Расчет электрических нагрузок. Выбор числа и типов трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания

2 Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяют  для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условиям допустимого нагрева, расчёта потерь и колебаний напряжения и выбора защиты. Расчётная величина электрических нагрузок определяет технические решения, диктуя затраты на изготовление электротехнического оборудования, создание и развитие энергосистем, построение систем электроснабжения на всех уровнях.

Расчет электрических нагрузок ведется методом коэффициента спроса, этот метод применяется для расчета нагрузок главных понизительных подстанций предприятия. Так же этот метод применяется при неравномерном распределении нагрузок. Величины К_с принимается  одинаковой  для  электроприемников одной группы, (работающих  в  одном   режиме), независимо  от  числа  и  мощности  отдельных электроприемников. Коэффициент спроса характеризует степень использования  номинальной  мощности электроприёмников. Физический смысл К_с - доля суммы  номинальных  мощностей, отражающая  максимальный  режим одновременной работы и загрузки установленных электроприёмников.

2.1.1  Расчёт электрических нагрузок напряжением 3 кВ

Для простоты считают, что расчётная нагрузка совпадает с максимальной нагрузкой  и фактически равна максимальной:

,                                                                                                                       (1)

где  – расчетная активная нагрузка, кВт;

 – фактическая активная нагрузка, кВт;

 – максимальная активная нагрузка, кВт;

Расчетную активную нагрузку , кВт определяем по формуле:

                                                                                                               (2)

где  – установленная активная нагрузка, кВт.

Расчетную реактивную нагрузку , квар определяем по формуле:

                                                                                                           (3)

где – коэффициент реактивной мощности.

Полную расчетную нагрузку , кВ·А определяем по формуле:

                                                                                                         (4)

Расчёт нагрузок в сетях выше 1000 В (4УР, 5УР, 6УР) рекомендуется выполнять суммированием расчётных нагрузок на шинах 3/10 кВ отдельных потребителей и распределительных устройств, питающихся от данной подстанции с учётом коэффициента совмещения максимума.

Коэффициент совмещения максимумов К_å нагрузки электроприёмников определяется по формуле:

                                                                                                              (5)           где Рм_å - общая расчётная нагрузка количества электроприёмников n с  учётом  разновременности прохождения максимума нагрузки различными группами, кВт.

Коэффициент совмещения максимумов нагрузки  электроприёмников К_å  характеризует смещение максимумов нагрузки отдельных групп приёмников во времени, что вызывает снижение суммарного максимума нагрузки узла по сравнению с суммой максимумов отдельных групп.

Приближённо можно принять: для шин электростанций и подстанций предприятий, шин главных понизительных подстанций и распределительных устройств К_å=0,9.

Когда можно ожидать несовпадения по времени наиболее загруженных смен отдельных цехов или неодновременной работы крупных агрегатов, допускается применение коэффициента участия в максимуме К_å, значение которого принимается равным 0,85-1.

В таблице 2 приведены основные электроприёмники I, II, III секции шин  напряжением 3кВ.

Таблица 2 - Нагрузка на секциях шин 3 кВ

В таблице 3 приведены результаты расчетов электрических нагрузок  секций шин напряжением 3кВ.

Таблица 3 - Результаты расчетов электрических нагрузок на секциях шин 3кВ

Наименование электроприёмника	, кВт	Кс			Расчётная нагрузка
					, кВт	, квар	, кВ·А
Д-9	900	0,71	0,82	0,7	639	447,3	780
Д-20	400	0,71	0,82	0,7	284	198,8	346,8
Д-17	400	0,71	0,82	0,7	284	198,8	346,8
Д-18	400	0,71	0,82	0,7	284	198,8	346,8
Д-19	400	0,71	0,82	0,7	284	198,8	346,8
Д-10	900	0,71	0,82	0,7	639	447,3	780
Д-16	400	0,71	0,82	0,7	284	198,8	346,8
Д-7	900	0,71	0,82	0,7	639	447,3	780
Д-8	900	0,71	0,82	0,7	639	447,3	780

Итоговая суммарная нагрузка на секциях шин 3кВ приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Суммарная нагрузка на секциях шин 3кВ

С учётом коэффициента совмещения максимумов  расчётная нагрузка РП-3 по 3 кВ приведена в таблице 5.

Таблица 5 - Суммарная нагрузка на секциях шин 3кВ с учётом

Определим расчетный ток , А секций сборных шин 3кВ по суммарным расчетным нагрузкам с учетом  по формуле:

 ,                                                                                                          (6)

где кВ – номинальное напряжение сети.

Расчетный ток I и II секции 3кВ:

А.

Расчетный ток III секции 3кВ:

А.

По полученным величинам расчётных нагрузок и расчётных токов выбирается электрическое оборудование 3 кВ (выключатели, разъединители и др.), токоведущие элементы (силовые кабели, шины).

2.1.2 Расчет электрических нагрузок напряжением 10 кВ

В таблице 6 приведены основные электроприёмники I, II, III и IV секций шин напряжением 10кВ.

Таблица 6 - Нагрузка на секциях шин 10 кВ

Секция шин	Ячейка №	Наименование электроприёмника	, кВт	, кВ·А
I секция	5	Трансформатор №1 10/3кВ	-	1473,6
	3	Д-1 СДН15-64-8	1600	-
	11	Д-11 СДН314-74-6	1600	-
	13	Д-3 СДН 15-49-8	1600	-
II секция	12	Д-2 СДН15-64-8	1600	-
	8	Д-5 СДН15-64-8	1600	-
	6	Трансформатор №8 10/3кВ	-	1473,6
	4	Д-13 СДН314-74-6	1600	-
III секция	21	Д-4 СДН15-49-8	1600	-
	23	Д-14 СДН15-49-6	1600	-
	25	Д-12 СДН15-49-6	1600	-
IV секция	22	Д-15 СДН15-49-6	1600	-
	20	Д-6 СДН15-64-8	1600	-

В таблице 7 приведены результаты расчетов электрических нагрузок  секций шин напрежением 10кВ.

Итоговая суммарная нагрузка по секциям шин напряжением 10кВ приведена в таблице  8.

Таблица 7- Результаты расчетов электрических нагрузок на секциях шин 10кВ

Наименование электроприёмника	, кВт	Кс			Расчётная нагрузка
					, кВт	, квар	, кВ·А
Трансформатор №1	-	-	-	-	1207	844,9	1473,6
Д-1	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-11	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-3	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-2	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-5	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Трансформатор №8	-	-	-	-	1207	844,9	1473,6
Д-13	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-4	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-14	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-12	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-15	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8
Д-6	1600	0,71	0,82	0,7	1136	795,2	1386,8

Таблица 8 - Суммарная нагрузка на секциях шин 10кВ

С учётом коэффициента совмещения максимумов  расчётная нагрузка