Определяем сечение проводов линии 10 кВ. Сечение выбирается по экономической плотности тока и проверяется по допустимой потере напряжения в нормальном и аварийном режимах, а также по условию допустимого нагрева в аварийном режиме.
За аварийный режим кольцевой сети принимается отключение головного участка, по которому протекает наибольшая мощность.
Определим мощности нагрузок ГПП1 и ГПП2.
L1=A=2,8 км
L2=А+В+С=2,8+3,4+2,2=8,4 км
L3= А+В+С+D=2,8+3,4+2,2+2,8=11,2 км
L4= А+В=2,8+3,4=6,2 км
LАВ= А+В+С+D+Е=2,8+3,4+2,2+2,8+1,7=13 км
S ГПП 1=1/LАВ[S1*(LАВ-L1)+S2*(LАВ-L2)+S3*(LАВ-L3)+S4*(LАВ-L4)]
S ГПП 1=1/13[375*(13-2,8)+1529*(13-8,4)+736,8*(13-11,2)+487,8*(13-6,2)]
S ГПП 1=1192,4 кВА
S ГПП 2=1/LАВ[S1*(LАВ-Е-D-С-В)+S2*(LАВ-Е-D)+S3*(LАВ-Е)+
+S4*(LАВ- Е-D-С)]
S ГПП 2=1/13[375*(13-10,1)+1529*(13-4,5)+736,8*(13-1,7)+487,8*(13-6,7)]
S ГПП 2=1960,2 кВА
Р ГПП 1=1/LАВ[Р1*(LАВ-L1)+Р2*(LАВ-L2)+Р3*(LАВ-L3)+Р4*(LАВ-L4)]
Р ГПП 1=1/13[300*(13-2,8)+1300*(13-8,4)+700*(13-11,2)+400*(13-6,2)]
Р ГПП 1 =1001,5 кВт
Р ГПП 2=1/LАВ[Р1*(LАВ-Е-D-С-В)+Р2*(LАВ-Е-D)+Р3*(LАВ-Е)+
+Р4*(LАВ- Е-D-С)]
Р ГПП 2=1/13[300*(13-10,1)+1300*(13-4,5)+700*(13-1,7)+400*(13-6,7)]
Р ГПП 2=1719,2кВт
Q ГПП 1=1/LАВ[Q1*(LАВ-L1)+Q2*(LАВ-L2)+Q3*(LАВ-L3)+Q4*(LАВ-L4)]
Q ГПП 1=1/13[221,25*(13-2,8)+795,2*(13-8,4)+228,4*(13-11,2)+278*(13-6,2)]
Q ГПП 1 =632кВAр
Q ГПП 2=1/LАВ[Q1*(LАВ-Е-D-С-В)+Q2*(LАВ-Е-D)+Q3*(LАВ-Е)+
+Q4*(LАВ- Е-D-С)]
Q ГПП 2=1/13[300*(13-10,1)+795,2*(13-4,5)+228,4*(13-1,7)+278*(13-6,7)]
Q ГПП 2=920,1 квар
Строим диаграммы мощностей рис.2, рис. 3, рис. 4.
Определим токи, протекающие по участкам
I=S/(√3*Uн) IА=(SГПП 1-SПОТР)/(√3*Uн)
IА=1192,4/(√3*10)=68,9А
IВ=(1192,4-375)/(√3*10)=47,2 А
IС=(817-487,8)/(√3*10)=19 А
ID=(-329,6-1529)/(√3*10)=-69,32 А
IЕ=(-1199,4-736,8)/(√3*10)=-111,9 А
IF=487,8/(√3*10)=28, А
Определим эквивалентный ток
где n – количество участков линии с различными нагрузками;
Ii – ток (линейный) на участке с номером i;
Li – длина участка с номером i;
IЭКВ=√(68,92*2,8+47,22*3,4+192*2,2+69,322*2,8+111,92*1,7+
+28,12*2,8/15,7)
IЭКВ=60,68 А
Определим экономическое сечение проводов
где I - расчетный ток линии, А;
jЭК - экономическая плотность тока, А/мм2, которая принимается в зависимости от климатического района и времени использования максимума активной нагрузки.
Продолжительность использования максимума активной нагрузки 4800 часов, то по табличным данным
jЭК=1 А/мм2
FЭК=60,68/1=60,68мм2
Определим марку провода
Так как FЭК=69,4 мм2 выбираем провод АС-70
Его данные rо=0,46 Ом/км
xl=0,388 Ом/км
Проверка провода по предельно – допустимому нагреву в аварийном режиме.
При аварийном режиме происходит обрыв участка с максимальной мощностью. В данном случае это участок Е.
При аварийном режиме отключаются потребители III категории. Исходя из условия полностью отключится 4-я нагрузка, т.к. она состоит полностью из потребителей III категории. У нагрузок 1,2 и 3 отключатся только потребители III категории.
Т.к. потребители III категории потребляют 35% от всей потребляемой электроэнергии, то
SАВАР=Si*0,65
где Si - полная мощность, потребляемая i-тым участком
SАВАР 1=375*0,65=243,75 кВА
SАВАР 2=1529*0,65=993,8 кВА
SАВАР 3=736,8*0,65=478,9 кВА
SОБЩ= SАВАР 1+SАВАР 2 +SАВАР 3
SОБЩ=243,7+993,8 +478,9 =1716,4 кВА
Построим диаграммы мощностей аварийного режима рис. 5, рис. 6, рис. 7.
Из диаграммы видно, что максимальная мощность протекает по участку А. Следовательно и максимальный ток протекает по участку А, поэтому проверку по условию допустимого нагрева проводим на участке А.
Максимальный ток для провода АС70 Imax =265 А
Imax авар < Imax
99,2 А <265А
значит провод АС-70 по допустимому нагреву для эксплуатации подходит.
