Tс.вык.– особистий час відключення вимикача (приймається за каталогами залежно від типу вимикача). 3 страница
Таблиця 1.18 - Розрахунок лінії ДЖ-РП-ТП1-ТП3 та РП-ТП2-ТП4
| Найменування | Ділянка мережі | ||||
| ДЖ-РП | РП-ТП1 | ТП1-ТП3 | РП-ТП2 | ТП2-ТП4 | |
| Довжина ділянки, км | 1,07 | 0,12 | 0,3 | 0,16 | 0,31 |
Струм ділянки в нормальному режимі  ,А
| 93,50 | 47,70 | 21,72 | 56,19 | 27,08 |
| Розрахунковий переріз кабеля Fэк, мм2 | 66,8 | 34,1 | 15,5 | 40,1 | 19,3 |
| Переріз за ДСТ, мм2 | |||||
Припустимий струм кабеля,  , А
| |||||
Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в нормальному режимі,  , А
| 127,05 | 88,55 | 57,75 | 88,55 | 57,75 |
Розрахунковий струм в післяаварійному режимі при живленні від точки А  ,А
| 186,99 | 95,40 | 43,45 | 112,37 | 54,16 |
Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в післяаварійному режимі,  , А
| 223,1 | 155,5 | 101,4 | 155,5 | 101,4 |
| Уточнений переріз кабеля за ДСТ, мм2 | |||||
Припустимий струм кабелю,  , А
| |||||
| Припустимий струм кабелю з урахуванням поправних коефіцієнтів в післяаварійному режимі, , А
| 223,1 | 155,5 | 101,4 | 155,5 | 101,4 |
| Активний опір кабеля по ділянках, Ом | 0,47 | 0,11 | 0,58 | 0,14 | 0,60 |
| Реактивний опір кабеля по ділянках, Ом | 0,09 | 0,01 | 0,03 | 0,01 | 0,03 |
Втрати напруги в норм. режимі, 
| 0,84 | 0,09 | 0,21 | 0,14 | 0,27 |
Сумарні втрати до віддаленої точки 
| 1,14 | 0,41 | |||
Втрати напруги в аварійному режимі, 
| 1,69 | 0,18 | 0,42 | 0,28 | 0,55 |
Сумарні втрати до віддаленої точки 
| 2,29 | 0,83 | |||
| Втрати навантаження Р,кВт | 12,43 | 0,73 | 0,82 | 1,35 | 1,32 |
1.8.4. Розрахунок розподільної електричної мережі 0,4 кВ
Переріз жил кабелів розподільних мереж 0,4 кВ повинні бути вибрані, а потім перевірені за припустимим тривалим струмовим навантаженням по нагріванню у нормальному й післяаварійному режимах, припустимою втратою напруги в нормальному й післяаварійному режимах.
Попередній вибір перерізів кабелів роблять, виходячи з середніх значень граничних втрат напруги в нормальному режимі в мережах 0,4 кВ (от ТП до вводів у будівлю) не більше 4% і здійснюють за формулою
(1.37)
де 
- питома провідність алюмінію, =32 м/Ом*мм2;
- припустима втрата напруги, 4%;
- лінійна напруга мережі, В;
- сума моментів навантаження, кВт×м;
За припустимою втратою напруги кабель можна перевірити за формулою:
. (1.38)
Таблиця 1.19 – Розрахункові дані по розподільній мережі 0,4 кВ (ТП1)
| Найменування | Ділянка мережі | |||||
| ТП1-ЖБ2 | ТП1-ЖБ2 | ТП1-ЖБ2 | ТП1-ЖБ5 | ТП1-дит.садок | ТП1-ЖБ3 | |
| Довжина ділянки, м | 53,82 | 49,14 | 98,28 | 46,80 | 86,58 | 98,28 |
| Активне навантаження Рi, кВт | 189,97 | 189,97 | 189,97 | 360,75 | 67,50 | 286,94 |
| Струм ділянки в нормально-му режимі Iр.к-м .нор, А | 149,02 | 149,02 | 149,02 | 188,66 | 52,95 | 225,09 |
| Розрахунковий переріз кабеля, Fэк, мм2 | 27,66 | 25,25 | 50,51 | 30,45 | 15,81 | 76,29 |
| nкаб | ||||||
| Переріз за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в нормальному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 184,80 | 184,80 | 184,80 | 172,80 | 69,30 | 265,65 |
| Розрахунковий струм в післяаварійному режимі при живленні від точки А, Iр.к-м .авар, А | 298,04 | 298,04 | 298,04 | 282,99 | 105,90 | 450,18 |
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в після аварій-ному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 324,5 | 324,5 | 324,5 | 298,6 | 121,7 | 466,4 |
