Выбранные провода должны удовлетворять условию нагрева:

, (5.2)

где I_{р макс} – максимальный ток нагрузки для выбранного сечения, А;

I_доп – допустимый длительный ток для выбранного сечения, А; берется из таблицы приложения 4 [2].

Расчет проводов линии W2 по допустимой потере напряжения при постоянном сечении проводов в линии выполняется в следующей последовательности: Определяется расчетная активная нагрузка на участках линии W2.

S_0-4=P_0-4/ cos_0-4= 39, 7/ 0, 85= 46, 7 (кВА)

S_4-5=P_4-5/ cos_4-5= 30, 5/ 0, 82= 37, 2 (кВА)

S_5-6=P_5-6/ cos_5-6= 17, 4/ 0, 92= 18, 9 (кВА)

S_6-7=P_6-7/ cos₇= 4/ 0, 92= 4, 35 (кВА)

P_6-7= P₇= 4 (кВт)

Р_5-6= Р₆+ Р_{доб 6-7}

Р_5-6= 15+ 2, 4= 17, 4 (кВт)

Р_4-5= Р₅+ Р_{доб 5-6}

Р_4-5= 20+ 10, 5= 30, 5 (кВт)

Р_0-4= Р_4-5+ Р_{доб 4}

Р_0-4= 30, 5+ 9, 2= 39, 7 (кВт)

Cos_5-6= (S₆ cos₂+ S_6-7 cos₇)/ (S₆+ S_6-7) =

= (15+ 4)/ (16, 3 +4, 35)= 0, 92

Cos_4-5= (S₅ cos₅+ S_5-6 cos₆)/ (S₅+ S_5-6) =

= (20+ 17, 4)/ (26, 7+ 18, 9)= 0, 82

Cos_0-4= (S₄ cos₄+ S_4-5 cos₅)/ (S₄+ S_4-5) =

= (15+ 30, 5)/ (16, 3+37, 2)= 0, 85

Определяется расчетная индуктивная нагрузка на участках линии по формуле, аналогичной (3.1). Задаемся удельным индуктивным сопротивлением проводов линии Х₀= 0, 4 Ом/км. Рассчитываем составляющую потери напряжения в реактивных сопротивлениях линии по формуле:

, (5.3)

Зная допустимую потерю напряжения U_ДОП (п.4.10) находим составляющую потери напряжения в активных сопротивлениях линии:

. (5.4)

%

Определяем постоянное сечение проводов линии W2:

, (5.5)

где  = 32 м/Ом_*мм² – удельная проводимость алюминия.

Полученное по (5.5) расчетное значение сечения проводов округляем до стандартного. Выбранный провод проверяется по механической прочности и по нагреву.

Fст = 50 мм² (по условию механической прочности)

Проверяем действительную потерю напряжения в линии W2 при выбранном стандартном сечении проводов.

Расчет проводов линии W3 на минимум проводникового материала проводится в следующей последовательности:

Определяется расчетная полная мощность на каждом участке.

S_0-8=P_0-8/ cos₈= 30/ 0, 7= 42, 9 (кВА)

Для линия W3 определяем момент по формуле:

, (5.6)

и сумму моментов:

(5.7)

Распределяем допустимую потерю напряжения ΔU_ДОП (п.4.10) по участкам линии пропорционально моментам этих участков:

(5.8)

Таблица 5.1

6. Конструктивное выполнение линий напряжением 0,38 кВ, 10 кВ и подстанции 10/0,38 кВ

Для линий 0,38 и 10 кВ выбираем:

Опоры – железобетонные опоры 0.38 кВ и 10 кВ;

Изоляторы – ШФ-10, НС-18.

Линейную арматуру

ТП1 и ТП2 однотрансформаторные комплектные трансформаторные подстанции со схемой соединения обмоток трансформаторов звезда- звезда с нулем КТП-10/0.38-160 и КТП-10/0.38-160. РУ 0,38 кВ – с автоматическими воздушными выключателями.

Основные технические характеристики трансформатора ТМ-160:

Номинальная мощность 160 кВА,

ВН=10кВ, НН=0.4кВ,

Группа соединения обмоток – 0,

РххА=510 Вт, РххБ=565 Вт, Ркз=2650 Вт,

Uк%=4.5, Iхх%=2.4, переключатель напряжений – ПБВ.

