Рассчитаем параметры трансформатора.

3.2.1.Активное сопротивление трансформатора подстанции ПС – 1,ПС – 2, ПС – 3:

3.2.2.Индуктивное сопротивление трансформатора подстанции ПС – 1, ПС – 2, ПС – 3 по формуле:

 

3.3 Приведение нагрузок к напряжению 35 кВ

Определяем значение нагрузок :

где Ś_{РАСЧ.ПС-1}, Ś_{РАСЧ.ПС-2}, Ś_{РАСЧ.ПС-3} – расчетные полные мощности соответственно подстанций ПС-1 - ПС-3;

ΔŚ_ПС-1, ΔŚ_ПС-2, ΔŚ_ПС-3 - потери мощности в трансформаторах 35/10 кВ подстанций ПС-1 - ПС-3.

Потери мощности в трансформаторах через его паспортные данные вычисляются по формуле:

где ΔŚ – потери полной мощности в трансформаторах кВА;

ΔР _T -потери активной мощности трансформатора, кВт;

ΔQ_T - потери реактивной мощности трансформатора, кВар;

ΔР _{К.З .}- потери к.з. трансформатора, кВт;

S_{РАСЧ.ПС} - расчетная мощность нагрузок подстанций, кВА;

ΔР _{Х.Х .}- потери холостого хода трансформатора, кВт;

ΔU_К – напряжение короткого замыкания, в %;

I _{Х.Х .} - ток холостого хода, %,

n – количество трансформаторов на подстанции.

 

Потери мощности в трансформаторах на трансформаторной подстанции

ПС-1:

 

ПС-2:

ПС-3:

3.4. Расчет точки потокораздела

Производим расчет точки потокораздела в 100% режиме нагрузок.

Рисунок 8. Схема для определения точки потокораздела в сети 35 кВ

Учитывая, что участки линии выполнены проводами одной марки и что источники питания (А и В) в общем случае имеют одинаковое напряжение, то потоки мощности на головных участках считаются по выражениям:

Определяем мощности текущие на головных участках:

Проверка:

Определяем мощность, текущую по участкам:

Со стороны А:

Со стороны В:

Точкой потокораздела является точка .

Так как точка потокораздела находится на подстанции с двумя трансформаторами, то линия делится на две радиальные в точке потокораздела, и к каждой из них подсоединяется половина расчетной мощности этой подстанции:

 

 

Рисунок 9. Точка потокораздела ВЛ – 35

3.5. Выбор сечения проводов ВЛ 35кВ

Выбор провода производим по экономической плотности тока.

Определяем рабочий максимальный ток для каждого участка по формуле:

где S_уч – полная мощность, протекающая по участку, U_ном – напряжение линии;

Определяем полные мощности, текущие по участкам:

Определяем рабочий максимальный ток для каждого участка:

Определяем экономическое сечение на каждом участке по формуле:

Проверяем выбранные провода на механическую прочность и нагрев:

По механической прочности на магистрали выбираем провод марки АСсечением 70 мм².

Для данного провода максимально допустимым током по условиям нагрева является I _доп = 265 А. Так как I_доп>I_{раб мах}то провод АС-70 по условию нагрева выбран правильно.

Определяем полную мощность в аварийном режиме на участке А-с:

Р_А-с= Р_ПС-3+Р_ПС-2+Р_ПС-1

Р_А-с=

Q_А-с= Q_ПС-1+Q_ПС-2+Q_ПС-3

Q_А-с=

S_А-с=

Определяем максимальный ток на участке:

Так как I_доп>I_{раб мах}то провод АС-70 по условию нагрева выбран правильно.

Выбираем на магистрали провод сечением 70 мм² типа АС-70.

 

3.6. Определение уточненного распределения мощностей ВЛ 35 кВ (с учетом потерь мощности на участках сети)

Уточненные мощности, протекающие по участкам определяем по формуле:

где - потери полной мощности на участке

 

где Р – активная мощность протекающая по участку,

Q – реактивная мощность протекающая по участку,

U_н – номинальное напряжение линии,

R – активное сопротивление провода.

где Х – реактивное сопротивление провода.

R₀ – удельное активное сопротивление провода,

L – длина участка.

Х₀ – удельное реактивное сопротивление провода.

3.6.1.Определяем активное и реактивное сопротивление каждого участка:

3.6.2.Определяем потери активной и реактивной мощности на каждом участке:

3.6.3.Определяем потери полной мощности на каждом участке:

3.6.4.Определяем уточненную мощность, текущую по участкам:

4. Расчет потерь напряжения в сетях

4.1. Расчет потерь напряжения в линии 35 кВ

Определяем напряжения в точках а, в, с линии 35 кВ при известных напряжениях источников питания А и В.