| Уточнений переріз кабеля за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в після аварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 324,48 | 324,48 | 324,48 | 298,56 | 155,48 | 466,44 |
| Втрати напруги в норма-льному режимі, Uн% | 1,16 | 1,06 | 2,13 | 1,28 | 2,53 | 1,65 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uн% | 1,16 | 1,06 | 2,13 | 1,28 | 2,53 | 1,65 |
| Втрати напруги в аварійному режимі, Uа% | 2,33 | 2,13 | 4,25 | 1,92 | 5,06 | 3,30 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uа% | 2,33 | 2,13 | 4,25 | 1,92 | 5,06 | 3,30 |
Таблиця 1.20 – Розрахункові дані по розподільній мережі 0,4 кВ (ТП2)
| Найменування | Ділянка мережі | |||||
| ТП2-ЖБ1 | ТП2-ЖБ1 | ТП2-ЖБ1 | ТП2-будинок побуту | ТП2-ЖБ3 | ТП2-ЖБ3 | |
| Довжина ділянки, м | 84,24 | 79,56 | 81,90 | 37,44 | 77,22 | 51,48 |
| Активне навантаження Рi, кВт | 215,12 | 215,12 | 215,12 | 120,00 | 286,94 | 286,94 |
| Струм ділянки в нормальному режимі Iр.к-м .нор, А | 168,75 | 168,75 | 168,75 | 94,13 | 225,09 | 225,09 |
| Розрахунковий переріз кабеля, Fэк, мм2 | 49,02 | 46,30 | 47,66 | 12,15 | 59,94 | 39,96 |
| nкаб | ||||||
| Переріз за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в нормальному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 207,90 | 127,05 | 127,05 | 127,05 | 265,65 | 265,65 |
| Розрахунковий струм в післяаварійному режимі при живленні від точки А, Iр.к-м .авар, А | 337,50 | 337,50 | 337,50 | 188,27 | 450,18 | 450,18 |
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в післяаварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 365,0 | 223,1 | 223,1 | 223,1 | 466,4 | 466,4 |
| Уточнений переріз кабеля за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в післяаварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 365,0 | 223,1 | 223,1 | 205,3 | 466,4 | 466,4 |
| Втрати напруги в нормальному режимі, Uн% | 1,63 | 1,54 | 1,59 | 0,97 | 1,30 | 0,86 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки ,Uн% | 1,63 | 1,54 | 1,59 | 0,97 | 1,30 | 0,86 |
| Втрати напруги в аварійному режимі, Uа% | 3,27 | 3,09 | 3,18 | 1,94 | 2,59 | 1,73 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uа% | 3,27 | 3,09 | 3,18 | 1,94 | 2,59 | 1,73 |
Таблиця 1.21 – Розрахункові дані по розподільній мережі 0,4 кВ (ТП3)
| Найменування | Ділянка мережі | ||||
| ТП3-школа | ТП3-ЖБ5 | ТП3-ЖБ3 | ТП3-ЖБ4 | ТП3-ЖБ4 | |
| Довжина ділянки, м | 81.9 | 60,84 | 121.7 | 112.32 | 93.6 |
| Активне навантаження Рi, кВт | 375.00 | 126,00 | 286.94 | 175.45 | 175.45 |
| Струм ділянки в нормаль-ному режимі Iр.к-м .нор, А | 196.11 | 98,84 | 225.09 | 137.63 | 137.63 |
| Розрахунковий переріз кабеля Fэк, мм2 | 55.39 | 20,74 | 94.45 | 53.31 | 44.42 |
| nкаб | |||||
| Переріз за ДСТ, мм2 | |||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | |||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в нормальному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 172.80 | 127,05 | 265.65 | 184.80 | 184.80 |
| Розрахунковий струм в після аварій-ному режимі при живленні від точки А, Iр.к-м .авар, А | 294.17 | 197,68 | 450.18 | 275.26 | 275.26 |
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в після-аварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 298.6 | 223,1 | 466.4 | 324.5 | 324.5 |
| Уточнений переріз кабеля за ДСТ, мм2 | |||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | |||||
| Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в післяаварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 298.56 | 205,26 | 466.44 | 324.48 | 324.48 |
