CC BY
142. Министерство образования и науки Российской Федерации. Методические указания по проектированию для студентов специальности 100400 -Электроснабжение // Мар. гос. ун-т; сост. И.В. Максимова. Йошкар-Ола, 2007. 74 с.
3. Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г. Оценка экономического ущерба от несимметрии и несинусоидальности напряжений в промышленных системах электроснабжения. Техническая электродинамика, 1980. № 1. С. 33-37.
4. Лещинская Т.Б., Суворов М.Н. Эффективность применения автономного источника электроснабжения в отдаленных газифицированных населенных пунктах. // М.: МИЭЭ, 2019. 178 с.
5. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. // М.: Агропромиздат, 1990. 496 с.
6. Лещинская Т.Б., Наумов И.В. Электроснабжение сельского хозяйства: Учебник для вузов. / М.: Бибком, 2015. 655 с.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ 10 КВ, И РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
1 2 Чернов О.И. , Елисеева Е.А.
1Чернов Олег Игоревич - бакалавр, кафедра электроэнергетических систем, Институт электроэнергетики
Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт;
2Елисеева Елизавета Алексеевна - магистрант, кафедра систем обработки информации и управления, Московский государственный университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Аннотация: в статье произведен обзор основных технических решений и выполнен расчёт линий 10 и 0,4 кВ с использованием нового оборудования. Ключевые слова: СИП, АС 70, допустимые токи, сечение проводов.
Изменение схемы питающей сети и использование секционного выключателя полностью не решает проблему надежного электроснабжения потребителей, поэтому будет использовать другие методы для повышения надежности сети.
Рассмотрим основные технические решения, принятые при проектировании распределительных линий 10 кВ, произведем расчет линий с использованием нового оборудования.
Схема сети 10 кВ строится по магистральному принципу: к магистралям линий 10 кВ, по которым осуществляется взаимное резервирование линий, присоединяется опорные трансформаторные подстанции 10/0,4кВ с развитым распределительным устройством, предназначенным для присоединения радиальных линий 10кВ, устройств автоматики и телемеханики и распределительные пункты 10кВ (РП).
Целесообразно выбирать сечения проводов на ВЛ 10 кВ магистральным способом, в котором изначально заложены требования надежности электроснабжения и в соответствии с которым на магистрали ВЛ 10 кВ принимаются провода не менее АС 70, а на отпайках - не менее АС 35 [1].
Пример расчётной схемы приведен на рисунке 1.
Рис. 1. Расчётная схема ВЛ10 кВ
Нагрузки заданы в кВА, косинус принимается одинаковым для всех нагрузок равным 0,9. Длины участков приведены в километрах.
Для проведения расчёта максимальных потерь напряжения в линии, определяют потери напряжения в 1 км участков в зависимости от мощности участка. Для расчётов воспользуемся номограммой [1].
Допустимые потери напряжения в линиях 10 кВ принимается 5% [3]. Расчёт максимальных нагрузок на участках линии проводится с учётом коэффициентов одновременности или по добавкам мощностей [2].
Эквивалентный ток участка определяется по формуле:
1169,5
Т _ ^экв
1 экв = VI- ин
у/3-10
= 6 7, 6 А.
Выбор сечений проводов магистрали ВЛ 10 кВ осуществляется по эквивалентному току:
экв
\
=
\ ян)
67,62-1,5 + 39,42-1,5 + 30,02-4+13,92-3
1,5 + 1,5+4+3
А.
Экономическую плотность тока принимают равной 0,5 ^ 0,6 А/мм , что характерно для районов с малой плотностью нагрузок.
Экономическое сечение выбирается по формуле: /I экв\ 3 6 , 6
Рэк = I-I = -= 6 1 ммг — 7 0 мм .
эк
Для остальных участков схемы расчеты проводятся аналогично и сведены в Таблицу 1.