Расчет потерь напряжения в линии 35 кВ проводим для двух случаев.

1. Нормальный режим при минимальных (25% мощности) нагрузках.

2. Нормальный режим при максимальных (100% мощности) нагрузках.

Расчет ведется для полученных на основе уточненного потокораздела радиальных линий 35 кВ.

Расчет потери напряжения начинаем с головных участков, последовательно приближаясь к последним участкам от источников питания.

Потеря напряжения на участке линии определяется по выражению:

где ΔU – потеря напряжения, кВ;

P, Q – соответственно активная и реактивная мощности, проходящие по данному участку, кВт, квар;

U₁ – напряжение в начале данного участка, кВ;

R, X – соответственно активное и реактивное сопротивление участка, Ом.

Напряжение в конце участка определяется, как

где U₂ – напряжение в конце участка, кВ; ΔU – потеря напряжения на данном

участке, кВ; U₁ – напряжение в начале участка, кВ.

Для головного участка напряжение в начале участка принимается равным напряжению источника питания в соответствующем режиме.

 

4.1.1 Определяем потерю напряжения в 100% режиме нагрузки:

4.1.2Определяем потерю напряжения в 25% режиме нагрузки:

4.2 Расчет потерь напряжения в трансформаторах 35/10 кВ

Целью расчета служит определение напряжения на шинах 10 кВ.

При расчете рассматриваются два случая.

1. Максимальный режим нагрузок.

2. Минимальный режим нагрузок.

Напряжение на шинах 10 кВ определяется:

где U_{mi n} – напряжение на шинах 10 кВ i-ой подстанции, кВ;

U_i – напряжение на высокой стороне этой подстанции (в соответствующей точке в или с), кВ

ΔU_тр – потери напряжения в трансформаторах данной подстанции, кВ.

К_тр – коэффициент трансформации.

Потеря напряжения в трансформаторе:

где P_i, Q_i – соответственно активная и реактивная составляющие полной мощности в точках в или с по разделу расчета сети 35 кВ (кВт, квар);

r_i, х_i – соответственно активное и реактивное сопротивление трансформатора i-ой подстанции, Ом;

U_i – напряжение на высокой стороне i - ой подстанции (в соответствующей точке в или с линии 35 кВ), кВ.

Коэффициент трансформации определяем по формуле:

где n – номер задействованной ступени регулирования РПН (РПН позволяет регулировать напряжение в пределах 63)

4.2.1.Определяем потери напряжения в трансформаторе для каждой подстанции в 100% режиме нагрузки:

для ПС-1:

Точка F:

 

Точка E:

для ПС-2:

 

для ПС-3:

4.2.2.Определяем потери напряжения в трансформаторе для каждой подстанции в 25% режиме нагрузки:

для ПС-1:

Точка F:

Точка E:

для ПС-2:

для ПС-3

4.2.3.Определяем коэффициент трансформации по формуле:

для ПС-1:

для ПС-2:

для ПС-3:

4.2.4.Определяем напряжение на шинах 10 кВ:

а) максимальный режим нагрузки:

Точка F:

Точка E:

в) минимальный режим нагрузки

Точка F:

Точка E:

4.3. Расчет потерь напряжения в сети 10 кВ

Целью расчета служит определение потерь напряжения в 10 кВ и сравнение их с допустимыми потерями.

Расчет потерь напряжения производим в следующих случаях:

1. В режиме максимальных нагрузок.

2. В режиме минимальных нагрузок.

3. В послеаварийном режиме ВЛ – 10 кВ.

4.3.1. Для ПС-3:

В связи с тем что потери на линии превышают 5% ПРИНИМАЕМ РЕШЕНИЕ УВЕЛИЧИТЬ СЕЧЕНИЕ ПРОВОДА С 70 ДО 95 ММ²

Определяем активное и реактивное сопротивление каждого участка:

Определим потери в 100% режиме нагрузки:

Дальнейший расчет ведется аналогично, для остальных линий результаты расчетов сведены в таблицу 1.

4.3.2 Определим потери в 25% режиме нагрузки:

Дальнейший расчет ведется аналогично, для остальных линий результаты расчетов сведены в таблицу 1.

СДЕЛАНО!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

4.3.2.Для точки Е ПС-2".