| Втрати напруги в нормальному режимі, Uн% | 2.33 | 1,66 | 2.04 | 2.24 | 1.87 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uн% | 2.33 | 1,66 | 2.04 | 2.24 | 1.87 |
| Втрати напруги в аварійному режимі, Uа% | 3.50 | 3,32 | 4.08 | 4.49 | 3.74 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uа% | 3.50 | 3,32 | 4.08 | 4.49 | 3.74 |
Таблиця 1.22 – Розрахункові дані по розподільній мережі 0,4 кВ (ТП4)
| Найменування | Ділянка мережі | |||||
| ТП4-ЖБ2 | ТП4-ЖБ2 | ТП4-ЖБ2 | ТП4-Лікарня | ТП4-ЖБ7 | ТП4-ЖБ7 | |
| Довжина ділянки, м | 14.04 | 72.54 | 58.5 | 39.78 | 138.06 | 145.08 |
| Активне навантаження Рi, кВт | 189.97 | 189.97 | 189.97 | 440.00 | 93.15 | 93.15 |
| Струм ділянки в нормаль-ному режимі Iр.к-м .нор, А | 149.02 | 149.02 | 149.02 | 230.10 | 73.07 | 73.07 |
| Розрахунковий переріз кабеля Fэк, мм2 | 7.22 | 37.28 | 30.06 | 31.57 | 34.79 | 36.56 |
| nкаб | ||||||
| Переріз за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з ураху-ванням поправних коефіцієнтів в нор-мальному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 184.80 | 184.80 | 184.80 | 219.60 | 103.95 | 103.95 |
| Розрахунковий струм в після аварій-ному режимі при живленні від точки А, Iр.к-м .авар, А | 298.04 | 298.04 | 298.04 | 345.16 | 146.14 | 146.14 |
| Припустимий струм кабеля з ураху-ванням поправних коефіцієнтів в після-аварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 324.5 | 324.5 | 324.5 | 379.4 | 182.5 | 182.5 |
| Уточнений переріз кабеля за ДСТ, мм2 | ||||||
| Припустимий струм кабеля, Iприп, А | ||||||
| Припустимий струм кабеля з ураху-ванням поправних коефіцієнтів в після-аварійному режимі, (КнКtКсКпн)Iприп, А | 324.48 | 324.48 | 324.48 | 379.42 | 223.08 | 223.08 |
| Втрати напруги в нормальному режимі, Uн% | 0.30 | 1.57 | 1.27 | 0.84 | 2.78 | 2.92 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uн% | 0.30 | 1.57 | 1.27 | 0.84 | 2.78 | 2.92 |
| Втрати напруги в аварійному режимі, Uа% | 0.61 | 3.14 | 2.53 | 1.26 | 5.57 | 5.85 |
| Сумарні втрати до віддаленої точки, Uа% | 0.61 | 3.14 | 2.53 | 1.26 | 5.57 | 5.85 |
1.9. Техніко-економічне порівняння двох схем живлення ТП: з РП та без РП
Техніко-економічне порівняння варіантів виконуємо за методикою приведених витрат:
Річні витрати виробництва розраховуються по формулі
В=Ва+Вор+Вв (1.39)
де Ва – щорічні амортизаційні відрахування:
Вор – щорічні витрати на обслуговування і ремонт;
Вв – щорічні витрати, зв’язані з втратами електроенергії.
Ва = Кком×ф ком+Кл×л (1.40)
де Кком, Кл – вартість комірок і ліній, відповідно тис.грн.
ф ком=0,06, л = 0,015 – нормативи амортизаційних відрахувань від вартості комірок і ліній.
Вв=Е× (1.41)
де – вартість втрат електроенергі’, вартість втрат складає 24 коп/кВтч;
Е – втрати в ліні’.
Е = Рмкс× (1.42)
Рмкс – максимальні втрати активної потужності в лініях при розрахункових навантаженнях, кВт;
– приведене на рік час максимальних втрат, визначаємо за графіком, для комунально-побутових підприємств = 1968 ч.
Визначення витрат на компенсацію втрат у мережі.
У схемах варіантів з РП та без РП кількість трансформаторів однакова, режим роботи теж однаковий, тому втрати потужності і енергії будемо визначати тільки в кабельних лініях. Причому втрати будемо розраховувати тільки в КЛ 10 кВ, тому що довжини ліній 0,4 кВ і їхнє навантаження в обох варіантах однакові.
Втрати потужності в кабелях на кожній ділянці мережі розраховуємо по формулі:
Р=Кп×(S×cos/2)2×L (1.43)
де Р – розрахункова потужність, МВт;
L – довжина КЛ, км;
Cos = 0,9;
Кп – коефіцієнт втрат потужності.
