следовательно заземление можно считать удовлетворительным.

Определяем сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

r_расч = r_иск · r_п.з /(r_иск + r_п.з), (91)

гдеr_п.з – общее сопротивление всех повторных заземлений, Ом.

r_п.з = R_в /n, (92)

r_п.з = 54.3 /10 = 5.43 Ом,

r_расч = 9.44 · 5.43/ (9.44 + 5.43₎ = 3.44 Ом.

Так как 3.44 Ом < 4 Ом следовательно заземление можно считать удовлетворительным.