Построение графиков нагрузок микрорайона №13

Таблица 7 – Исходные данные для построения суточного графика нагрузок

Посчитать и поставить другие данные

Рисунок 1 – График нагрузок суточный

Рисунок 2 – График нагрузок годовой

P_i = 2 * 365 * P_max * 100%, (10)

где:

P_i – активная нагрузка ступени, кВт.

i – номер ступени.

P₁ = 100%; кВт;

P₂ = 90%; кВт;

P₃ = 80%; кВт;

P₄ = 70%; кВт;

P₅ = 60%; кВт;

P₆ = 50%; кВт;

P₇ = 40%; кВт;

P₈ = 30%; кВт;

P₉ = 20%; кВт.

2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Определение коэффициента загрузки трансформатора

На территории 13 микрорайона расположено семь двухтрансформаторных подстанций с мощностями 315 кВА, 320 кВА, 400 кВА, 630 кВА.

Потребители 13 микрорайона относятся ко второй категории по надежности, где целесообразно использовать двухтрансформаторные подстанции с двухлучевыми схемами питания потребителей. При этом имеется независимый источник питания. В случае выхода из строя одного из трансформаторов, второй берет на себя нагрузку первого. Переход нагрузки вышедшего из строя трансформатора на трансформатор, оставшийся в работе выполняется автоматически.

Действующая нагрузка ТП-82 определяется

P_р.тп = P_max + K₁ * P_р.о + K₂ * P_р.с + K₃ * P_р.х.с, (11)

где:

P_max – максимальная расчетная нагрузка жилых и общественных зданий, кВт;

K₁, K₂, K₃; P_р.о, P_р.с, P_р.х.с – значения и коэффициенты участия в максимуме соответствующих нагрузок.

К₁, К₂, К₃ – принимаем равным 1, 1.

P_р.тп = кВт.

Трансформаторы ТП проверяются по действительным значениям коэффициентов загрузки и сопоставляются с допустимыми их значениями.

K_{з. норм} = , (12)

K_з.авар = , (13)

где:

K_{з. норм}, K_з.авар – коэффициент загрузки трансформатора в нормальном и ав

S_р.тп – потребляемая расчетная полная мощность ТП, кВА;

S_тр.ном – номинальная мощность трансформатора, кВА.

n_тр – количество трансформаторов, шт.

K_{з. норм} =

K_з.авар =

Рассчитываем потребляемую расчетную нагрузку ТП-82

S_р.тп = S_ж.д + S_р.общ, (14)

где:

S_р.тп – потребляемая расчетная полная нагрузка ТП, кВА;

S_р.общ – полная нагрузка общественных зданий;

S_ж.д – полная нагрузка жилых зданий.

S_р.тп = кВА.

Таблица 8 – Определение коэффициента загрузки трансформаторов

Проверка произведена для трансформаторов типа ТМ-400/10/0, 4

Паспортные данные трансформаторов ТП-82 находятся в таблице 9

Таблица 9 – Паспортные данные трансформаторов ТП-82

Вывод: Расчеты показали, то K_з трансформаторов ТП-82 удовлетворяют требованиям ПУЭ и лежат в пределах от 0, 6 до 1, 3.

Определить потери реактивной мощности на холостом ходу

∆ Q_xx = S_{ном. тр} * , (15)

где:

∆ Q_xx – потери реактивной мощности на холостом ходу, кВар;

S_тр.ном – номинальная полная мощность трансформатора, кВА;

I_xx – ток холостого хода, %.

∆ Q_{xx 1тр} = кВар;

∆ Q_{xx 2тр} = кВар.

Расчёт потерь активной мощности на холостом ходу

∆ P_xx^⃓ = ∆ P_xx + k_иn * ∆ Q_xx, (16)

где:

∆ P_xx^⃓ – потери активной мощности на холостом ходу, кВт;

∆ P_xx – потери активной мощности, кВт;

K_иn –коэффициент изменения потерь, (задаётся энергосистемой и равен 0, 05).

∆ P_{xx 1тр}^⃓ = кВт;

∆ P_{xx 2тр}^⃓ = кВт.

Определение потерь реактивной мощности при коротком замыкании

∆ Q_кз = S_{ном. тр} * , (17)

∆ Q_кз – потери реактивной мощности при коротком замыкании, кВт;

U_кз – потери напряжения при коротком замыкании, %.

∆ Q_{кз 1тр} = кВар;

∆ Q_{кз 2тр} = кВар.

Определение потерь активной мощности при коротком замыкании

∆ P_кз^⃓ = ∆ P_кз + K_иn * ∆ Q_кз, (18)

где:

∆ P_кз^⃓ – потери активной мощности в трансформаторе при коротком замыкании, кВт;

∆ P_кз – потери активной мощности при коротком замыкании (табличная), кВт;

K_иn –коэффициент изменения потерь, (задается энергосистемой и равен 0, 05).

∆ P_{кз 1тр} ^⃓ = кВт;

∆ P_{кз 2тр} ^⃓ = кВт.

Расчет экономически выгодной мощности, при которой необходимо переходить на параллельную работу двух трансформаторов

S_Э = S_тр.ном * , (19)

где:

S_Э – мощность при которой необходимо переходить на работу с двумя трансформаторами, кВА;

n – количество трансформаторов, шт;

S_{Э 1тр} = кВА;

S_{Э 2тр} = кВА.

2.4 Расчет токов кор

Расчетным видом КЗ для выбора и проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ.

Для расчетов токов КЗ составим расчетную схему электроснабжения микрорайона и на её основе изобразим схему замещения.

Расчет токов КЗ производим в относительных единицах. При расчете в относительных единицах все величины сравниваются с базисными, в качестве которых принимаются базисная мощность S_б и базисное напряжение U_б.