Розрахунок втрат потужності по кожному з варіантів зведемо у таблицю 1.15
Розрахунок капітальних витрат по кожному з варіантів зведемо у таблицю 1.14
Таблиця 1.23 - Розрахунок капітальних витрат
| Варіант без РП | Варіант з РП | |||||
| Устаткування | Одиниця виміру | Вартість за од, тис. грн | Кількість, км | Вартість усьго, тис.грн | Кількість, км | Вартість усьго, тис.грн |
| 2×16 | км | 12,23 | 0,61 | 7,46 | 0,31 | 3,79 |
| 2×35 | км | 23,55 | 2,43 | 57,23 | 0,28 | 6,59 |
| 2×70 | км | 44,15 | 0,00 | 1,07 | 47,24 | |
| Усього кап.витрат на КЛ | 64,69 | 57,63 | ||||
| Обладнання | ||||||
| РП | тис.грн | |||||
| Ячейки | тис.грн | 3,2 | 19,2 | 9,6 | ||
| Усього обладнання | 19,2 | 50,6 | ||||
| Усьго вартість | 83,89 | 108,23 |
Таблиця 1.24 – Розрахунок втрат
| Варіант без РП | Варіантз РП | |
| Усього втрат по варіанті, кВт | 21,92 | 16,66 |
| Приведений час втрат, година | ||
| Річні втрати, МВтч | 43,85 | 33,31 |
| Ціна втрат, грн/кВтч | 0,242 | 0,242 |
| Вартість втрат,тис.грн | 10,61 | 8,06 |
Остаточний розрахунок приведених витрат представлений у таблиці 1.25.
Таблиця 1.25 – Розрахунок приведених витрат.
| норматив | Варіант без РП | Варіант з РП | |
| Амортизаційні відрахування | |||
| КЛ, тис. грн | 0,03 | 1,94 | 1,73 |
| Обладнання | 0,063 | 1,21 | 3,19 |
| Усього, тис. грн | 3,15 | 4,92 | |
| Відрахування на ремонт | |||
| КЛ, тис. грн | 0,015 | 0,97 | 0,86 |
| Обладнання | 0,01 | 0,19 | 0,51 |
| Усього, тис. грн | 1,16 | 1,37 | |
| Вартість втрат, тис.грн | 10,61 | 8,06 | |
| Усьго річних витрат,тис. грн | |||
| Приведені капітальні витрати, тис.грн | 0,12 | 10,07 | 12,99 |
| Приведені витрати, тис.грн | 24,99 | 27,34 |
З приведеного техніко-економічного порівняння видно, що більш переважним з економічної точки зору є варіант без РП.
1.10. Розрахунок струмів короткого замикання (скз) у розподільній мережі 10 кВ.
Сучасні розподільні мережі 10 кВ працюють з ізольованою нейтраллю або з компенсацією ємнісних струмів. Тому в них можливі такі пошкодження: трифазні, двофазні й подвійні замикання на землю, а також однофазні замикання на землю. У цьому курсовому проекті для вибору електрообладнання достатньо розрахувати трифазне коротке замикання. Розрахунки можна виконувати в іменованих одиницях, оскільки це дозволяє безперервно контролювати достовірність ведення розрахунку і правильність отримання результатів.
Для розрахунку струмів короткого замикання необхідно визначити опір до точки к.з.:
, (1.44)
де 
- опір системи, Ом; 
- опори елементів розподільної мережі, Ом.
Опір системи визначаємо як
(1.45)
де 
- потужність короткого замикання, МВА.
Сталий струм короткого замикання у будь-якій точці знаходимо так:
(1.46)
де Zекв.- сумарний опір до точки короткого замикання.
При живленні від джерела нескінченної потужності його незмінна й періодична складова струму короткого замикання, тоді
, (1.47)
де 
початкове діюче значення періодичної складової струму короткого замикання. Ударний струм короткого замикання:
(1.48)
При визначенні періодичної складової СКЗ в момент розходження контактів вимикача 
можна вважати ЕРС системи і періодичну складову ТКЗ незмінними в часі, тобто = 
.
Аперіодична складова ТКЗ до моменту розходження контактів
, (1.49)
де – розрахунковий час, для якого треба знайти 
.
Розрахунковий час =tз.мин. + tс.вык.,
де tз.мин.– мінімальний час дії релейного захисту (приймається рівним 0,01 с);
tс.вык.– особистий час відключення вимикача (приймається за каталогами залежно від типу вимикача).
Повний інтеграл Джоуля СКЗ є результатом дії періодичної ( 
.) і аперіодичної ( 
.) складових СКЗ:
(1.50)
При віддаленому КЗ, коли періодична складова СКЗ в часі не змінюється,
, (1.51)
де 
– час від початку КЗ до його відключення, с; 
- час дії релейного захисту, с; 
– повний час відключення вимикача з приводом, с.
Якщо 
=1¸2, то можна застосувати вираз
. (1.52)
Розрахувати струм короткого замикання в точках К1-К3 для схеми рисунок 1.9. Потужність короткого замикання 
.
Рисунок 1.9 – Розрахункова схема розподільної мережі 10 кВ
Визначаємо опір системи:
Визначаємо еквівалентні опори