Номер участко в ВЛ 10кВ s **тахч к ■ А Эквивалентны й ток участка I кв, А Длина участка, км Марка и сечение провода Потеря напряжения, %
На 1 км На участке От подстанци и
0 - 1 1169,5 67,6 1,5 АС 70 0,59 0,885 0,87
1 - ТП №1 230 13,3 2 АС 35 0,19 0,38 1,25
1 - ТП №2 310 17,9 1 АС 35 0,26 0,26 1,13
1 - 2 681,5 39,4 1,5 АС 70 0,37 0,555 1,43
2 - ТП №3 210 12,1 3 АС 35 0,175 0,525 1,95
2 - 3 519 30,0 4 АС 70 0,32 1,28 2,71
3 - 4 230 13,3 1,5 АС 35 0,19 0,285 2,99
4 - ТП №5 90 5,2 1,5 АС 35 0,07 0,105 3,10
4 - ТП №6 140 8,1 1,5 АС 35 0,11 0,165 3,16
3 - ТП №4 200 11,6 2,5 АС 35 0,15 0,375 3,08
3 - ТП № 7 240 13,9 3 АС 70 0,21 0,63 3,34
Наибольшие потери напряжения (3,34%) не превышают допустимые потери напряжения (5%).
Таким образом сечения проводов при проектировании линий ВЛ 10 кВ сечения для магистральной линии - АС 70, а для линий на отпайках - АС 35.
Использование СИП при создании конструкций воздушных линий (ВЛИ) позволяет увеличить экономичность электроснабжения потребителей, уменьшить эксплуатационные расходы и увеличить надежность. Поэтому в настоящее время применение защитных проводов одно из самых основных технических решений для ВЛ 6-10 кВ.
СИП имеет значительные преимущества по сравнению с проводами марки АС. Проведем расчет марки проводов СИП -3.
1х70 1х50 1х35
- предельная длительно допустимая рабочая температура жил 900 900 900
- предельно допустимая температура нагрева жил кабелей в аварийном режиме (или режиме перегрузки) 1300 1300 1300
- максимальная температура нагрева жил при КЗ 2500 2500 2500
- эл. сопротивление жилы, не более, Ом 0,443 0,641 0,868
Активное сопротивление проводов, Ом/км 0,493 0,720 0,986
Диаметр жилы максимальный/минимальный, мм 9,95/9,45 8,35/7,85 7,10/6,70
Индуктивное сопротивление проводов, Ом/км 0,299 0,291 0,307
- допустимый ток нагрузки: 240 195 160
- допустимый ток короткого замыкания: 6,5 кА 4,6 кА 3,2 кА
Сечение проводов ВЛ выбирается аналогично рассмотренному методу выше и сечение совпадает с сечением марки АС.
Аналогично рассчитываются другие линии. Результаты расчётов приводятся в Таблице 3.
Однако необходимо провести проверки сечения по условиям технических ограничений.
Для нормальной работы ЭП необходимо, чтобы возникающие потери и отклонения напряжения находились в допустимых пределах. Проверка площади сечения по допустимой потере напряжения вычисляется по формуле:
д у _ 5 (со s p ■ r0 + si nip ■ Xq) ■ ¿ _ ^qq y
где S - полная мощность линии; r0 - удельное активное сопротивление провода; х0 - удельное реактивное сопротивление провода; L - длина участка, м.
Пример расчета для участка 0 -1:
5 ■ (Cos ер ■ rn + sin ер ■ х0) ■ L
-----100%,
д и =
д и =
1 1 6 9 , 5н (0, 9 ■ 0,49 3 + 0,43 6 ■ 0,2 99) ■ 1 , 5 №
100 % = 1,01 %.
Для остальных участков расчет аналогичный. Суммарные потери напряжения вычисляется по формуле:
^д и = £ г=0д и г.
¿■Д и не должна превышать 5 % [9].
Результаты расчётов потерь напряжения для СИП-3 приводятся в Таблице 3.
Номер участков ВЛ 10кВ s таху к А Длина участка км Марка и сечение провода СИП Потери напряжения, %
На участке От подстанции
0 - 1 1169,5 1,5 (1х70) 1,11 1,11
1 - ТП №1 230 2 (1х35) 0,470 1,48
1 - ТП №2 310 1 (1х35) 0,317 1,32
1 - 2 681,5 1,5 (1х70) 0,587 1,59
2 - ТП №3 210 3 (1х35) 0,643 2,24
2 - 3 519 4 (1х70) 1,19 2,79
3 - 4 230 1,5 (1х35) 0,352 3,14
4 - ТП №5 90 1,5 (1х35) 0,138 3,28
4 - ТП №6 140 1,5 (1х35) 0,214 3,35
3 - ТП №4 200 2,5 (1х35) 0,511 3,30
3 - ТП № 7 240 3 (1х70) 0,413 3,20
Проверка сечения должна выполняться по условию:
1 ттабл Ь-'л Ь 1 дл.доп. ' к Т,
где 1 л- ток, протекающий по линии в режиме наибольших нагрузок, поправочный коэффициент на температуру воздуха, учитывающий фактической температуры воздуха от расчетной.
