ГЛАВА 6. Проектирование системы внешнего электроснабжения предприятия

Выбор системы электроснабжения предприятия в целом производится на основании технико-экономических расчетов систем внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия.

6.1. Выбор напряжения внешнего электроснабжения предприятия

Внешнее электроснабжение

Ориентировочно величина напряжения предприятия выполняется, как правило, по радиальной схеме или схеме глубокого ввода, может быть определена из выражения, кВ:

                                                 (18)

где l - длина воздушных линий от подстанции энергосистемы до предприятия, км;

 - расчётная активная мощность со стороны высокого напряжения ГПП, определяется с учётом потерь мощности в трансформаторах ГПП, МВт;

,                                                         (19)

где  было определено ранее.

, кВ,

6.2. Расчёт сечений воздушных линий электропередачи внешнего электроснабжения

Выбор сечения производится по экономической плотности тока.

Определяется экономическое сечение линии электропередачи в нормальном режиме, мм²,

,                                                          (20)

где j_эк – экономическая плотность тока, определяемая в зависимости от материала проводника, от географического положения предприятия, от времени наибольших нагрузок, А/мм²; j_эк=1,1 А/мм² для T_нб=3770 ч (завод работает в 2 смены),

 - расчетное значение тока одной линии со стороны высокого напряжения в нормальном режиме, А,

,                                                    (21)

где - мощность, передаваемая по линиям, была определена ранее кВА, 

U_ном - номинальное напряжение сети (со стороны высокого напряжения ГПП), кВ,

n - количество линий

,

Экономическое сечение, мм²,

,

Рассмотрим подробно расчёт провода марки АС-120.

Полученные предварительно значения сечений проверяются по длительно допустимому нагреву по выражению

                                  (22)

Для провода АС-120:

условие выполняется

Проверка по допустимому токовому нагреву в послеаварийном режиме

                                      (23)

Для провода АС-120:

условие выполняется

  6.3.Выбор мощности и числа трансформаторов ГПП

Номинальная мощность трансформатора, кВА,

,                                                  (34)

где - расчетная нагрузка предприятия на шинах низшего напряжения ГПП, определенная на интервале осреднения 8 часов.

- рекомендуемое количество трансформаторов на ГПП, равное двум;

.

На ГПП устанавливаются 2 трансформатора мощностью по 10 МВА каждый.

Принятые к установке на ГПП силовые трансформаторы должны быть проверены на допустимые систематические перегрузки. Должно выполняться с учетом возможности отключения потребителей III категории соотношение:

                                         (35)

где -коэффициент, учитывающий допустимые систематические перегрузки трансформатора, =1,4 для трансформаторов с масляным охлаждением сборных подстанций

Условие не выполняется

Условие выполняется

При напряжении 35 кВ устанавливаются два трансформатора ТДН-16000/35/10 по /2/.

Параметры трансформатора ТДН-16000/35: =16МВА; =38,5 кВ; =10,5 кВ; =21 кВт; =90 кВт; =8%; =0,52 Ом; =7,4 Ом; =120 квар, цена за один трансформатор 49,6 тыс.руб /4/ или /15/( приложение П10, табл. П10.3) или /10/

                   ГЛАВА 7. Выбор сечений кабельных линий

     Выбор сечений производится по экономической плотности тока. Выбор сечения кабельной линии ГПП-КТП1 для первого варианта 10 кВ:

Сечение кабеля, мм²:

,                                                      (42)

где -экономическая плотность тока, А/мм² принимается по /6/ или по /15/ табл. 6.1.

I_р – расчетная нагрузка на один кабель в нормальном режиме, А:

,                                                  (43)

где S_р – суммарная мощность трансформаторов, подключаемых к линии или расчетная мощность распределительного или силового пунктов, кВА;

    n – число кабелей;

    U_н – номинальное напряжение, кВ;

    j_эк = 1,4 А/мм²

Допустимый ток для кабеля, А:

,                                        (44)

                                         (45)

где I_табл – допустимые (табличные) значения тока для кабелей по ПУЭ /1/ или по риложению П8, А;

_· К_{попр -} поправочный коэффициент_.

К₁ – поправочный коэффициент на температуру воздуха или земли. Принимается равным 1, для южных районов России по ПУЭ /6/ или по /15/ приложение П8.3.

К₂ – поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле(в трубах и без труб), по ПУЭ /6/ или по /15/ приложение П8 табл П8.4;

К₃ – поправочный коэффициент на допустимый длительный ток для кабелей, проложенных в земле, в зависимости от удельного сопротивления земли, по ПУЭ /6/ или по /15/ приложение П8 табл П8..

Нагрузка на кабель в послеаварийном режиме, А:

для линий, идущих к КТП: ;

для линий, идущих к РП и СП: .

где - расчетная нагрузка на один кабель в послеаварийном режиме, А.

Допустимая нагрузка определяется исходя из загрузки кабеля в нормальном режиме и способе прокладки.