7. Расчет токов короткого замыкания

Рисунок 7.1- Схема расчета токов КЗ

Количество точек КЗ на стороне высокого и низкого напряжений одинаково, однако число сопротивлений на стороне 10 кВ больше, чем на стороне 0,38 кВ, поэтому принимаем U_б=10,5 кВ.

Рисунок 7.2-Схема замещения

Определяем сопротивления схемы замещения, приведенные к базисному напряжению.

Сопротивление системы:

, (7.1)

Xс=(10.5)²/210=0,53 Ом.

Сопротивления участков линии 10 кВ:

(7.2)

Таблица 7.1

Сопротивление трансформатора:

, (7.3)

rт= (2.65/160)*(10500²/160000) =11,4 Ом,

, (7.4)

Zт= (4.5/100)*(10500²/160000) =31 Ом,

, (7.5)

Ом.

Сопротивления участков ВЛ 0,38 кВ:

(7.6)

rw1 = 84,5 Ом, rw3 = 198 Ом,

Xw1 = 55,8 Ом, Xw3 = 130,6 Ом.

rw2 = 124 Ом,

Xw2 = 81,8 Ом,

До точки К₁: Z1= Xc ; (7.7)

Z1=0,53Ом

До точки К₂: Z2=√ (r04)²+(Xc+X04)²; (7.8)

Z2=√ (0,42)²+(0,53+0,39)²=1 Ом,

До точки К₃: Z3=√ (r04+r42+r23+r31+ r16)²+(Xc+X04+X42+X23+X31+ X16)²; (7.9)

Z3=√ (0,42+0,84+1,26+0,84+1,68)²+(0,53+0,39+0,78+1,18+0,78+1,57)²=

7,3 Ом,

До точки К₄: Z4=√ (r04+r42+r25)²+(Xc+X04+X42+X25)²; (7.10)

Z4=√ (0,42+0,84+1,68)²+(0,53+0,39+0,78+1,57)²=4,4 Ом,

До точки К₉: Z9=√ (r04+r42)²+( Xc+X04+X42)²;

Z9=√ (0,42+0,84)²+(0,53+0,39+0,78)²=2,1 Ом,

До точки К₅: Z5=√ (r04+r42+rт)²+( Xc+X04+X42+Xт)²; (7.11)

Z5=√ (0,42+0,84+11,4)²+(0,53+0,39+0,78 +19,6)²=24,8 Ом,

До точек К₆, К₇ и К₈ результирующие сопротивления определяются аналогично.

До точки К6: Z6=√ (r04+r42 +rw1+rT)²+( Xc+X04+X42 +XT+Xw1)²;

Z6=√(0,42+0,84+11,4+84,54)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6+55,77)²=124,1Ом;

До точки К7: Z7=√ (r04+r42+ rw2+rT)²+( Xc+X04+X42 +XT+Xw2)²;

Z7=√(0,42+0,84+11,4+124)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6 +81,83)²=171,2 Ом;

До точки К8: Z8=√ (r04+r42+ rw3+rT)²+( Xc+X04+X42+ XT+Xw3)²;

Z8=√ (0,42+0,84+11,4+198)²+( 0,53+0,39+0,78+19,6+130,6)²=259,7 Ом.

Рассчитываем токи трехфазного КЗ. Для точек 1, 2, 3, 4 выполняется условие U_ср.ном = U_б, поэтому ток КЗ определяется по формуле:

, (7.12)

Iк1=10.5/1.74*0,53=11,5кА;

Для точки 5 U_ср.номU_б, поэтому ток 3-х фазного КЗ равен

. (7.13)

Iк5= (10.5/1.74*24,8)*(10.5/0.4) =6,4 кА

Для точек 6, 7, 8 и 9 ток 3-х фазного КЗ определяется аналогично:

Определяем токи двухфазного КЗ для точек 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8:

(7.14)

Iк1=0.87*11,5=9,9 кА;

Ударный ток для каждой из точек КЗ определяется по формуле:

, (7.15)

где k_У – ударный коэффициент, для i – той точки КЗ рекомендуется определять по формуле:

, (7.16)

Т_а – постоянная времени апериодической составляющей тока КЗ, с;

r_i и x_i – результирующие активное и индуктивное сопротивления до точки КЗ.

(7.17)

Мощность трехфазного КЗ для каждой из точек КЗ определяется по формуле:

, (7.18)

Sк1=1.74*10.5*11,5=210 MВА;