Принимаем S_б = 100 мВА. В качестве базисного напряжения принимаем среднее значение напряжения той ступени, на которой имеет место короткое замыкание. Для точек К1 и К2 – U_б = 10, 5 кВ, U_б = 0, 4 кВ.

Рассчитываем базисный ток в точке К1 и К2

I_б = S_б / ( * U_б), (20)

где:

S_б – полная базисная мощность, мВА;

U_б – базисное напряжение, кВ.

I_б = 100 / ( * 10, 5) = 5, 505 кА;

I_б = 100 / ( * 0, 4) = 144 кА.

Составление схемы замещения

Рисунок 3 – Схема замещения

Расчет токов короткого замыкания на высокой стороне для то

Определяем сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах

Для определения точки К1, сопротивления элементов цепи сворачиваем к точке К1 для определения X_расч принимаем что сопротивление системы равно нулю.

X_расч = X_сист / X_к.л, (21)

где:

X_сист – индуктивное сопротивление системы;

X_к.л – индуктивное сопротивление кабельной линии.

X_расч = 0.

Определяем индуктивное сопротивление кабельной линии

X_к.л = X₀ * L * S_б / U_б, (22)

где:

L – длина кабельной линии 2 км, от подстанции, км;

X₀ – удельное индуктивное сопротивление кабеля 10 кВ, Ом/км (принимаем 0, 08).

X_к.л =

I_ном = , (23)

где:

I_ном – номинальный ток, А;

U_б – базисное высшее напряжение, кВ;

S_{тр. ном} – номинальная мощность трансформатора, кВА.

I_ном =

Короткое замыкание 3-х фазное по высокой стороне

I_к = I_∞ = , (24)

где:

I_к – трехфазное короткое замыкание, кА;

I_∞ - установившийся ток короткого замыкания в точке К1, кА.

I_к =

Проверяем на динамическую устойчивость по ударному току

I_уд = K_уд * * I_к, (25)

где:

K_уд – ударный коэффициент, зависящий от апериодической составляющей T_a (принимаем по табл. 4.5 [Рубашов], К_уд = 1, 369).

I_уд =

Определяем активное и реактивное сопротивление кабельной линии

R_кл = L* r₀, (27)

X_кл = L * x₀, (28)

где:

R_кл, X_кл – активное и реактивное сопротивление кабельной линии, Ом;

L – длина кабельной линии, км;

r₀, x₀ – удельное активное и реактивное сопротивление, Oм / км.

Для схемы замещения от подстанции Север

R_{кл 1.1} = R_п/ст – ТП-20 = 1 * 0, 351 = 0, 351;

X_{кл 1.1} = X_п/ст – ТП-20 = 1 * 0, 064 = 0, 064;

R _1.3 = R_тп-19 – ТП-20 = 0, 261 * 0, 615 = 0, 160;

X _1.4 = X_тп-19 – ТП-20 = 0, 261 * 0, 068 = 0, 017;

R _1.5 = R_тп-20 – ТП-21 = 0, 356 * 0, 68 = 0, 242;

X _1.6 = X_тп-20 – ТП-21 = 0, 356 * 0, 086 = 0, 030.

Для схемы замещения от подстанции Южная

R_{кл 2.1} = R_п/ст – ТП-33 = 1 * 0, 320 = 0, 320;

X_{кл 2.2} = X_п/ст – ТП-33 = 1 * 0, 075 = 0, 075;

R _2.3 = R_тп-33 – ТП-34 = 0, 310 * 0, 685 = 0, 212;

X _2.4 = X_тп-33 – ТП-34 = 0, 310 * 0, 082 = 0, 025;

R _2.5 = R_тп-34 – ТП-35 = 0, 420 * 0, 65 = 0, 273;

X _2.6 = X_тп-34 – ТП-35 = 0, 420 * 0, 092 = 0, 038.

Расчет токов короткого замыкания на низкой стороне для точки К2

При расчетах токов короткого замыкания в схему замещения включают сопротивление активное и индуктивное трансформатора, сопротивление шинопроводов, обмоток трансформатора тока, разъединителя, автоматических выключателей, переходных сопротивлений контактов. Сопротивления складывают к точке К2.

Определяем индуктивное расчетное сопротивление и принимаем что сопротивление системы равно нулю

X_расч = X_сист / X_к.л, (29)

где:

X_сист – индуктивное сопротивление системы;

X_к.л – индуктивное сопротивление кабельной линии.

X_расч = 0.

Определяем индуктивное сопротивление кабельной линии

X_к.л = X₀ * L * S_б / U_б, (30)

где:

L – длина кабельной линии 2 км, от подстанции, км;

X₀ – удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км (принимаем 0, 08).

X_к.л =

I_ном = , (31)

где:

I_ном – номинальный ток, А;

U_б – базисное низшее напряжение, кВ;

S_{тр. ном} – номинальная мощность трансформатора, кВА.

I_ном =

Короткое замыкание 3-х фазное на низкой стороне

I_к = I_∞ = , (32)

где:

I_к – трехфазное короткое замыкание, кА;

I_∞ - установившийся ток короткого замыкания в точке К2, кА.

I_к =

Проверяем на динамическую устойчивость по ударному току

I_уд = K_уд * * I_к, (33)

где:

K_уд – ударный коэффициент, зависящий от апериодической составляющей T_a (принимаем по табл. 4.5 [Рубашов], К_уд = 1, 369).

I_уд =

Определяем полные суммарные сопротивления для точки К1 и К2

Z_∑ = , (34)

Z_∑ = = 0, 024 Ом.

Таблица 10 – Результаты расчетов токов короткого замыкания