Выбор вариантов схем внутризаводской распределительной сети 10кВ

6.Выбор вариантов схем внутризаводской распределительной сети 10кВ

При выборе схемы распределения электрической энергии по территории комбината на напряжение 10кВ будем учитывать следующие условия:

-  двухтрансформаторные ТП получают питание от двух разных кабельных линий, идущих от разных секций шин РТП;

-  кабельные линии укладываются в траншеи;

-  траншеи, по возможности, должны проходить вдоль стен цехов;

-  если траншей несколько, их проводят рядом друг с другом;

-  кабельные линии. Питающие двухтрансформаторную ТП цеха, в котором преобладает нагрузка I и II категории надёжности электроснабжения, должны проходить в разных траншеях.

Рассмотрим два варианта схемы электроснабжения комбината.

6.1.Первый вариант электроснабжения

В качестве первого варианта примем распределительную сеть, выполненную двумя двойными сквозными магистралями. Бесперебойность питания нагрузки I и II категорий надёжности обеспечиваем за счёт резервирования электроснабжения на напряжении 0,4кВ.

Согласно [2] рекомендуется запитывать от одной магистрали не более двух-трёх трансформаторов мощностью 1000кВА. В нашем случае имеем девять двухтрансформаторных цеховых ТП, на которых установлены трансформаторы мощностью 400кВА, 630кВА и 1000кВА. К каждой магистрали присоединены по два трансформатора.

Расчётные нагрузки магистральных линий определяем по формуле:

Где к=0,9 – коэффициент одновременности максимумов нагрузки для двухтрансформаторной подстанции [22];

 - суммарная мощность линии, кВА.

Электроснабжение ТП комбината осуществляется линиями РТП-ТП3(W1(W1’)), ТП3-ТП6(W2(W2’)), ТП6-ТП4(W3(W3’)), ТП4-ТП2(W4(W4’)), РТП-ТП9(W5(W5’)), ТП9-ТП10(W6(W6’)), ТП10-ТП7(W7(W7’)), ТП7-ТП5(W8(W8’)) и ТП5-ТП1(W9(W9’)).

Выберем сечение и марку кабельных линий распределительной сети 10кВ.

Выбор кабелей для рассматриваемого варианта схемы распределительной сети производится по условиям, изложенным в [3]:

– по номинальному напряжению сети:

где U_ном – номинальное напряжение кабеля, кВ;

– по длительно допустимому току кабеля при соответствующих           условиях прокладки кабеля:

I_дл.доп ≥  I_расч., где I_дл.доп. – длительно допустимый ток кабеля, А;

I_расч. – расчетный ток при постоянном времени нагрева

Т_о = 0,5 часа ;

– по допустимой перегрузке кабеля в послеаварийном режиме:

К_{доп.пер.} I _дл.доп ≥ I_п.а., где К_{доп.пер} – коэффициент допустимой перегрузки ; 

I_п.а. – ток в послеаварийном режиме;

– по экономической плотности тока:

где q – сечение проводника, мм²;

j_эк – экономическая плотность тока, А/мм² (j_эк = 1,4 А/мм² для кабелей  с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией);

q_эк – экономическое сечение проводника, мм²;

– по термической стойкости кабеля к действию токов КЗ:

где В_к – интеграл Джоуля, кА²•с ;

– по допустимым потерям напряжения в кабельных линиях:

где  .

Учитывая проектируемые длины кабельных линий и нагрузки цехов, данной проверкой можно пренебречь, так как значения потерь в линиях незначительны. Из-за того, что в составе потребителей преобладают нагрузки  I и II категорий надежности, то для обеспечения бесперебойного питания потребителей связь ТП с питающей подстанцией осуществляется двумя кабельными линиями.

Выберем сечения кабельных линий для схемы внутреннего электроснабжения завода по первому варианту с учетом компенсации реактивной мощности в цехах № 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9.

Проведем расчет на примере кабельной линии W1(W1’):

Аналогичные расчеты проводим для остальных кабельных линий.

Результаты этих расчетов заносим в табл. № 28.

Таблица № 28

Участки кабельных линий	Iр,кл, А	Iр,n.a, А	qэк, мм²	qкат, мм²	Iдоп.кат, А	Iдоп, А	Iдоп,n.a, А	qфак, мм²	l, км	Марка кабеля
РТП-ТП3 W1(W1’)	92,8	185,6	45,5	95	205	212,2	275,9	95	0,207	2xАСБл3х95
ТП3-ТП6 W2(W2’)	64,8	129,6	30,8	95	205	212,2	275,9	95	0,314	2xАСБл3х95
ТП6-ТП4 W3(W3’)	46,4	92,8	30,9	95	205	212,2	275,9	95	0,370	2xАСБл3х95
ТП4-ТП2 W4(W4’)	28,2	56,4	20,1	95	205	212,2	275,9	95	0,111	2xАСБл3х95
РТП-ТП9 W5(W5’)	160	320	169,3	150	275	284,6	370	150	0,310	2xАСБл3х150
ТП9-ТП10 W6(W6’)	130	260	66,3	95	205	212,2	275,9	95	0,150	2xАСБл3х95
ТП10-ТП7 W7(W7’)	102	204	57,8	95	205	212,2	275,9	95	0,181	2xАСБл3х95
ТП7-ТП5 W8(W8’)	73	146	43,4	95	205	212,2	275,9	95	0,222	2xАСБл3х95
ТП5-ТП1 W9(W9’)	31,8	63,6	22,7	95	205	212.2	275,9	95	0,140	2xАСБл3х95

Определим экономическое сечение кабельной линии W1 по формуле:

где j_эк = 1,4 А/мм²  ;

Тогда имеем:

 

Из [3]  определяем ближайшее сечение кабельной линии

q_каб,w1 = 50 мм²  с допустимым током I_{доп.кат,w1.}= 140 А.

Фактически допустимая токовая нагрузка кабелей в нормальном режиме определяется:

I_доп = К_пК_зI_{доп,кат},

где К_п – коэффициент, учитывающий количество кабелей в одной траншее, принимаем для расстояния между кабелями в свету – 100мм, тогда  К₁= 0,9 ;