Таблица 3. Потери и отклонения напряжения.
| Параметры элементов сети | Обозначение | Нагрузка | |
| 100% | 25% | ||
| Отклонение напряжения на шинах 10кВ РТП 35/10 | бUш | +5 | |
| Потери напряжения в линии 10кВ | ∆U10 | -2,75 | -0,68 |
| Трансформатор 10/0,4кВ: Постоянная надбавка Переменная надбавка Потери напряжения | ∆Uпост ∆Uпер ∆Uт | +5 -4 | +5 -1 |
| Линия 0,38кВ: Потери в наружной сети Потери во внутренней сети | ∆U0,38 ∆Uвн | 7,25 -1 | |
| Отклонение напряжение у потребителя | ∆Uп | -5 | 3,32 |
Отклонение напряжения у потребителя определен алгебраическим суммированием всех отклонений, потерь и добавок напряжения от источника до потребителя:
∆
Допустимую потерю напряжения в линии 0,38кВ при полной нагрузке находим как алгебраическую разность отклонения напряжения на ее концах
∆Uдоп= +бUпост+бUпер+=5+(-2,75)+5 +0+
Что соответствует предельно допустимому значению, рекомендуемому НТПС- 88.
Таким образом допустимая потеря напряжения в линии 0,38кВ составляет 7,25%.
3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК.
Так как населённый пункт преимущественно новой застройки, не газифицированный, дома с электроплитами, то принимаем нагрузку на вводе в жилой дом 2,2кВт. [6,с.];
С целью удобства расчёта линий напряжением равным 0,38 кВ объединяем жилые дома в группы по 4 и 5 домов.
Для каждой из групп определяем расчётную мощность для дневного и вечернего максимума с учетом коэффициента одновременности по формулам:
Pдn = P · n · Kодн · Kд
Pвn = P · n · Kодн · Kв
Кд – коэффициент дневного максимума нагрузок;
Кв – коэффициент вечернего максимума нагрузок;
Кд = 0,6;
Кв = 1;
n – число домов в группе;
Кодн – это коэффициент одновременности [3,с.302];
n = 4 => Кодн = 0,64;
n = 5 => Кодн = 0, 47;
Pд4 = 2, 2 · 3 · 0, 5 · 0, 6 = 2 кВт;
Pв4 = 2, 2 · 3 · 0, 5 · 1 = 3,3 кВт;
Pд5 = 2, 2 · 5 · 0, 47 · 0,6 = 3, 1 кВт;
Pв5 = 2, 2 · 5 · 0, 47 · 1 = 5,17 кВт;
Определяем полные дневные и вечерние максимумы нагрузок по формулам:
Sдn = и Sвn =
где: для производственных объектов = 0, 8;
для коммунально-бытовых объектов = 0, 9
Sд4 = = 2,2 кВ·А;
Sд5 = = 3, 44 кВ·А;
Sв4 = = 3,6 кВ·А;
Sв5 = = 5, 74 кВ·А;
Расчетные нагрузки коммунально-бытовых и производственных помещений определяем по справочным таблицам, и данные сводим в
таблицу 1 [3, п. 2; с.295-298]
Таблица 1. Расчетные нагрузки на вводах потребителей
| Наименование потребителя | Установленная мощность Р, кВт | Расчетные максимальные нагрузки, S кВ*А | |||||||
| Дневная | Вечерняя | ||||||||
| Группа из 5ти домов | 3.4 | 3,4*16 | 5,7*16 | ||||||
| Группа из 4х домов | 2,2*2 | 3,6*2 | |||||||
| Административное здание | |||||||||
| Бригадный дом | |||||||||
| Котельная на 2 котла «Универсал» | |||||||||
| Начальная школа на 40 учащихся | |||||||||
| Детские ясли-сад на 50 мест | |||||||||
| Коровник на 200 голов | |||||||||
| Сенажная башня | |||||||||
| Стационарный зерноочистительный пункт производительностью 10 т/ч | |||||||||
| Летний лагерь КРС на 200 г. | |||||||||
| Плотницкая | |||||||||
| Всего | 216,8 | 243,4 | |||||||
Определяем нагрузку уличного освещения по формуле:
;
где: Pуд – расчетная нагрузка на 1 метр длинны улицы в Вт
[4. п.3; с. 89]
Σ L – суммарная длинна улиц по плану населённого пункта
Σ L =950 метров.
