Электрический расчет распределительной сети напряжением 0,4 кВ

1.

Электрический расчет распределительной сети напряжением 0,4 кВ
Согласно варианту указываем на схеме нагрузки потребителей и коэффициенты
реактивной мощности. Реактивную мощность находим:
PГ 14 кВт
k Г 0,88
Б
0,4 кВ
Q Г 14 0,88 12,32 квар.
PБ 18 кВт
k Б 0,82
Г
QБ 18 0,82 14,76 квар.
Р
Н
К
ТП3
1
Л
2
М
А
О
PA 24 кВт
k A 0,73
Q A 24 0,73 17,52 квар.
Pпр
В
PВ 20 кВт
k В 0,6
QВ 20 0,6 12 квар.

2.

Затем заносим на схему информацию о каждом участке электрической сети, а
именно их длину и мощности, передаваемые по ним. Мощность, передаваемая
по участку, соответствует сумме мощностей нагрузок на предприятиях,
получающих электроэнергию непосредственно через него (потери в линии не
учитываем). Через участок электрической сети К питаются потребители А, Б, В
и Г. Соответственно активная мощность определится из следующего выражения:
Pк = РА+РБ+РВ+РГ
Pк= 24+18+20+14=76 кВт.
Аналогичным образом находится и реактивная мощность:
Qк=17,52+14,76+12+12,32=56,6 квар.
18+j14,76
14+j12,32
Б
Г
25
76+j56,6
ТП3
70
58+j41,84 34+j24,32
20
20
20+j12
30
20
А
24+j17,52
В
20+j12

3.

После составления расчетной схемы необходимо рассчитать сечение
провода электрической сети по допустимым потерям напряжения и сделать
проверку его по нагреву.
Как известно, потери напряжения имеют две составляющие – активную
и реактивную, которые определяются соответственно активными и
реактивными сопротивлениями токопроводящих элементов. Индуктивное
сопротивление фазы линии электропередачи, в отличие от активного, зависит
незначительно от площади поперечного сечения провода, поэтому расчет по
допустимым потерям напряжения обычно начинают, используя среднее
значение этого сопротивления, которое выбирают в зависимости от
номинального напряжения сети. Это обусловлено тем, что уровень напряжения
определяет расстояние между проводами, которое в свою очередь сказывается
на индуктивном сопротивлении фазы линии. При напряжении до 1000 В
среднее значение индуктивного сопротивления для воздушных линий x 0
принимается равным 0,34 Ом/км (среднегеометрическое расстояние между
проводами Dср=500 мм).
Задавшись индуктивной составляющей сопротивления проводов
воздушной линии x 0 , предварительно определим реактивную составляющую
падения напряжения в основной магистрали по следующему выражению, В:

4.

x 0 10 3
U P
U НОМ
n
Q l
i 1
i i
где Qi - реактивная мощность, протекающая по i – му участку сети, квар;
l i - длина i-го участка, км;
U НОМ - номинальное напряжение сети, принимаемое равным 380 В.
0,34 10 3
U P
56,6 0,07 41,84 0,02 24,32 0,02 12 0,05 5,27 В
380
Допустимые потери напряжения определяем по формуле, В:
U ДОП
U ДОП % U НОМ
100
где U ДОП % -допустимые потери напряжения, принимаем равными 7 %.
U ДОП
Допустимое значение активной
напряжения определяем по формуле, В:
7 380
26,6 В
100
составляющей
падения
U А ДОП U ДОП U P
U А ДОП 26,6 5,27 21,33 В
n
Искомая площадь сечения провода, мм :
2
F
10 3 Pi l i
i 1
U А ДОП U НОМ
где Pi активная мощность, протекающая по i-му участку, кВт;
удельная проводимость проводника, м /(Ом мм 2 ) , для алюминия
=32 м /(Ом мм 2 ) ;
10 3 (76 70 58 20 34 20 20 50)
l i длина i-го участка, м.
F
31,45 мм 2
32 21,33 380

5.

Полученное значение поперечного сечения провода для магистрали
округляем до ближайшего большего стандартного. Таким образом, в
соответствии со справочными материалами мы выбираем алюминиевый провод
марки АC35 с номинальным сечением 35 мм 2 .
Так как фактические (действительные) потери напряжения в
проводах не должны превышать допустимых, необходимо осуществить
проверку выбранного провода в соответствии с условием:
U ФАКТ U ДОП
Фактические потери напряжения в магистрали от протекания по
ней полной мощности определяем по формуле, В:
U ФАКТ
r0 10 3
U НОМ
x0 10 3
Pi li
U НОМ
i 1
n
где li длина i-го участка, км;
r0 , x0 - соответственно активное и индуктивное сопротивление
выбранного провода, Ом/км.
По справочным материалам для провода марки АC35 r0 =0,92
Ом/км; x 0 =0,308 Ом/км.
U ФАКТ
0,92 10 3
(76 0,07 58 0,02 34 0,02 20 0,05)
380
0,308 10 3
(56,6 0,07 41,84 0,02 24,32 0,02 12 0,05) 24,52 В.
380
n
Q l
i 1
i
i

6.