 

Рисунок 12. Схема для определения потерь напряжения в сети 10 кВ для ПС – 2"

Определяем активное и реактивное сопротивление каждого участка:

Определим потери в 100% режиме нагрузки:

U_6-100%=U_Е-∆U_{Е-6 100%}=10380-107=10273В

U_7-100%=U_6-100%-∆U_{6-7 100%}=10273-223,43=10049,57В

U_m-100%=U_7-100%-∆U_{7-m 100%}=10049,57-9,8=10039,77В

Определим потери в 25% режиме нагрузки:

U_6-25%=U_С-∆U_{С-6 25%}=10430-25,8=10404,2В

U_7-25%=U_6-25%-∆U_{6-7 25%}=10404,2-28,7=10375,5В

U_m-25%=U_7-25%-∆U_{7-m 25%}=10375,5-2,11=10373,39В

Определяем потери напряжения в послеаварийном режиме. В послеаварийном режиме ВЛ – 10 кВ рассматривается линия с двусторонним питанием. В данном случае считаются потери напряжения при поочередном выходе из строя головных участков линии.

Определяем активное и реактивное сопротивление участка C-6:

Потери напряжения при питании всех линий от ПС-2:

U₆=U_С-∆U_С-6 = 10380-231,56=10148,44В

U₇=U₆-∆U_6-7=10148,44-641,87=9506,57В

U_m=U₇-∆U_7-m=9506,57-178,28=9328,29В

U₉=U₇-∆U_m-9=932829-171,121=9157,169В

U₈=U₉-∆U_9-8=9157,169-101,2=9055,969В

Потери напряжения при питании всех линий от ПС-3:

U₈=U_D-∆U_D-8 =10410-411,26=9998,74В

U₉=U₈-∆U_8-9=9998,74-154=9844,74В

U_m=U_9’-∆U_9-m=9844,74-164=9680,74В

U₇=U_m-∆U_m-7=9680,74-156,6=9524,14В

U₆=U₇-∆U_7-6=952414-53,8=9470,34В

4.3.3.Для точки D ПС-2

Рисунок 13. Схема для определения потерь напряжения в сети 10 кВ для ПС – 3

Определяем активное и реактивное сопротивление каждого участка:

Определим потери в 100% режиме нагрузки:

U_8-100%=U_D-∆U_{D-8 100%}=10410-204,45=10205,55В

U_9-100%=U_8-100%-∆U_{8-9 100%}=10205,55-45,4=10160,15В

Определим потери в 25% режиме нагрузки:

U₈=U_К-∆U_{К-8 25%} =10430-51=10379В

U_9-25%=U_8-25%-∆U_{8-9 25%}=10379-11,16=10367,84В

 

4.3.4.Для точки G ПС-3.

Рисунок 14. Схема для определения потерь напряжения в сети 10 кВ для ПС – 3

Определяем активное и реактивное сопротивление каждого участка:

Определим потери в 100% режиме нагрузки:

U_10-100%=U_G-∆U_{G-10 100%}=10410-105,05=10304,95В

U_n-100%=U_10-100%-∆U_{10-n 100%}=1030495-17,9=10287,05В

Определим потери в 25% режиме нагрузки:

U_10-25%=U_G-∆U_{G-10 25%}= 10430-26,21=10403,79В

U_n-25%=U_10-25%-∆U_{10-n 25%}=10403,79-4,43=10399,36В

Заключение

В данной курсовой работе я рассчитал электрические сети трех напряжений: 0,38; 10 и 35 кВ. В линии напряжением 10 кВ я рассчитал радиальную линию с двухсторонним питанием. Научился рассчитывать и выбирать сечение проводов по экономическим интервалам и эквивалентной мощности. Проверил выбранные провода по механической прочности и допустимому нагреву. На основе проведенных расчетов выбрал мощность трансформаторов 10/0,4 кВ. Для подстанций ПС-1, ПС-2, ПС-3 выбрал трансформаторы типа ТМН – 630/35 мощностью 630 кВА с регулятором напряжения типа РПН, на каждой трансформаторной подстанции размещены по два таких трансформатора. Посчитал потери напряжения от источников питания до самых удаленных потребителей.

 

Список литературы

1. Алиев И.И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию»

Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., доп. - М.: Высшая школа, 2000. - 255с.

2. Будзко И.А. Лещинская Т.Б. Сукманов В.И. «Электроснабжение сельского хозяйства»: Учебники и учебные пособия для студентов высших учеб. заведений. - М.: Колос, 2000. - 536с.

3. Справочник по проектированию электрических сетей и оборудования/ Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера.-3-е изд. и доп.-М.: Энергоиздат, 1981.-408с.

4. Макарова Е.Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ/ Под ред. И.Т. Горюнова, А.А. Любимова. М.: изд. Папирус-Про, 2005-640с.

5.Идельчик В.И. Электрические сети и системы. -М.: Энергоатомиздат, 1989.-592с.