А; кТ -отличие
Т 1 дл .доп. — Т 1 факт 90- Т факт
т 1 дл .доп. - Т 1 расч Л 90 -25
Т
Тфакт для Москвы примем — 1 8 , 1 (среднеиюльская), тогда:
. /90-18,1 .
кТ = I-- = 1 , 0 5 .
Т
Результаты проверки сечения по длительно допустимым токам приводятся в Таблице 4.
Таблица 4. Проверка сечения СИП по длительно допустимым токам
Номер участков ВЛ 10кВ Рабочий ток участка 1 раб,А Сечение, F, м м 2 Табличное значение тока, ^до п . табл, А Выполнение условия / ^ /та&л . ь 'л — 1 ДЛ.Д оп. ЛТ
0 - 1 67,6 70 210 Удовл.
1 - ТП №1 13,3 35 130 Удовл.
1 - ТП №2 17,9 35 130 Удовл.
1 - 2 39,4 70 210 Удовл.
2 - ТП №3 12,1 35 130 Удовл.
2 - 3 30,0 70 210 Удовл.
3 - 4 13,3 35 130 Удовл.
4 - ТП№5 5,2 35 130 Удовл.
4 - ТП №6 8,1 35 130 Удовл.
3 - ТП №4 11,6 35 130 Удовл.
3 - ТП № 7 13,9 70 210 Удовл.
Условие к термической стойкости к токам короткого замыкания в соответствии с правилами устройства электроустановок провода воздушных линий напряжением выше 1 кВ не проверяются.
Можно сделать вывод, что при реконструкции воздушных линий 0,4 и 10 кВ эффективной будет замена оборудования АС 10 и АС 30 на СИП при сооружении воздушных изолированных линий. После выбора площади сечения самонесущих изолированных проводов воздушной линии 10 кВ, проверки площади выбранного сечения по допустимой потере напряжения и проверки площади выбранного сечения по длительно допустимым токам можно сказать, что метод для повышения надежности за счет использования нового оборудования оказался эффективным.
Список литературы
1. Министерство энергетики Российской Федерации. Правила устройства электроустановок. 6-е изд., перераб. и доп. // М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. 608 с.: ил.
2. Министерство образования и науки Российской Федерации. Методические указания по проектированию для студентов специальности 100400 -Электроснабжение // Мар. гос. ун-т; сост. И.В. Максимова. Йошкар-Ола, 2007. 74 с.
3. Кузнецов В.Г., Николаенко В.Г. Оценка экономического ущерба от несимметрии и несинусоидальности напряжений в промышленных системах электроснабжения. Техническая электродинамика, 1980. № 1. С. 33-37.
4. Лещинская Т.Б., Суворов М.Н. Эффективность применения автономного источника электроснабжения в отдаленных газифицированных населенных пунктах. // М.: МИЭЭ, 2019. 178 с.
5. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. // М.: Агропромиздат, 1990. 496 с.
6. Лещинская Т.Б., Наумов И.В. Электроснабжение сельского хозяйства: Учебник для вузов. / М.: Бибком, 2015. 655 с.
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УДАЛЕННЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ Чернов О.И.1, Елисеева Е.А.2
1Чернов Олег Игоревич - бакалавр, кафедра электроэнергетических систем, Институт электроэнергетики Национальный исследовательский университет Московский энергетический институт; 2Елисеева Елизавета Алексеевна - магистрант, кафедра систем обработки информации и управления, Московский государственный университет им. Н.Э. Баумана, г. Москва
Аннотация: в статье проведен анализ состояния существующих электрических сетей 0,4 и 10 кВ и обоснована необходимость реконструкции воздушных линий. Ключевые слова: схема электроснабжения, надежность электроснабжения, время перерыва электроснабжения.
Все потребители в соответствии с ПУЭ разделены на три категории надежности. Для потребителей с малой плотностью нагрузки (как правило, сельскохозяйственные
27