;                                        (46)

где  -коэффициент допустимой перегрузки кабеля на период ликвидации послеаварийного режима, определяется по /6/ или по /15/ приложение П8, табл. П8.11, П8.12.

Для кабельной линии ГПП-КТП1 условие допустимой перегрузки в послеаварийном режиме выполняется:

Потеря напряжения рассчитывается по формуле:

 ,                                           (47)

где – длина кабельной линии, м;

       – длина кабеля, м, на которой напряжение падает на 1%.

Линия	Назначение	Uн	Число кабелей	Sр	Нагрузка на один кабель, А		Длина	Способ прокладки	Поправочные коэффициенты		Fэк	Марка и сечение (ААБ)		Доп. нагрузка на один кабель, А		lΔU1%	ΔU
		кВ		кВА	норм.р.	п.ав. р	м		К1	К2	мм2		А	норм.р.	п.ав.р.	м	%
Кабели напряжением 10 кВ
1	ГПП-КТП1	10	2	2520	72,75	94,57	5,00	в траншее	1,04	0,9	51,96	3х50	165	154,44	193,05	780	0,00
2	КТП1-КТП2	10	2	1260	36,37	47,28	54,22	по констр.	1,04	0,9	25,98	3х25	90	84,24	105,30	510	0,05
3	ГПП-КТП3	10	2	1260	36,37	47,28	190,59	в траншее	1,04	0,9	25,98	3х16	75	70,20	87,75	400	0,25
4	ГПП-РП1	10	2	960	27,71	55,43	110,68	в траншее	1,04	0,9	19,79	3х16	75	70,20	87,75	400	0,11
5	ГПП-КТП4	10	2	4000	115,47	150,11	268,13	в траншее	1,04	0,9	82,48	3х50	165	154,44	193,05	780	0,26
6	КТП4-КТП5	10	2	2000	57,74	75,06	98,15	по констр.	1,04	0,9	41,24	3х25	90	84,24	105,30	510	0,13
7	ГПП-КТП6	10	2	2000	57,74	75,06	257,62	в траншее	1,04	0,9	41,24	3х25	90	84,24	105,30	510	0,35
8	ГПП-КТП7	10	2	2520	72,75	94,57	440,55	в траншее	1,04	0,9	51,96	3х50	165	154,44	193,05	780	0,27
9	КТП7-КТП8	10	2	1260	36,37	47,28	87,14	по констр.	1,04	0,9	25,98	3х25	90	84,24	105,30	510	0,07
10	ГПП-РП2	10	2	5420,00	156,46	312,92	735,28	в траншее	1,04	0,9	111,76	3x185	345	322,92	403,65	400	0,89
11	РП2-КТП9	10	2	3200	92,38	120,09	121,64	по констр.	1,04	0,9	65,98	3х50	165	154,44	193,05	780	0,09
12	РП2-КТП10	10	2	1260	36,37	47,28	174,27	по констр.	1,04	0,9	25,98	3х16	75	70,20	87,75	400	0,23
13	ГПП-КТП11	10	2	1260	36,37	47,28	35,84	в траншее	1,04	0,9	25,98	3х16	75	70,20	87,75	400	0,05
14	ГПП-КТП12	10	2	3200	92,38	120,09	195,06	в траншее	1,04	0,9	65,98	3х50	165	154,44	193,05	780	0,15
15	ГПП-КТП13	10	2	2000	57,74	75,06	370,91	в траншее	1,04	0,9	41,24	3х50	165	154,44	193,05	780	0,18
16	ГПП-РП3	10	2	1760	50,81	101,61	5,00	в траншее	1,04	0,9	36,29	3х25	90	84,24	105,30	510	0,01
Кабели напряжением 0,4 кВ
17	КТП3-СП1	0,4	2	71,20	51,38	66,80	158,68	в траншее	1,08	0,9		3х35 1х25	135	131,22	164,03	12	5,18
18	КТП12-СП2	0,4	2	94,48	68,18	88,64	110,50	в траншее	1,08	0,9		3х35 1х25	135	131,22	164,03	12	4,78
19	КТП13-СП3	0,4	4	308,94	111,48	144,92	23,21	в траншее	1,08	0,8		3х95 1х50	240	207,36	259,20	28	0,45
20	КТП13-СП4	0,4	4	219,72	79,29	103,07	96,06	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	1,47
21	КТП13-СП5	0,4	4	259,47	93,63	121,72	145,32	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	2,63
22	СП5-СП6	0,4	2	39,75	28,68	37,29	91,44	в траншее	1,08	0,9		3х35 1х25	135	131,22	164,03	12	1,67
23	КТП6-СП7	0,4	4	246,94	89,11	115,84	198,52	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	3,42
24	КТП6-СП8	0,4	4	246,94	89,11	115,84	236,87	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	4,08
25	КТП9-СП9	0,4	4	225,46	81,36	105,76	39,99	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	0,63
26	КТП9-СП10	0,4	4	225,46	81,36	105,76	88,56	в траншее	1,08	0,8		3х70 1х35	190	184,68	230,85	28	1,39

Таблица 13 – Выбор сечений кабелей