Расчет электроснабжения населенного пункта и электрических сетей района

Выбор сечения токопроводящих жил СИП выполняют по длительно допустимому току и проверяют по условию нагрева на термическую стойкость при коротких замыканиях.

          При этом должны быть обеспечены отклонение напряжения у электроприемников в пределах допустимых значений; надежное срабатывание защиты линии при однофазных и междуфазных коротких замыканиях; пуск крупных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

          Сечения жил кабелей выбирают по допустимому нагреву, проверяют так же, как провода ВЛ.

          Нулевой провод должен иметь одинаковую проводимость с фазными проводами на линиях, питающих преимущественно (более 50% по мощности) однофазные электроприемники, электроприемники животноводческих и птицеводческих ферм. При невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты линии от однофазных КЗ, а также для обеспечения допустимых отклонений напряжения у ламп наружного освещения допускается применение нулевого провода (жилы) с большей проводимостью, чем у фазных проводов. В остальных случаях проводимость нулевого провода должна быть не менее 50% проводимости фазных проводов.

          В нашем случае провода СИП выбираем по максимально допустимому длительному току нагрузки. Расчетное значение максимально допустимого тока нагрузки на участках сети находим по формуле:

                                             (1.5.1)

где U_Н = 380 В – номинальное напряжение сети;

S – полная мощность участка.

          Результаты расчетов заносим в таблицу 5. Из справочника выбираем сечение проводов СИП, которое соответствует рассчитанному длительному току нагрузки. Заносим данные в таблицу 5.

Таблица 5.

ТП 1
Линия	Участок	IДрасч, A	IВрасч, A	IМАХ, A	Марка, сечение и количество жил выбранного провода СИП	Удельное активное сопротивление r0, Ом/км	Удельное реактивное сопротивление х0, Ом/км
С1	1-2	17,875	16,881	90	САСПт 3х25+35	1,2	0,106
	2-3	25,382	23,972
	4-5	55,769	29,036
	4-3	74,231	36,464
	3-ТП1	81,475	48,850
С2	1-2	16,647	26,588	115	САСПт 3х35+50	0,868	0,104
	2-3	45,778	73,118
	3-4	31,212	50,486
	3-ТП1	69,707	111,339
С3	1-2	7,431	12,386	70	САСПт 3х16+25	1,91	0,108
	2-3	10,850	17,330
	3-4	13,823	22,078
	4-5	16,647	26,588
	5-6	18,579	29,674
	6-7	20,734	33,117
	10-11	7,431	12,386
	9-10	10,850	17,330
	8-9	13,823	22,078
	7-8	16,647	26,588
	7-ТП1	30,642	49,778
ТП 2
С1	1-2	5,362	5,064	115	САСПт 3х35+50	0,868	0,104
	2-3	104,936	100,900
	3-ТП2	113,445	106,711
С2	1-2	91,161	80,436	115	САСПт 3х35+50	0,868	0,104
	2-ТП2	92,376	83,653
С3	1-2	7,431	12,386	90	САСПт 3х25+35	1,2	0,106
	2-3	10,850	17,330
	3-4	13,823	22,078
	4-5	16,647	26,588
	5-6	27,646	44,157
	7-8	16,647	26,588
	6-7	27,646	44,157
	6-ТП2	45,778	73,118

1.6 Расчет электрической сети населенного пункта по потерям

 напряжения.

Электрический ток проходя по проводнику, создает в нем падение напряжения. Вследствие этого напряжение в конце линии может сильно отклониться от напряжения в начале. Так как сечение провода я уже выбрал, нужно проверить его по потерям напряжения.

Согласно действующих норм ПУЭ напряжение на зажимах токоприемников не должно отличаться от номинального напряжения сети более чем ±5%

Потери напряжения в линии определяют по формуле:

                                             (1.6.1)

где  Р – активная мощность участка  кВт;

       Q – реактивная мощность участка, кВАр;

l_уч – длина участка линии в у.е.