Для поселковых дорог с асфальтобетонным покрытием и шириной 20 метров принимаем Pуд = 8 Вт [5,т]
Так как улицы освещаются светильниками с люминисцентными лампами, то принимаем коэффициент мощности 0.9
Тогда полная мощность уличного освещения:
.
P ул = 8 * 650 = 6,8 кВт;
Sул = 6,8/0.9 = 7,5 кВт.
Расчитываем приближенную нагрузку по добавкам для дневных и вечерних максимумов по формулам:
;
.
кВА
кВА
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И МЕСТА УСТАНОВКИ ТП.
По наибольшему значению расчётной нагрузки для Sв выбираем трансформатор
[ 5, с.309]
Тип трансформатора ТМ-160
Номинальная мощность Sн = 160 кВ*А
Сочитание напряжений U1 ВН = 10 кВ U2 НН = 0,4кВ
Так как радиус воздушных линий не превышает 0, 7 км, выбираем однотрансформаторную подстанцию.
Трансформаторную подстанцию устанавливают вблизи центра электрических нагрузок с учетом удобства её размещения и обслуживания. Для определения центра электрических нагрузок составляем план населённого пункта, на котором показаны группы жилых домов.
Пронумеруем потребителей на плане с указанием расчетной нагрузки. Так как суммарная нагрузка всех потребителей больше дневная, чем вечерняя, то дальнейший расчет будем вести по дневной нагрузке.
Для определения координат центра электрических нагрузок составляем расчётную таблицу.
Таблица 1. Расчетные нагрузки потребителей.
| № | Наименование потребителя | Расчётная Мощность кВ*А | S добавочная кВА | Координаты | Si Xi | Si Yi | |
| X | Y | ||||||
| I | Группа из четырех домов | 3,6 | 2,2 | ||||
| II | Группа из четырех домов | 3,6 | 2,2 | ||||
| III | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 712,5 | |||
| IV | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | ||||
| V | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1624,5 | 1624,5 | ||
| VI | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1624,5 | |||
| VII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1396,5 | |||
| VIII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1225,5 | |||
| IX | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 712,5 | |||
| X | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 2137,5 | |||
| XI | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | ||||
| XII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 2992,5 | |||
| XIII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | ||||
| XIV | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1966,5 | |||
| XV | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | ||||
| XVI | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 1111,5 | |||
| XVII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | ||||
| XVIII | Группа из пяти домов | 5,7 | 3,4 | 256,5 | |||
| Административное здание | |||||||
| Бригадный дом | 1,2 | ||||||
| Котельная на 2 котла | 9,2 | ||||||
| Начальная школа на 40 учащихся | 3,6 | ||||||
| Детские ясли-сад на 50 мест | |||||||
| Коровник на 200 голов | 13,2 | ||||||
| Сенажная башня | 31,8 | ||||||
| Стационарный зерноочистительный пункт производительностью 10 т/ч | 9,2 | ||||||
| Летний лагерь КРС на 200 г. | 9,2 | ||||||
| Плотницкая | |||||||
| Итого | 256,4 |
Координаты места установки трансформаторного пункта определяем по формулам:
;;
м=106м
Учитывая удобство размещения и обслуживания трансформаторного пункта, принимаемкоординаты расположения:Х = 220м; У = 90м.
5. ВЫБОР ТИПА И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ.
Подстанции напряжения 6… 10/0,4 кВ, которые называют потребительскими, предназначены для питания обычно трехфазных, четырехпроводных, с заземленной нейтралью распределительных линий напряжением 0,38 кВ.
