Р_осв = 0,01·1600 = 16 кВт.

4 ВЫБОР СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

4.1 Выбор схемы внешнего электроснабжения

Приём электроэнергии проектируемого поселка осуществляется от электрической системы по ВЛ-10 кВ идущей от подстанции ПС 110/35/10 кВ "Бройлерная-2", которая получает питание по линиям ВЛ-110 кВ Бройлерная 2-Южная (С-11) и Бройлерная 2-Южная (С-12).

В данной работе ПС 110/35/10 кВ "Бройлерная-2" включает в себя два силовых понизительных трансформатора, а также распределительные устройства высшего, среднего и низшего напряжений.

Электрическая схема главных соединений влияет на качество при работе подстанции, а именно определяет надежность, экономичность, удобство при обслуживании и др.

Распределительное устройство на напряжении 10 кВ выполнено закрытым (ЗРУ-10 кВ). Поселковые жилые и промышленные потребители получают питание по ВЛ-10 кВ, подключенного к фидеру ячейки №3 распределительного устройства ЗРУ-10 кВ.

Принципиальная схема ПС 110/35/10 кВ "Бройлерная-2" представлена в графической части проекта.

4.2 Выбор схемы внутреннего электроснабжения

Для электроснабжения принимаем ВЛ 10 кВ, которую питает подстанция ПС 110/35/10 кВ. Линии ВЛ 0,4 кВ переменного тока проектируется как воздушная линия электропередачи с самонесущими изолированными проводами.

В целях экономии и удобства проектирования для электроснабжения населённого пункта устанавливаем три комплектных трансформаторных подстанции ТП 10/0,4 кВ – одну для производственного сектора, вторую - для жилого и производственного сектора и третью для жилого сектора.

Схемы электрических сетей должны быть просты, экономичны и строиться, исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения электрических приемников зданий.

Для питания выбираем схему магистрального типа.

При магистральной схеме от подстанции верхнего уровня питаются по одной линии электропередачи (магистрали) несколько подстанций нижнего уровня (или устройств распределения электроэнергии) [9].

Преимуществами магистральных схем являются лучшая загрузка магистральных линий по току, меньшее число коммутационной аппаратуры, уменьшение расхода цветных металлов и затрат на выполнение электрической схемы. 

К недостаткам можно отнести усложнение схем первичной коммутации подстанций нижнего уровня, более сложные схемы релейной защиты, низкую надежность электроснабжения. Магистральные схемы распределения электроэнергии следует применять при распределенных нагрузках и при таком взаимном расположении подстанций (ПГВ, РП, ТП) на территории проектируемого объекта, когда магистрали могут быть проложены без значительных обратных направлений.

Магистральная схема - линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине. Такие линии называют магистральными. При магистральном подключении ТП (на проходной ТП) целесообразно на некоторых из них на питающих или отходящих линиях использовать силовые выключатели с защитами, с целью локализации поврежденного участка сети и ограничения числа отключенных при этом ТП.

Магистральные линии могут быть с односторонним или с двухсторонним питанием. В данной работе принимается магистральная схема с односторонним питанием.

5 ВЫБОР МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 10/0,4 кВ

5.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Мощность нагрузки ТП определяем по мощности с учётом коэффициента одновременности для наибольшей мощности и с учетом мощности наружного освещения.

При выборе числа трансформаторов принимаем во внимание, что потребители относятся ко второй и третьей категории по надёжности электроснабжения, тогда предусматриваем к установке трансформаторные подстанции с одним силовым трансформатором на каждой [9].

Номинальную мощность трансформаторов определяем с учетом перегрузочной способности:

	(5.1)
где - расчетная мощность ТП, кВА; N - число трансформаторов, шт.; Kз - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном рабочем режиме (принимаем Kз = 0,9 - для подстанций с одним трансформатором).

По рассчитанному значению выбираем трансформатор ТМ 250/10/0,4 [5].

Вычислим фактический коэффициент загрузки для нормального режима работы:

(5.2)

Определим коэффициент загрузки для после аварийного режима работы:

Проходит по условию аварийной перегрузки.

