Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

При выборе питающих трансформаторов необходимо учесть, что наиболее тяжелым для них является ПАР, когда вся нагрузка приходится на один трансформатор. Следовательно, выбор питающих трансформаторов производим по ПАР.

S_нг.max=3634 кВА

К_отн.нг=0,55

S_нг= S_нг.max/К_отн.нг=3634/0,55=6607 кВА

Ориентировочная мощность:

S_тр≥S_нг/2·К_з.мах=6607/2·0,8=2643 кВА

Для ЦИП выбираем трансформаторы:

ТМН-6,3: ВН=115 кВ; НН=6,3 кВ; Р_хх=13 кВт; Р_кз=50 кВт; I_хх=1%; U_к=10,5%;

ТМН-6,3: ВН=53 кВ; НН=6,3 кВ; Р_хх=9,4 кВт; Р_кз=46,5 кВт; I_хх=0,9%; U_к=7,5%;

8.Расчет потерь напряжения и мощности в трансформаторах.

Так как трансформаторы имеют значительное внутреннее сопротивление, то имеем потери напряжения в трансформаторе. Потери напряжения наиболее удобно определять в относительных величинах.

ΔU_т*=R_т**P_нг*+Х_т**Q_нг*

R_т* – активное относительное сопротивление тр-ра: R_т*=P_r/S_ном

Х_т*– относительное индуктивное сопротивление тр-ра

P_нг* и Q_нг*– относительные активная и реактивная нагрузки:

P_нг*= P_нг/S_ном.тр Q_нг*= Q_нг/S_ном.тр

Трансформаторы являются потребителями реактивной мощности:

S_нг*=S_нг.мах/S_ном

Потери активной мощности:

ΔP=P₀+P_k*S_нг*²

Рассмотрим пример расчета для ТП2:

Р_к=0,88 кВт; Р₀=0,17 кВт; U_к=4,5%; I_хх=3%;

S=47 кВА

Находим R_т=0,88/40=0,022

Х_т*=0,039

P_нг*=38/40=0,95; Q_нг*=28/40=0,7; ΔU_т*=0,022 · 0,95+0,39 · 0,7=0,0482

ΔU_т=4,8%=18 В

Р=0,17+0,88*0,3481=0,48 кВт*2=0,96 кВт

Аналогично рассчитываем потери напряжения и мощности для остальных трансформаторов и заполняем таблицу 4.

Таблица 4

	Кол-во трансформаторов	Тип трансформатора	U, кВт U, B U, %
2. 38+j28 3. 52+j36 4. 59+j33 5. 124+j103 6. 117+j87 7. 580+j337 8. 535+j475	2	ТМ-40	0.88 0.17 4.5 3.0 0.59 0.96 3.7 9 2.4 1.28 0.24 4.5 2.8 0.51 1.15 5 7.5 1.9 1.28 0.24 4.5 2.8 0.54 1.22 5.18 7.5 19 2.65 0.52 4.5 2.4 0.5 2.36 11.28 7.5 1.9 1.97 0.33 4.5 2.6 0.73 2.76 10 11 2.8 7.6 1.42 5.5 2.0 7.6 1.42 5.5 2.0 0.54 0.57 7.24 7.78 45.4 47.72 7.2 9.5 2 2.5
	2	ТМ-63
	2	ТМ-63
	2	ТМ-160
	2	ТМ-100
	2	ТМ-630
	2	ТМ-630
9. 357+j226 10. 488+j231 11. 602+j377 12. 26+j18	2	ТМ-400	5.5 5.5 7.6 0.6 0.6 0.92 2.92 1.42 0.13 0.13 4.5 4.5 5.5 4.5 4.5 2.3 2.3 2.0 3.2 3.2 0.54 0.69 0.57 1.28 1.12 5.05 7.08 7.78 1.11 0.88 28.9 35.54 74.72 2.64 2.21 7 8 8.5 20 18 1.84 2.1 2.2 5.23 4.64
	2	ТМ-400
	2	ТМ-630
	1	ТМ-25
13. 23+j16	1	ТМ-25

ΔU для двух трансформаторных подстанций следует разделить на 2.

Вывод: ΔР и ΔQ можно усреднить:

ΔР=3,78 кВт

ΔQ=20,4 квар

И в дальнейшем не усложнять себе работу лишними расчетами.

ΔU в двух трансформаторных подстанциях составляет в среднем 2,2%, а у одно-трансформаторных подстанций ΔU=4,9%

2,2%<4,9%

То есть потери в одно-трансформаторных подстанциях почти в 2,2 раза больше чем у двух трансформаторных подстанций. Это происходит по тому, что двух трансформаторные подстанции работают в нагруженном режиме.