В основном сельском хозяйстве применяются трансформаторные подстанции наружной установки. Применение закрытых трансформаторных подстанций (ЗТП) должно быть обосновано технико- экономическими расчетами, так как их сооружение обходится значительно дорого, и применяются они тогда,когда требуется более высокая надежность электроснабжения.
Наибольшее распространение в сельскохозяйственном электроснабжение получили комплектные трансформаторные подстанции (КТП), у которых распределительные устройства полностью собираются и проходят испытания на зоводе изготовителя. Это повышает качество монтажа и следовательно надежность их работы. Кроме этого их сооружение требует меньших затрат.
В соответствии с выше сказанным, выбираем комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).
Подстанция типа КТП представляет собой единую конструкцию, содержащую вводное высоковольтное устройство (Шкаф РУ- 10кВ), распределительное устройство низшего напряжения (Шкаф РУ- 0,38 кВ), кожух для защиты от случайного прикосновения к выводам трансформатора. КТП и трансформатор устанавливают на фундаменте из кирпича или бетона высотой 1,8м РУ- 10 и РУ- 0,38 закрывают одностворчатыми дверями с уплотнителями, обеспечивающие брызгозащитность шкаафов.
Разъединитель РЛНДА- 10/200 установлен на концевой опоре. Разрядники типа РВО- 10 для защиты трансформатора от перенапряжения, набегающих со стороны ВЛ- 10, прикреплены к шкафу РУ- 10 кВ. Предохранители типа ПК- 10 установлены в шкафу РУ- 10.
Шины 0,38 кВ подключены к трансформатору через рубильник и трансформатор тока, которые служат для питания счетчика и теплового реле. Для защиты трансформаторов от влаги, перенапряжений набегающих со стороны ВЛ- 0,38 кВ, устанавливают комплект разрядников типа РВН- 0,5. На вводе 0,38 кВ подстанции типа КТП-160 дополнительно установлен автомат типа А3150.
От линии 0,38 кВ отходят три силовых фидеров и фидер уличного освещения.
От многофазных коротких замыканий и перегрузок отходящие фидеры защищаются автоматами с комбинироваными расцепителями. Для защиты от однофазных коротких замыканий в нулевых проводах фидеров установлены токовые реле, которые при срабатывании подключают катушки отключения автоматов к фазам АВ.
Для защиты силового трансформатора от перегрузки предусмотрено тепловое реле. При нормальной нагрузке трансформатора контакты 3 и 4 блокировочного преключателя замкнуты и обмотка промежуточного реле через закрытый контакт теплового реле обтекателя тока. Реле срабатывает.При перегрузке контакт реле размыкается, реле обесточивается и своими размыкающими контактами замыкает цепь отключения автоматов фидеров №1 и №3. Тепловое реле выдерживает не менее двух часовую перегрузку в 5%, а перегрузку в 45% отключают в течение не более 1,3 часа.
Фидер уличного освещения включается и выключается автоматически при помощи переключателя. Счетчик активной энергии через выключатель обогревается в зимнее время сопротивлением.
Лампу подключеную к шинам через переключатель используют для контроля наличия напряжения и для освещения РУ- 0,38. Напряжение во всех фазах можно контролировать переносным вольтметром, включеным в розетку, за переключателем.
В КТП имеются блокировки, не допускающие открытые двери РУ- 10 без отключения разъединителя (при помощи замка системы Гинодмана) отключение или включение рубильника ввода под нагрузкой. Рубильник закрыт дверкой, которую можно открыть только после поворота рукоятки. При этом размыкаются контакты, что приводит к обесточиванию реле и отключению фидерных автоматов.
Рис. 5.1 Принципиальная электрическая схема ТП 10/0,4
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЛИНИИ 0.38 кВ
Расчет ведем на минимальные приведенные затраты по экономическим интервалам. С дальнейшей проверкой по допустимым потерям напряжения.