Таблица 5.1 – Выбор мощности трансформаторов

Подстанция	Номер линии	РΣд, кВт	РΣв, кВт	SΣд, кВА	SΣв, кВА	Sосв, кВА	SΣ мах, кВА	Sтр ном, кВА
ТП 1	1	25	60	24,45	58,6	10,5	201,6	250
	2	25	60	24,45	58,6
	3	60	80	55,4	73,9
ТП 2	1	60	126	63,7	69,2	18	362,4	400
	2	65	130,5	68,7	141,8
	3	150	9	163,4	9,7
ТП 3	1	153	20	166,3	21,7	16	182,3	250

Паспортные данные трансформаторов 10/0,4 кВ приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Паспортные данные трансформаторов 10/0,4 кВ

Подстанция	Тип трансформатора	Sном, кВА	Потери, кВт		Uк, %	I0, %
			х. х., ΔΡх.х.	к.з., ΔΡк.з.
ТП 1,3	ТМ-250-10/0,4	250	0,56	3,7	4,5	1,7
ТП 2	ТМ-400-10/0,4	400	0,8	5,5	4,5	1,6

5.2 Определение потерь энергии в трансформаторах 10/0,4 кВ

Годовая потеря энергии в трансформаторе с номинальной мощностью S_тр.ном определяется по формуле:

, (5.3)

где ΔΡ_х.х., ΔΡ_к.з. – потери мощности холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе, кВт; S_Σмах – расчётная нагрузка трансформатора, кВА; τ – годовое число потерь, ч; n – количество трансформаторов.

Определим потерю энергии в трансформаторах 10/0,4 кВ, для этого данные и результаты расчётов сведём в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – Расчёт потерь энергии в трансформаторах 10/0,4 кВ

Номер ТП	Sтр.ном, кВА	SΣмах, кВА	ΔРх.х., кВт	ΔРк.з., кВт	τ, ч	ΔWт, кВт·ч
1	1×250	201,6	0,56	3,7	1500	9381,1
2	1×400	362,4	0,8	5,5	1500	14482,5
3	1×250	182,3	0,56	3,7	1400	9082,7

Таким образом, суммарные потери электроэнергии трансформаторах 10/0,4 кВ равны:

ΔW = ΣΔW_т, (5.4)

ΔW = 9381,1 + 14482,5 + 9082,7 = 32946,3 кВт·ч.

Полученное значение составляет 2,3 % от общего электропотребления.

6 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ СЕТИ 10 кВ

Произведем выбор сечений проводов и расчет потерь напряжения в ВЛ 10 кВ. Расчетная схема высоковольтной линии 10 кВ с указанием типов применяемых линий и длин участков (км) приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема высоковольтной линии 10 кВ

Расчёт начнём с подсчета нагрузок и коэффициентов мощности. Суммарные нагрузки определяем с помощью коэффициентов одновременности, или если нагрузки отличаются более чем в 4 раза то их складываем с помощью таблицы суммирования нагрузок [9].

Расчёт ВЛ 10 кВ выполняем для режима вечерних нагрузок, так как эти нагрузки для большинства трансформаторных подстанций больше дневных.

Рассчитаем нагрузки на участках:

Sрасч 0-1 = (Sтп-1+ Sтп-2+ Sтп-3) ·k0,

(6.1)

S_{расч 0-1} = (201,6 + 362,4 + 182,3) ·0,85 = 634,3 кВА.

Sрасч1-2 = (Sтп-2+Sтп-3) ·k0

(6.2)

S_расч1-2 = (362,4 + 182,3) ·0,85 = 490,2 кВА.

Sрасч2-3 = Sтп-3

(6.3)

S_расч2-3 = S_тп-3 = 182,3 кВА.

Определим эквивалентную полную мощность и эквивалентный ток: S_экв = 634,3 кВА, I_экв = 63,43 А, F_эк = 48,7 мм², при экономической плотности тока j_эк = 0,85 А/мм2.

Принимаем на магистрали провод СИП-1 сечением 70 мм², на отпайках СИП-1 сечением 50 мм².

Определим потерю напряжения на участках по формуле:

(6.4)

На участке 2-3:

.

На участке 1-2:

.

На участке 0-1:

.

Таким образом потеря напряжения от шин ПС 110/35/10 до удалённого потребителя по ВЛ 10 кВ составляет ΣU = 2,77 %.

Определим потерю мощности и энергии на воздушных линиях 10 кВ и результаты расчётов сведём в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 – Расчёт потерь мощности и энергии в ВЛ 10 кВ

Участок	Sрасч, кВА	Iэкв, А	l, км	R0, Ом/км	ΔР, кВт	τ, ч/год		ΔWл, кВт·ч
0-1	634,3	63,43	0,464	0,5	3,2	1859		4473,6
1-2	490,2	40,5	0,416	0,5	2,4	1180		2545,1
2-3	182,3	22,08	0,181	0,5	0,5	1120		254,7
1-4	182,3	22,01	0,154	0,86	0,4	1300		311,4
2-5	362,4	32,2	0,154	0,86	0,2	1200		185,5
Итого							7770,3

Таким образом, суммарные потери электроэнергии в линиях 10 кВ и трансформаторах 10/0,4 кВ будут определяться по формуле:

ΔW = ΔWл + ΣΔWт ,

(6.5)

Тогда получим