Выбор сечения воздушной и кабельной линии и расчет режимов электрической сети с проектируемой подстанцией

3.  Выбор сечения воздушной и кабельной линии и расчет режимов электрической сети с проектируемой подстанцией

3.1 Выбор сечения воздушной и кабельной линии

Выбор сечений проводников ВЛ осуществляем по экономической плотности тока, с последующей проверкой по условиям нагрева. Проверку на механическую прочность не выполняем, а выбираем сечения для заданного класса напряжений. Так как напряжение подключения линии 35кВ, то проверка по короне не выполняем.

Ток участка в нормальном режиме рассчитывается по формуле:

                                   (3.1)

Определим экономическую плотность тока: j_эк=1,0 при Тнб=6543 ч.

Тогда экономическое сечение проводников ВЛ:

F=I_норм/j_эк                                                                   (3.2)

F=194,459/1,0=194,459  мм²

Принимаем F=190  мм². Так как сечение 190 мм² не рекомендуется к применению на напряжение 35кВ, то увеличиваем количество линий до шести.

F= 129,639/1,0=194,459  мм²

Принимаем F=120  мм². Длительно допустимый ток для провода  АС-120/19 равен 390А.

Послеаварийный ток линии равен:

                                (3.3)

I_п/ав=155,567 А<I_доп=390 А, следовательно провод проходит по условиям нагрева.  Окончательно принимаем к установке провод  АС-120/19.

    Выбирем кабель для питания ТП1. Кабель выбираем по экономической плотности тока, а затем выполняют проверку по нагреву длительно допустимым током и на термическую стойкость к токам КЗ.

Для питаня ТП1 необходимо 2 кабеля, тогда по формуле (3.1):

По формуле (3.2) определим экономическое сечение (j_эк=1,2А/мм² )

F=53,439/1,2=44,533мм²

Принимаем F=50 мм². Выбираем кабель АСБ-50 с I_доп=155 А

Послеаварийный ток линии равен:

Допустимый ток кабеля пересчитываем с учетом температуры и способа прокладки:

I_доп^’=k₁·k₂· k₃· I_доп                                                                (3.4)

Где: k₁ –поправочный коэффициент на температуру окружающей среды,

k₁ = 0,94

k₂ –поправочный коэффициент на количество работающих кабелей,                                                      k₂=0,92 (расстояние на свету - 200мм, количество кабелей - 2)

k₂ - поправочный коэффициент на вид почвы,  k₃=1,05

I_доп^’=0,94·0,92 · 1.05·155=140,746  А,

I_доп^’>I_п/ав, следовательно по длительно допустимому току кабель проходит. Значит выбираем кабель АСБ-50 с I_доп=155 А

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к току КЗ.

F_min<F_ст                                                                                    (3.5)

Где F_min– минимально допустимое сечение по условию термической стойкости, мм²:

,                                                 (3.6)

Где: В_к – тепловой импульс при протекании тока КЗ, А²·с,

        С - коэффициент , С=110

В_к=I_k²·t(3.7)

Где: I_k – ток КЗ в начале линии,

t – время сгорания плавкого предохранителя, t=0,005-0,007

Тогда:

В_к=7987²·0,006=3,83·10⁵ А²·с

F_min<F_ст=50 мм², значит наш кабель проходит проверку на термическую стойкость. Значит окончательно выбираем кабель АСБ-50 с I_доп=155 А

Выбирем кабель для питания ТП2. Для питаня ТП2 необходим 1 кабель, тогда по формуле (3.1):

    По формуле (3.2) определим экономическое сечение (j_эк=1,4А/мм²)

F=105,746/1,4=75,533 мм²

Принимаем F=70 мм². Выбираем кабель АСБ-70 с I_доп=190 А

I_доп^’=0,94·1·1.05·190=187,53А

I_доп^’> , следовательно по длительно допустимому току кабель проходит.

Проверяем выбранный кабель на термичкую стойкость к току КЗ.

F_min<F_ст

В_к=7556²·0,006=3,426·10⁵ А²·с

F_min<F_ст=70 мм², значит наш кабель проходит проверку на термическую стойкость. Окончательно выбираем кабель АСБ-70 с I_доп=190 А.

3.2  Расчет режимов электрической сети

  3.2.1 Составление схемы замещения и определение ее параметров

Для данной электрической сети схема замещения будет иметь следующий вид:

Рис 3.1- электрическая схема замещения электрической сети.

Определим параметры схемы замещения. Для этого выпишем паспортные данные ее элементов:

1)  воздушная линия 35кВ (провод АС120/19):

погонное активное сопротивление: r₁=0,249 Ом/км погонное реактивное сопротивление: х₁=0,414 Ом/км

2)  кабельные линии :  от РП до ТП1(кабель АСБ50):

погонное активное сопротивление: r₂=0,62 Ом/км погонное реактивное сопротивление: х₂=0,083 Ом/км от РП до ТП2(кабель АСБ70):

погонное активное сопротивление: r₃=0,443 Ом/км погонное реактивное сопротивление: х₃=0,08 Ом/км

3)трансформаторы: на РП (ТРДНС-40000/35/6):

активное сопротивление: R_т1’=0,14  Ом/км реактивное сопротивление: X_т1’= 3,9 Ом/км активные потери потери холостого хода: ΔP_x1’ = 0,036 МВт

реактивные потери потери холостого хода: ΔQ_x1’ = 0,16 МВАр