       U_н – номинальное напряжение, В (380)

        r₀ – удельное активное сопротивление, Ом / км

        x₀ – индуктивное сопротивление провода, Ом / км

          По абсолютному значению потерь напряжения, из-за различного уровня номинальных напряжений, трудно судить о допустимости потерь напряжения. Поэтому потери напряжения, определенные по формуле 1.6.1, выражают в процентах от номинального напряжения:           

                                                                            (1.6.2)

          Расчет проводим используя возможности Microsoft Excel. Данные и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6.

ТП 1
Линия	Участок	Длина L, у.е	Длина участка l, км	Удельное активное сопротивление r0, Ом/км	Удельное реактивное сопротивление х0, Ом/км	Потери напряжения на участке ΔUД, В	Потери напряжения на участке ΔUВ, В	ΔU%, %	ΔU%, %
С1	1-2	7,5	0,375	1,2	0,106	12,490	12,349	3,287	3,250
	2-3	1,5	0,075			3,547	3,507	0,933	0,923
	4-5	4	0,2			20,784	11,328	5,469	2,981
	4-3	0,9	0,045			5,298	2,757	1,394	0,726
	3-ТП1	3	0,15			21,667	13,397	5,702	3,525
С2	1-2	1,2	0,06	0,868	0,104	1,982	2,383	0,522	0,627
	2-3	0,5	0,025			2,271	2,502	0,598	0,658
	3-4	1,5	0,075			4,645	5,656	1,222	1,488
	3-ТП1	3	0,15			20,747	24,946	5,460	6,565
С3	1-2	1,2	0,06	1,91	0,108	0,885	2,316	0,233	0,610
	2-3	1,2	0,06			1,292	3,357	0,340	0,883
	3-4	1,2	0,06			1,646	4,276	0,433	1,125
	4-5	1,2	0,06			1,982	5,150	0,522	1,355
	5-6	1,4	0,07			2,580	6,706	0,679	1,765
	6-7	1	0,05			2,057	5,346	0,541	1,407
	10-11	1,2	0,06			0,885	2,316	0,233	0,610
	9-10	1,2	0,06			1,292	3,357	0,340	0,883
	8-9	1,2	0,06			1,646	4,276	0,433	1,125
	7-8	1	0,05			1,651	4,292	0,435	1,129
	7-ТП1	4	0,2			12,160	32,171	3,200	8,466
ТП 2
С1	1-2	1,2	0,06	0,868	0,104	0,600	0,435	0,158	0,114
	2-3	1,2	0,06			10,579	7,782	2,784	2,048
	3-ТП2	1,3	0,065			12,390	9,522	3,261	2,506
С2	1-2	2	0,1	0,868	0,104	15,318	11,042	4,031	2,906
	2-ТП2	1,2	0,06			9,313	6,890	2,451	1,813
С3	1-2	1,2	0,06	1,2	0,106	0,885	1,475	0,233	0,388
	2-3	1,2	0,06			1,292	2,128	0,340	0,560
	3-4	1,2	0,06			1,646	2,711	0,433	0,713
	4-5	1,2	0,06			1,982	3,265	0,522	0,859
	5-6	0,1	0,005			0,274	0,452	0,072	0,119
	7-8	1,1	0,055			1,817	2,993	0,478	0,788
	6-7	1,2	0,06			3,291	5,423	0,866	1,427
	6-ТП2	0,5	0,025			2,271	3,741	0,598	0,985

1.7. Определение потерь энергии в электрических сетях

Потери энергии в электрических сетях состоят из потерь энергии DW в линии и в трансформаторе.

Потери энергии определяют пользуясь понятием временных максимальных потерь t – это время в течение которого электрическая установка, работая с максимальной нагрузкой, имеет  такие же  потери энергии как и при работе по действительному графику нагрузок.

Для сельских электрических сетей:

t = 0,69 T _макс – 584                                                  (1.7.1)

T _макс = 4100 ч – максимальное количество часов работы электрической установки.

t =  0,69  · 4100 – 584= 2245 ч

Потери энергии определяем по формуле:

                                                            (1.7.2)

D P _max – потери мощности в трехфазной линии:

                                                            (1.7.3)

                                                             (1.7.4)

          Расчет проводим используя возможности Microsoft Excel. Данные и результаты расчетов заносим в таблицу 7.