Намечаем трассы воздушных линий с учетом следующих требований:
· Число отходящих линий должно быть не более четырех.
· Воздушные линии недолжны пересекаться.
· Воздушные линии не должны загораживать входы и въезды во дворы, и как можно меньше пересекать улицу.
6.1 Составляем расчётные схемы, указывая на них вечерние максимумы нагрузок.
Линия 1.
Линия 2. 
Линия 3.
Так как вечерний максимум нагрузок отдельных потребителей отличается более чем в четыре раза, то нагрузку участков определяем табличным методом т. е. к большей нагрузке прибавляем добавки мощностей от меньших нагрузок, которые берем из таблицы 4.4 [4, с.91]
Линия 1.
S 10-9 =S10=5,7кВ*А
S9-8= S9+∆S10-9 = 5,7+ 3,4=9,1 кВ*А
S 8-7 =S8+∆ S7=9,1+3,4 =12,5 кВ*А
S 7-6 =S7+∆ S6=12,5+9,2 =21,7 кВ*А
S 6-5 =S 5 +∆S 7-6 =21,7+2,2=23,9 кВ*А
S 5-4 =S4 +∆ S 6-5 =23,9+9,2=33,1 кВ*А
S 4-3 =S3+∆ S 5-4 =33,1+2,2=35,3 кВ*А
S 3-2=S2+∆ S 4-3 =35,3+1,2=36,5 кВ*А
S 2-1 =S1+∆ S 3-2 =36,5+3=39,5 кВ*А
S 1-тп = 39,5 кВ*А
Линия 2.
S 10-9 =S10=5,7кВ*А
S9-8= S9+∆S10-9 = 5,7+ 9,2=14,9 кВ*А
S 8-7 =S8+∆ S7=14,9+3,4 =18,3 кВ*А
S 7-6 =S7+∆ S6=18,3+13,2 =31,5 кВ*А
S 6-5 =S 5 +∆S 7-6 =31,5+3,4=34,9 кВ*А
S 5-4 =S4 +∆ S 6-5 =34,9+3,4=38,3 кВ*А
S 4-3 =S3+∆ S 5-4 =38,3+3=41,3 кВ*А
S 3-2=S2+∆ S 4-3 =41,3+3,6=44,9 кВ*А
S 2-1 =S1+∆ S 3-2 =44,9+12=56,9 кВ*А
S 1-тп = 56,9 кВ*А
Линия 3:
S 8-7 =S8 =5,7 кВ*А
S 7-6 =S7+∆ S6=5,7+3,4 =9,1 кВ*А
S 6-5 =S 5 +∆S 7-6 =9,1+3,4=12,5кВ*А
S 5-4 =S4 +∆ S 6-5 =12,5+3,4=15,9 кВ*А
S 4-3 =S3+∆ S 5-4 =15,9+31,6=47,5 кВ*А
S 3-2=S2+∆ S 4-3 =47,5+3,4=50,9 кВ*А
S 2-1 =S1+∆ S 3-2 =50,9+3,4=54,3 кВ*А
S 1-тп = 54,3 кВ*А
Расчитываем суммарную нагрузку трансформатора.
Sтп = Sвл1 + ∆Sвл2 + ∆Sвл3 + Sул =39,5+56,9+54,3+7,5=158,2 кВ*А
Суммарная нагрузка входит в приделы выбранного трансформатора: ТМ – 160
Тип трансформатора ТМ-160
Номинальная мощность Sн = 160 кВ*А
Сочитание напряжений U1 ВН = 10 кВ U2 НН = 0,4кВ
Сумма и группа соединительных обмоток Y/У – 0
Pхх = 0,24 кВт
Ркз = 2.65 кВт
Uкз% = 4,5 %
Сопротивление приведенные к напряжению
Прямой последовательности
Rт = 0,045 Ом
Хт = 0,1010 Ом
Zr = 0,114 Ом
