Схема распределительной сети 10 кВ

Для распределительной сети 10 кВ применим схему с двумя встречными магистралями. Схемы с двойными магистралями применяются на подстанциях с двумя секциями сборных шин, которые работают раздельно. В случае повреждения одной магистрали, все подстанции переключаются на магистраль, оставшуюся в работе. Двойные магистрали с двусторонним питанием применяются при необходимости питания от двух независимых источников по условиям надежности электроснабжения. В качестве независимых источников питания используются две секции сборных шин, каждая из которых в свою очередь запитана от независимого источника питания.

Схема распределительной сети 10 кВ представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1. Схема распределительной сети 10кВ.

Выбор сечения кабелей сети 10кВ

Электрические нагрузки городских сетей 10кВ в соответствии с [1] определяются умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов отдельных ТП, присоединенных к данному элементу сети (ЦП, РП, линии и др.), на коэффициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок (коэффициент участия в максимуме нагрузок), принимаемый по [5, табл. 2.4.1]. Коэффициент мощности для линий 10 кВ в период максимума нагрузки принимается равным 0,92 ().

Расчетная активная нагрузка линии Р_р.w определяется по формуле:

кВт, (5.1).

где k_у — коэффициент совмещения максимумов нагрузок трансформаторов;

Р_{р.ТП, i} — активная нагрузка i-ой ТП, получающей питание по данной линии в послеаварийном режиме, кВт.

Расчетная реактивная нагрузка линии Q_p.W определяется по формуле:

квар, (5.2).

где Р_р.W - расчетная активная нагрузка в послеаварийном режиме, кВт;

tgц — коэффициент реактивной мощности.

Полная электрическая нагрузка S_р определяется по формуле:

кВ^.А, (5.3).

где P_р — расчетная электрическая нагрузка линии, кВт;

Q_р — расчетная реактивная мощность линии, квар.

Расчетный ток линии в послеаварийном режиме работы I_р, кА, определяется по формуле:

А, (5.4).

где S_р. — полная электрическая нагрузка линии, кВ^.А;

U_н — номинальное напряжение, кВ.

Согласно [1] кабели выбирают по следующим условиям:

1) По экономической плотности тока:

мм², (5.5).

где F_р — расчетное сечение кабеля, мм²;

I_р — расчетный ток линии, А;

j_эк — экономическая плотность тока, А/мм².

2) По нагреву током послеаварийного режима:

I_па k_ср. k_пр. k_пер. k_гр. I_доп,А, (5.6).

где I_па — ток послеаварийного режима, А;

k_ср — коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной [1, таблица 1.3.3];

k_пр — коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки при параллельной прокладке [1, таблица 1.3.26];

k_пер — коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме, равный 1,25;

k_гр — коэффициент, учитывающий удельное сопротивление грунта [1, таблица 1.3.23];

I_доп — допустимый ток кабеля, А, [1].

3) По допустимому отклонению напряжения:

%, (5.7).

где ДU_доп — допустимая потеря напряжения: должна быть 5% [1];

ДU_р — расчетные потери напряжения, %;

I_р — расчетный ток линии, А;

L — длина кабеля, км;

r₀ — удельное активное сопротивления кабеля, мОм/м, [10];

x₀ — удельные реактивное сопротивления кабеля, мОм/м; [10];

cosц_Н, sinц_Н — косинус и синус нагрузки;

U_ном — номинальное напряжение кабеля, В.

4) По термической стойкости:

мм², (5.8).

где F_p — выбранное сечение кабеля, мм^2;

F_т.с. — термически стойкое сечение кабеля, мм²;

I_K⁽³⁾ — ток трехфазного КЗ, А;

t_п — приведенное время КЗ, с;

С — температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева кабеля, А· с^½/мм^2.

Выбираем марку кабеля: АВБ_бШ_В — алюминиевая жила, изоляция из поливинилхлорида, броня из профилированной стальной ленты, защитный покров в виде прессованного шланга из поливинилхлорида.

Для примера, рассчитаем линию W1 по формулам (5.1) — (5.3):

Р_рW1 = 0,8. (768 + 746 + 712 + 670 + 774 + 639) = 3447,2 (кВт);

Q_рW1 = 3447,2. 0,43 = 1482,3 (квар);

(кВ•А).

Расчетный ток линии в послеаварийном режиме работы определим по формуле (5.4):

(А).

Далее выберем кабель, соответствующий условию (5.5):

(мм²⁾,.

где j_эк = 1,4 по [1, табл. 1.3.36].

Принимаем сечение — 185 мм². Для кабеля этого сечения I_доп =310 А [1, таблица 1.3.16], следовательно подставив численные значения в выражение (4.6) получим:

• 216,6 (А) <1 • 1 • 1,25 • 1 • 310 (А),
• 216,6А < 387,5А.

Отклонение напряжения составит:

(%);

0,14% 5%,.

где r_0, x₀ берем в соответствии с сечением кабеля.

Термически стойкое сечение определим по условию (5.8):

(мм²⁾.

185 мм²? 37,1 мм².

Условие выполняется. Принимаем для этой линии окончательно сечение F_.= 185 мм².

Результаты расчетов других линий представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1. Выбор сечения кабелей на напряжение 10 кВ.