Суммарные потери энергии сети определяют по формуле:

                                                (1.7.4)

Суммарные потери энергии линии определяют по формуле:

                                                         (1.7.5)

Потери в трансформаторе определяют по формуле:

                    (1.7.6)

где ΔΡ_ХХ и ΔΡ_КЗ – потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора по каталогу;

S_мах – максимальная полная мощность, передаваемая через трансформатор

S_Н – номинальная мощность трансформатора.

          Расчет проводим для по вечернему максимуму нагрузок, используя возможности Microsoft Excel. Результаты заносим в таблицу 8.

Таблица 7.

ТП 1
Линия	Участок	Потери мощности ΔРД, Вт	Потери мощности ΔРВ, Вт	Потери энергии ΔWД, Вт*ч	Потери мощности ΔWВ, Вт*ч
С1	1-2	431,3461	384,707	968372	863667,3
	2-3	173,9464	155,1573	390509,7	348328,2
	4-5	2239,331	607,0243	5027297	1362770
	4-3	892,6591	215,399	2004020	483570,7
	3-ТП1	3584,615	1288,614	8047460	2892939
С2	1-2	43,29764	152,6951	97203,19	342800,5
	2-3	136,4252	481,1618	306274,6	1080208
	3-4	190,2591	688,1858	427131,7	1544977
	3-ТП1	1897,951	6694,041	4260900	15028123
С3	1-2	18,98455	33,13721	42620,32	74393,03
	2-3	40,473	64,87104	90861,87	145635,5
	3-4	65,6917	105,2866	147477,9	236368,5
	4-5	95,27475	152,6951	213891,8	342800,5
	5-6	138,4514	221,8977	310823,4	498160,3
	6-7	123,166	197,4124	276507,7	443190,9
	10-11	18,98455	33,13721	42620,32	74393,03
	9-10	40,473	64,87104	90861,87	145635,5
	8-9	65,6917	105,2866	147477,9	236368,5
	7-8	79,39563	127,2459	178243,2	285667,1
	7-ТП1	1076,016	1784,051	2415657	4005196
ТП 2
С1	1-2	4,492063	5,539125	10084,68	12435,34
	2-3	1720,447	2199,055	3862403	4936878
	3-ТП2	2178,337	2664,614	4890366	5982057
С2	1-2	2164,009	2329,182	4858201	5229014
	2-ТП2	1333,247	1511,53	2993139	3393385
С3	1-2	11,92747	33,13721	26777,17	74393,03
	2-3	25,42806	64,87104	57085,99	145635,5
	3-4	41,27227	105,2866	92656,25	236368,5
	4-5	59,85848	152,6951	134382,3	342800,5
	5-6	13,75742	35,09713	30885,42	78793,06
	7-8	54,87028	139,9705	123183,8	314233,8
	6-7	165,0891	421,1656	370625	945516,7
	6-ТП2	188,6063	481,1618	423421,1	1080208

Таблица 8.

ТП1
Линия	Суммарные потери энергии линии ΔWЛ, кВт*ч	Суммарные потери энергии на всех линиях ТП ΔWЛ, кВт*ч	Потери в трансформаторе ΔWтр, кВт*ч	Суммарные потери энергии сети ΔWс, кВт*ч
С1	5951,274	30435,191	8674,641	39109,832
С2	17996,109
С3	6487,808
ТП 2
С1	10931,371	22771,719	9978,879	32750,598
С2	8622,399
С3	3217,949

1.8 Проверка сети на пуск электродвигателя

   В данной работе необходимо провести проверку сети по условиям пуска электродвигателя, в населенном пункте на объекте 27 установлен электродвигатель мощностью 14 кВт,  =27А =7.

          Проверка пуска электродвигателя осуществляется следующим образом