9. Определение присоединенной нагрузки с учетом потерь мощности в трансформаторах.

Присоединенная нагрузка определяется с учетом количества электрических приемников питаемых от ТП, плюс потери в трансформаторе.

Пример расчета для ТП2 (РСБН-У): мощность электроприемников:

S_нгмах=47 кВА

Потери: Р=38 кВт Q=28 квар

ΔР=0,96 кВт ΔQ=3,7 квар

Мощность нагрузки:

∑Р=Р+ΔР=38+0,96=38,96кВт

∑Q=Q+ΔQ=28+3,7=31,7квар

Р+jQ=38.96+j31,7, так как на ТП2 2 трансформатора, то вся нагрузка приходится на 2 линии. Составим таблицу 5 с учетом потерь.

Таблица 5

№ ТП	Кол-во тр-ов	Полная нагрузка	Нагрузка на одну линию
2.	2	38,96+j31,7	19,48+j15,85
3.	2	53,15+j41	26,58+j20,5
4.	2	60,22+j38,18	30,11+j19,09
5.	2	126,36+j114,28	63,18+j57,14
6.	2	119,76+j97	59,88+j48,5
7.	2	587,27+j382,4	293,64+j191,2
8.	2	542,78+j522,72	271,39+j261,36
9.	2	362,05+j254,9	181,03+j127,45
10.	2	495,08+j266,54	247,54+j133,27
11.	2	609,78+j424,72	304,89+j212,36
12.	1	27,11+j20,64	27,11+j20,64
13.	1	23,88+j18,21	23,88+j18,21

10. Расчет потока мощности по участкам в рабочем режиме.

3

ТП11

4

ТП12

5

ТП13

Л6 0,72

Л7

4

2

Л2 ТП3

Л8; 0,81

Л12

Л13

Л14

ТП1

1

ТП2

0,66

Л5

610+ j425

8

ТП10

27+j21

24+j18

30+j19

248+j134

0,76

Л1

Л3 0,07

7

ТП10

303+j32

53+j41

6; ТП4

Л4

1,68

0,54

Л9

1

ТП5

2

ТП6 тп

3

ТП7

4

ТП8

5

ТП9

6

ТП4

1,01

Л10

Л11

1,01

0,75

0,54

0,19

0,56

126+j134

120+j97

587+j382

543+j523

326+j255

30+j19

S_л1=(1279+j824)кВА S_л8=248+j134

S_л2=1240+j792 S_л9=1768+j1390

S_л3=278+j153 S_л10=1642+j1276

S_л4=248+j134 S_л11=1522+j1179

S_л5=909+j598 S_л12=935+j797

S_л6=51+j39 S_л13=392+j274

S_л7=24+j18 S_л14=30+j19

1, 2...– номера точек при расчете токов короткого замыкания на ЭВМ.

– коэффициенты схемы (КС).

11.Расчет сечений кабелей высоковольтной сети аэропорта в рабочем режиме.

Сечение проводов высоковольтной линии электропередачи, рекомендуется выбирать по экономической плотности тока, т.е. такой плотности при которой расчетные затраты получаются минимальными.

В ПУЭ для определения экономического сечения проводов линии рекомендуется пользоваться формулой: F_эк=I_max/ J_эк

I_max – максимальная нагрузка при нормальной работе сети.

J_эк – экономическая плотность тока А/мм², берется в зависимости от материала, конструкции кабеля и Т_н (число часов использования максимально активной нагрузки).

Пример расчета сечения кабеля на участке 1 (линия 1).

Суммарная мощность:∑S=1279+j824=1521кВА, Код=0,8

Найдем рабочий ток:

I_1p=117 A

Так как кабель алюминиевый с бумажной изоляцией (пропитанной) принимаем:

J_эк=1,6А/мм² (Тм=3000 часов)

Находим сечение: F_эк= I_max/ J_эк=117/1,6=73мм²

Стандартное ближайшее значение F_ст=70мм² с I_дд=190 А. Как видим, кабель проходит по току.

Составляем таблицу 6 значений остальных сечений сети для рабочего режима:

Таблица 6

№, лин	Мощность на участке	Мощность на участке х Код	l, км	Ro, Ом/км	Хо, Ом/км	Код	Iраб, А	Fрасщ, мм²	Fст, мм²	Iдд, А
1.	1279+j824	1023+j659	1,68	0,44	0,086	0,8	117	73	70	190
2.	1240+j792	1091+j697	0,66	0,44	0,086	0,81	115	78	70	190
3.	278+j153	278+j153	0,57	1,94	0,113	–	31	19	16	80
4.	248+j134	248+j134	0,54	1,94	0,113	–	27	17	16	80
5.	909+j598	818+j538	0,76	0,62	0,09	0,9	94	59	50	155
6.	51+j39	51+j39	0,72	3,1	0,112	–	6	4	10	60
7.	24+j18	24+j18	4	3,1	0,112	–	3	2	10	60
8.	248+j134	248+j134	0,81	1,94	0,113	–	27	17	16	80
9.	1768+j1390	1503+j1182	1,21	0,26	0,081	0,81	175	115	120	260
10.	1642+j1276	1478+j1148	1,01	0,26	0,081	0,92	164	113	120	260
11.	1522+j1179	1370+j1061	0,75	0,33	0,083	0,95	157	104	95	225
12.	935+j797	842+j717	0,54	0,44	0,086	0,9	106	66	70	190
13.	392+j274	392+j274	0,29	1,24	0,099	–	46	29	25	105
14.	30+j19	30+j19	0,56	3,1	0,122	–	3	2	10	60

Проверим данную сеть на потери напряжения. В сети 6 кВ они должны быть ΔU=(6–8)%.

Потери напряжения находим по формуле ΔU=(∑Р_лі*R_лі*li+∑ Q_лі*X_лі*l_i)/U

Расчет ведется по наиболее удаленной точке сети и с учетом Код.

Самой удаленной точкой линии является ТП13 U=342 В

Это составляет 5,7% и удовлетворяет условию ΔU_доп=6%

12. Расчет низковольтной сети.

Этот расчет ведется по допустимой потере напряжения и по минимуму массы проводов. Требования ГОСТ 13109-76 можно удовлетворить, если потери напряжения в отдельных элементах сети не будет превышать некоторых допустимых значений.

Петлевая сеть: (штаб, столовая).

ТП10 Л1 Штаб Л8 Стол. Л3 ТП10

86+j16

0.3

0.1

0.13

73+j9

Л2 в рабочем режиме не участвует. Примем ΔUдоп=4,5%=17,1В. Потеря напряжения на индуктивном сопротивлении линии:

ΔUх1=(Хо∑Q*l)/U=(0,06*9*0,3)/0,38=0,43 В

ΔUх2=(0,06*16*0,1)/0,38=0,25 В

ΔUх3=(0,06*16*0,32)/0,38=0,81 В

Допустимые потери на активном сопротивлении линии:

ΔUа доп1= ΔUдоп-ΔUх=17,1-0,43=16,67 В

ΔUа доп2=17,1-0,25=16,85 В

ΔUа доп3=17,1-0,81=16,29 В

F1=(ρ*∑li*Pi)/(ΔUа доп.* ΔUн)=121 мм²; F2=47 мм²; F3=155 мм²

F1ст=120 мм²; F2ст=50 мм²; F3ст=150 мм²

Iдд=270 А > Ip=111 A

Iдд=165 А

Iдд=305 А > Ip=133 A

Проверим по ΔU

ΔU1=15 В Это составляет 4,1% < ΔUдоп =4.5%

ΔU3=16 В Это составляет 4,2% < ΔUдоп =4.5%

Проверим ПАР:

Л1

Л2

0,3

0,1

73+j9

86+j16

I1пар=244 А < Iдд проходит

I2пар=133 А < Iдд проходит

Проверим потерю напряжения:

ΔU=48,7 В

Это составляет 10,9% > 4,5%+5%=9,5%

Увеличиваем Л1: Fст=150мм² Iдд=305 А

Увеличиваем Л2: Fст=120мм² Iдд=270 А

ΔU=37 В

Это составляет 8,9% < 9,5%

Обрыв Л1

Расчет аналогичен предыдущему

ΔU=35,5 В; Это составляет 9,3% < 9,5% – проходит

ΔU=12,5 В; Это составляет 3,3% < 4,5% – проходит

Низковольтная сеть. (3 мат. склада.)

Л1

Л2

Л3

0,14

0,1

0,1

31+j12

31+j12

31+j12

Iр1=76 А; Iр2=50 А; Iр3=26 А;

ΔUх=0,86 В; ΔUа.доп.=17,1-0,68=16,42 В

F 1=36 мм²; Fст =35мм²; Iдд=135 А

F 2=18 мм²; Fст =16мм²; Iдд=90 А

F 3=9 мм²; Fст =10мм²; Iдд=65 А

ΔU=45 В; 11,8% > 9.5% не подходит.

Подбираем другие сечения

F1, 2, 3=50 мм²; Iдд=165 А;

ΔU=15,9 В; 4,2% < 4,5%;

Рассмотрим ПАР:

I1пар=151 А

I2пар=101 А

I3пар=50 А

ΔU=32 В

Это составляет 8,4% и удовлетворяет условие ΔUдоп=9,5%;

Низковольтная сеть (ГРМ).

