Электропитающие установки (Практическая №1)

Выполнить электрический расчет разомкнутой распределительной сети, по
которой осуществляется питание потребителей №1-4. Номинальное
напряжение сети 10 кВ, токи нагрузок , коэффициенты мощности нагрузок и
длины участков сети выбираются по таблице.

• 1. Выбрать сечение проводов распределительной сети заданной
  конфигурации по допустимой потере напряжения в сети,
• 2. Рассчитать потери и уровень напряжения у каждого потребителя,

Исходные данные:

Номинальное напряжение линии: U = 10 кВ;

А

E

1

2

С

3

D

4

Рисунок 1 – Схема сети

Токи нагрузок: 11=50 A

12 = 25A ; 13 = 15 A ; 14=35 A .

Длины участков: l_A = 2,0 км

L = 1,5 км ; l_r=2,5км ; l_n=2,0км ; L=3,5км

BCD E

Коэффициенты мощности

нагрузок: cos ф1= 0,95 ; cos ф₂= 0,88 ; cos ф₃=0,82 ; cos ф=0,85

Расчет активной мощности потребителей:

P 1=73-11-U-cos ф1 = 1,73-50-10-0,95 = 821,75кВт

P2=73-12‘U-cos ф₂= 1,73-25 -10-0,88 = 380,6 кВт

P 3=73-1₃-U-cos ф₃=1,73-15-10-0,82 = 212,79 кВт

P 4 = 73-14-U -cos ф₄ = 1,73-35-10-0,85=514,68 кВт

где I₁ ; I₂ ; I₃ ; I₄ – токи нагрузок;

U – напряжение

Расчет реактивной мощности потребителей:

Q 1=7 3-11-U-sin Ф1 = 1,73-50-10-0,31 = 268,15 квар

Q 2=73-12-U-sin ф₂ = 1,73-25-10-0,48= 207,6 квар

Q ₃=7 3-1₃-U-sin ^ = 1,73-15-10-0,57 = 147,92 квар

Q ₄ = 73-1₄-U-sin ф₄=1,73-35-10-0,53 = 320,92 квар

Расчет потери напряжения от реактивной мощности:

Среднее значение удельного индуктивного сопротивления: X ₀=0,35 Ом / км

4

_A § ^Q Q + Q₂+Q₃+Q₄
ATT^A- =--v .1 ^_2£2_V3_V4 ,

P TT ^Л° A = TT ^lA

^U ном ^U НОМ

A U

-а_ 268,15+207,6 +147,92+320,92

p

10

-0,35-2= 66,12 В

4

_B § ^Q Q₂ + Q₃ + Q₄

B-i=22£2—13—

^A UP TT X0 ^LB TT X0 ^LB

^U ном ^U НОМ

A U^BB=

207,6 + 147,92+320,92

10

-0,35-1,5 = 35,51 В

A U

it Q

■ C _i =

P_U

■X -1 =

X 0 ^lc

ном

Q 2+Q 3 _v ,
и ^-X0'l^c

^U НОМ

c = 207,6 + 147,92

^P 10

-0,35-2,5=31,11 В

It Q

A UD=

^U ном

Q₃

X 0 ^lD TT X0 ^lD

^U НОМ

A UD=¹⁴1°92-0,35-3,0 = 15,53 В

- Q Q

Д U ^E-i=4x .1 -_24—x -1

UP TT ^0 ^LE _TT ^0 EE

^U ном ^UНОМ

A U^EE=32092-0,35-3,5 = 39,31 В

P ₁₀

Расчет потери напряжения до нагрузки № 3

A U_P=A UP+A U^BB+A Up+A UD

A UP=66,12+35,51+31,11 + 15,53= 148,27В

Расчет потери напряжения до нагрузки № 4

A UP =A UP+A UP +A U^e

A UP=66,12+35,51 + 39,31 = 140,94 В

Потери напряжения до нагрузки №3 оказались больше, поэтому используем
их в дальнейших расчетах

Допустимая потеря напряжения воздушной линии

A u = ^Uhom ' d ^Uhom

где dU - допустимая потеря напряжения в сети, %.