Далее необходимо проверить выбранный провод по наибольшим
рабочим токам (проверка по нагреву), и должно выполняться условие: I PMAX
10 3 ( Pi ) 2 (Qi ) 2
3 U НОМ
где I ДОП - допустимый ток, указанный в справочных данных для данного
сечения провода, А.
По справочным материалам для провода марки АC35 допустимый ток
I ДОП =170А.
Проверка производится для головного участка
магистрали, в данном случае это участок К. Таким образом:
I PMAX
10 3 ( PК ) 2 (QК ) 2
3 U НОМ
I ДОП
I PMAX
10 3 76 2 56,6 2
3 380
основной
143,97 А.
Расчет сечения провода для ответвления Б аналогичен расчету для
магистральной линии Отличие заключается лишь в том, что для ответвлений от
магистральной линии расчетными являются потери, определяемые разностью
допустимых потерь и потерь напряжения в магистрали до места ответвления.
Для ответвления Б допустимые потери определим из выражения:
U ДОП _ Б U ДОП
U ДОП _ Б
r0 10 3
x 10 3
PK l K 0
QK l K
U НОМ
U НОМ
0,92 10 3
0,308 10 3
26,6
76 0,07
56,6 0,07 10,51 В
380
380
I ДОП ,

7.

Далее рассчитываем
напряжения в ответвлении Б:
реактивную
составляющую
падения
U P Б
Допустимое значение активной составляющей падения напряжения в
ответвлении Р определяем по формуле
U P Б
0,34 10 3
14,76 0,025 0,33 В
380
U А ДОП Б U ДОП Р U P Б
U АДОП Б 10,51 0,33 10,18 В.
103 PБ l P
FБ
U А ДОП Б U НОМ
Искомая площадь сечения провода в данном ответвлении
FБ
10 3 18 25
3,63 мм 2
32 10,18 380
Полученное значение поперечного сечения провода для
ответвления Б округляем до ближайшего большего стандартного. Таким
образом, в соответствии со справочными материалами мы выбираем
алюминиевый провод марки АС16 с номинальным сечением 16 мм 2 .
U ФАКТ _ Б
где
r0 P , x0 P -
r0 P 10 3
x 10 3
PP l P 0 P
QP l P
U НОМ
U НОМ
соответственно
активное
и
индуктивное
сопротивление провода, выбранного для ответвления Р, Ом/км. По
справочным материалам для провода марки АС16 r0 P =1,98 Ом/км; x0 P
=0,333 Ом/км
U ФАКТ _ Б
x0 10 3
QP l P
U НОМ
1,98 10 3
0,333 10 3
18 0,025
14,76 0,025 2,67 В
380
380

8.

Таким образом условие U ФАКТ _ Б U ДОП _ Б выполняется, из чего следует,
что фактические потери напряжения в ответвлении Б не превышают
допустимых.
Далее необходимо проверить выбранный провод по наибольшим
рабочим токам (проверка по нагреву), и должно выполняться условие:
I PMAX _ Б
10 3 ( PР ) 2 (QР ) 2
3 U НОМ
I ДОП _ Б
По справочным материалам для провода марки АС16 допустимый
ток I ДОП _ Б = 105А.
I PMAX _ Б
10 3 18 2 14,76 2
3 380
35,37 А.
Таким образом, I PMAX _ Б I ДОП Б и соответственно провод АС16
пригоден для использования в ответвлении Б.

9.

Исходные
Вторая цифра номера
данные
0
Мощность активной
нагрузки на шинах 0,4
кВ ТП3, кВт:
1
2
27
А
17
Б
24
В
11
Г
Средний
коэффициент
реактивной мощности
на шинах 0,4 кВ ТП3:
25
14
29
19
21
26
24
12
А
Б
В
Г
0,73
0,47
0,85
0,6
0,8
0,6
0,73
0,88
0,47
0,73
0,6
0,82
3 4
22
19
21
25
28
22
20
24
0,47 0,8
0,78 0,88
0,88 0,47
0,6 0,73
5
6
7
8
9
14
26
27
19
28
19
25
17
30
19
25
18
32
26
25
19
29
29
29
29
0,73 0,6
0,82 0,73
0,6 0,47
0,88 0,82
0,47
0,6
0,73
0,88
0,85
0,88
0,6
0,47
0,47
0,78
0,88
0,6
Первая цифра номера
0
1
2
Длина участка сети
0,4 кВ, м:
К
Л
М
Н
Р
О
Мощность активной
нагрузки
прочих
потребителей
ТП3,
кВт
95
50
70
50
35
40
45
80
50
35
35
45
90
50
30
22
35
35
400
500
430
0,81
0,8
0,79
Средний
коэффициент
мощности
прочих
потребителей ТП3
Тип
провода
Удельное сопротивление, Ом/км
r0
x0 при напряжении сети
0,4 кВ
10 кВ
Допустим
ый ток, А
АС-16
1,98
0,333
0,391
105
АС-25
1,28
0,319
0,377
135
АС-35
0,92
0,308
0,366
170
АС-50
0,64
0,297
0,355
215
АС-70
0,46
0,283
0,341
265
АС-95
0,34
0,274
0,332
320
АС-120
0,27
0,324
375
АС-150
0,21
–
–
0,319
440
АС-185
0,17
–
0,313
500