0.3

I

30+j23

p=29 A; ΔUх=0,54 В;

ΔUдоп=17,1- 0,54=16,56 В9

F =25 мм²; Fст =25мм²; Iдд=115 А;

ΔU=15,2 В; 4% < 4,5%;

В ПАР: Iпар=57 А;

ΔU=30 В; 8% < 9,5%;

13. Расчет токов короткого замыкания.

Расчет Iк.з на шинах силового трансформатора на низкой стороне.

Используя таблицу, принимаем среднее геометрическое расстояние между проводом 0,4 мм, Х0=0,4 Ом/м для проводов марки АС линии эллектро передач. Относительное реактивное сопротивление:

Xл1*=0,361

Хл2= 2,226;

Относительное индуктивное сопротивление трансформаторов:

Хтр*1=Uк1/100*Sб/ Sном=0,4*40*300/1,1*12100=5

Хтр*2=3,57

Точки короткого замыкания:

Iк1*’’’=Е*/(Хс”+Xл1*+Хтр*1)=0,18

Iкз1*’’’=5,18 кА

Iк2*’’’=0,16

Iкз2*’’’=4,6 кА

14. Проверка термической устойчивости кабеля от действия тока короткого замыкания.

Для расчета берем кабель, у которого сечение имеет наибольшую разницу с предыдущим сечением. Для примера возьмем высоковольтный кабель с F=10мм², Iдд=60 А, Iр=6 А на линии 6, Ік’’’=0.95 кА

Определим первоначальную температуру кабеля:

Qнач=Δt(Iр/ Iдд)²+tокр. ср.

Qнач=Qдд-Qном=60-15=45°С

Qдд=60°С; Qном=15°С

Q=15°С

По графику находим при Q=15°С; Ан=1500(А²*с)/(мм²)

Зная max допустимую температуру нагрева алюминия, находим Акз.

При нагреве кабеля при токе короткого замыкания до температуры Qкз=200°С величина Акз.’=14000 (А²*с)/(мм²)

Тогда ΔА=Акз.’-Ан=12500(А²*с)/(мм²)

Зная это значение можно определить допустимое значение времени короткого замыкания, за которое кабель нагреется до Qдоп

t=ΔА*F²/ Iкз²=1,4 с

По результатам можно сделать вывод, что при установке защиты на этом участке, при коротком трехфазном замыкании защита должна сработать меньше чем за 1,4 с, иначе будет наблюдаться перегрев кабеля, что приведет к разрушению изоляции и пробою кабеля на этом участке.

15.Закон регулирования напряжения.

Закон регулирования напряжения необходим для обеспечения качества электроэнергии (напряжения) в электросети. Для этого необходимо выбрать две точки сети: наиболее «близкую» и наиболее удаленную в электрическом отношении от источника питания. Если потери в линии до данного объекта превышают 2,5%, то их можно регулировать отпайками трансформатора. Нам задан диапазон регулирования на шинах питающей подстанции, в зависимости от колебания нагрузки.

Потери в линиях рассчитываем по формуле ΔUl=(Pлi*Roi+Qлi*Xoi)*li/Uн

ΔU1=137 В; 2,3%. ΔU2=52 В; 0,9%.

ΔU3=18 В; 0,3%. ΔU4=45 В; 0,7%.

ΔU5=78,2 В; 1,3%. ΔU6=19,54 В; 0,3%.

ΔU7=51,1 В; 0,9%. ΔU8=67 В; 1,1%.

Анализируя схему аэропорта, и просчитав потери в элементах сети принимаем, что в роли ближних точек будут: Б1 – РСБН-У (ТП2)

Б2 – автобаза (ТП10),

а в роли дальних: Д1 – ГРМ

Д2 – столовая

Л1

Л4

Л5 Л3

Б1

Д1(ГРМ)

Д2(Столовая)

Б2

То

Т1

Т3

Схема для расчета закона регулирования

Все потери в линиях обозначены на рисунке 9. Сечение линий приведены в таблице 6. Отклонения напряжения на линиях питающей подстанции при Imax+7%, при Imin+2%. Потери в высоковольтной линии:

до ТП2: ΔUвв max=2,3%;

до ТП3: ΔUвв max=3,2%;

до ТП10: ΔUвв max=5,6%.

Потери низковольтной линии:

Д1: ΔUнв max=4%;

Д2: ΔUнв max=4,2%.

Так как соотношения токов при максимуме и минимуме нагрузки по заданию при Imax/ Imin=3, то чтобы найти потери при минимуме нагрузки, максимальные потери соответственно нужно уменьшить:

до ТП2: ΔUвв min=0,77%;

Характеристики

Список файлов реферата