Для распределительных сетей напряжения 6 - 35 кВ допустимая потеря
напряжения составляет 6 - 8 % (меньшее значение соответствует кабельным
сетям, большее - воздушным),

Рассчитаем величину допустимой потери напряжения в линии

A Udon=^ТмТ =800 В

Это значение для полной мощности, протекающей по линии. Нужно
выделить величину которая осталась для активной мощности.
Составляющую реактивной мощности мы определили ранее

22
a доп P

A Ua = V8002-148,272 = 786,14В

Из схемы по потоку мощностей рассчитаем значения активной мощности
протекающей по участкам

Pa=P i+P 2+P 3+P 4

PA = 821,75+380,6+212,79 + 514,68 = 1929,82 кВт

Pb = P 2+ P 3+P 4

P_B = 380,6+212,79 + 514,68= 1108,07 кВт

PC=P ₂ + P ₃

PC=380,6+212,79 = 593,39 кВт

Pd = P 3

P_D = 212,79 кВт

Pe = P 4

PE = 514,38 кВт

Выполним расчет сечения проводов

Удельная проводимость алюминия: у=0,0315 км/(мм 2 Ом)

j-, ^PA'^lA ^{+ P}B'^lB ^{+ P}C’lC ^{+ P}D>’^lD ^{+ P}E'^lE

F =-----------------------

У-ином* Ua

Проверим размерность:

F =

[кВт-км 1 =
км- кВ-В [
Ом-мм² ]

кВ-A-км-Ом-мм²
км-кВ- В

= [ мм² ]

1929,82-2,0 +1108,07-1,5 + 593,39-2,5 + 212,79-2,0 + 514,38-3,5
0,0315-10-786,14

38,38 мм ²

Исходя из полученного результата, выбираем по справочнику марку и
сечение провода А-50, удельное активное сопротивление выбранного
сечения R₀= 0,64 Ом/км , исходя из значения активного сопротивления
провода рассчитаем потерю напряжения от активной мощности согласно
формуле

A U =

PA'lA ⁺ PB'lB ^{+ P}C^-lC ⁺ PD'lD ⁺ PE'lE

Uном

- R 0

_д U = 1929,82-2,0 +1108,07-1,5 + 593,39-2,5 + 212,79-2,0 + 514,38-3,5 _-59 В

_{a 10} 0 6404

'22

доп a р

Д U_don = ^590,432 + 148,272= 608,76 В

Произведемпроверку:

д и_дОп <д и_дОп

608,76 В <800 В

Расчет потери напряжения по участкам на активном сопротивлении от
протеканияактивноймощности

, к P р,

АТТ ^А- =--D .7 ₌---A--D .7

Ua тт ■^fV0 ¹А тт ^л0 ^lA

^U ном ^U НОМ

д иА _ 1929,82-0,64-2,0 = 247,04 в

^a 10

. к р р.

Д UB = —--R -l =--B--R -l

a 0B 0B

^U ном ^U НОМ

д U = ^^о,⁰⁷-0,64-1,5=106,37 В

к р р

д UC = J=--R -l =---C--R -l

a 0C 0C

^U ном ^U НОМ

д uC = ⁵9103⁹-0,64-2,5= 94,88 В

3

D—=,₌_PD
^д Ua тт R0 DD тт R0 'D

^U ном ^U НОМ

д UD = 212,79-0,64-2,0= 27,14в

a ₁₀

. к р р,

д ^UE=' R=' R
^U ном ^U НОМ

д UE = 51438• 0,64-3,5=115,14 В

Расчет напряжения у каждой нагрузки

Рассчитаем потери напряжения по участкам от активной и реактивной
мощности

д UA = 7(д UA)2+(ДUA)2=V247,042+66,122=255,67 В

Д UB=^(Д UB )2+(Д U^B_P )2=V 106,372+35,512=111,62 В

Д UC = 7(Д UC^C )² +(д U^, )²=V 94,882 + 31,112 = 2 55,67 В

Д UD = 7(Д UD )2+(Д U^D_p )2= V 27,142+15,532=30,88 В

Д U^E =7(Д uE )²+(Д UE )2= V 115,142+39,312=121,43 В

Рассчитаем величину напряжения у каждого потребителя

и 1 = ином - Д UA = 10000-255,67 = 9744,33 В

U ₂ = U 1 -(Д UB+Д UC ) = 9744,33-(111,62+255,67 )=9377,04 В

U ₃= U ₂-Д U^D = 9377,04-30,88=9346,16 В

U₄ = U 1-(Д U^B+Д UE)=9744,33-(111,62 + 121,43) = 9511,28 В

Таблица – Исходные данные по вариантам