8.2. Проектирование распределительной электрической сети
Для определения расчетных токов нагрузок узлов и выбора числа и мощ-ности понижающих трансформаторов необходимо предварительно выбрать экономичный класс номинального напряжения распределительной электрической сети.
Определение расчетных токов узлов распределительной электрической сети выполняется с учетом потерь мощности в понижающих трансформаторах.
Карта-схема распределительной электрической сети с указанием нагрузок потребителей на стороне низшего напряжения приведена на рис. 8.2.
Рис. 8.2. Карта-схема распределительной электрической сети
8.2.1. Выбор экономичного класса номинального напряжения
При выборе экономичного класса номинального напряжения сети необхо-димо учесть несколько факторов:
-мощности нагрузок потребителей;
-удаленность потребителей от источника питания;
-район сооружения сети;
-класс номинального напряжения существующей сети.
Выбор напряжения определяется экономическими факторами: при увели-чении номинального напряжения возрастают капиталовложения в сооружение сети, но за счет снижения потерь электроэнергии уменьшаются эксплуатационные издержки.
В практике проектирования для выбора рационального напряжения ис-пользуются кривые [2, рис. 1.1], данные по пропускной способности и дальности линий электропередачи [2, табл. 1.1.1] или эмпирические формулы, в частности, формула Г. А. Илларионова, дающая удовлетворительные результаты для шкалы напряжений от 35 до 1150 кВ,
В рассматриваемом примере проектирование ведется в районе Урала, по-этому класс экономически целесообразного номинального напряжения распределительной сети следует выбирать из ряда: 500, 220, 110 кВ.
Далее следует учесть, что существующая линия 71—72 (см. рис. 8.2) рабо-тает на напряжении 110 кВ. Кроме того, анализ мощностей нагрузок потреби-телей (от 15 до 40 МВт) и расстояний между подстанциями (от 15 до 40 км) показывает, что они соответствуют экономически целесообразному классу напряжения 110 кВ. С учетом перечисленных обстоятельств, для всех рассматриваемых вариантов распределительной сети можно использовать класс номинального напряжения 110 кВ.
8.2.2. Выбор числа и мощности понижающих трансформаторов
Выбор числа и мощности трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанции зависит от требований к надежности электроснабжения потреби-телей и является технико-экономической задачей.
В практике проектирования на подстанциях предусматривается, как правило, установка двух трансформаторов (автотрансформаторов). Установка одного трансформатора рекомендуется только в случае питания потребителей III категории при наличии в сетевом районе передвижной резервной подстанции, обеспечивающей замену трансформатора в течение суток.
Мощность трансформатора в нормальных режимах должна обеспечить питание электрической энергией всех потребителей, подключенных к данной подстанции. Кроме того, нужно учитывать необходимость обеспечения электроэнергией потребителей I и II категорий по надежности в случае аварийного отключения одного из трансформаторов. Поэтому, если нагрузка подстанции содержит потребителей I и II категорий по надежности, то на ней должно быть установлено не менее двух трансформаторов (как правило, два) такой мощности, чтобы при отключении одного трансформатора второй с допустимой перегрузкой до 40% полностью обеспечил питание потребителей I и II категорий по надежности. С учетом указанных требований, мощность каждого трансформатора может быть определена ориентировочно по выражению
где
— наибольшая нагрузка подстанции,
—
коэффициент допустимой перегрузки,
— число трансформаторов на подстанции.
При выборе трансформаторов в распределительной сети следует учиты-вать, что типы, мощности и число понижающих трансформаторов на подстан-циях во всех вариантах одинаковы, так как не зависят от схемы сети. Исклю-чение составляют трансформаторы, которые устанавливаются для питания потребителей III категории по надежности, число и мощности трансформаторов в таких узлах уточняются при технико-экономическом сопоставлении вариантов схем питания потребителей III категории.
Поэтому предварительно в таких узлах выбираются два возможных варианта числа и мощности трансформаторов.
Выбор числа и мощности трансформаторов в распределительной сети по-казан в табл. 8.2.
Таблица 8.2
Выбор числа и мощности трансформаторов cos φ
№ узла |
|
|
|
|
Трансформатор |
Параметры трансформаторов |
|||
|
|
|
|
||||||
71 |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
|
72 |
28,6 |
0,9 |
31,8 |
23,8 |
2ТРДН-25000/110 |
1,27 |
28 |
0,106 |
2,33 |
73 |
19 |
0,92 |
20,7 |
15,5 |
2ТДН-16000/110 |
2,19 |
43 |
0,077 |
1,53 |
74 |
38,2 |
0,8 |
47,8 |
35,7 |
2ТРДН-40000/110 |
0,7 |
17 |
0,132 |
3,27 |
75 |
28,7 |
0,8 |
35,9 |
26,8 |
2ТРДН-25000/110 |
1,27 |
28 |
0,135 |
2,97 |
76а |
14,5 |
0,8 |
18,1 |
13,4 |
2ТДН-16000/110 |
2,19 |
43 |
0,059 |
1,18 |
76б |
14,5 |
0,8 |
18,1 |
— |
ТРДН-25000/110 |
2,54 |
56 |
0,069 |
1,51 |
Определение нагрузочных токов выполняется после расчета приведенных нагрузочных мощностей к стороне высшего номинального напряжения понижающих трансформаторов:
Теперь максимальные нагрузочные токи
Определение нагрузочных токов приведено в табл. 8.3.
Максимальные нагрузочные токи
Таблица 8.3
№ узла |
|
Трансформатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
71 |
— |
Базисный |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
72 |
31,8 |
2ТРДН-25000/110 |
0,106 |
2,33 |
0,05 |
0,350 |
28,76 |
16,5 |
33,174 |
174 |
73 |
20,7 |
2ТДН-16000/110 |
0,077 |
1,53 |
0,04 |
0,224 |
19,12 |
9,85 |
21,502 |
113 |
74 |
47,8 |
2ТРДН-40000/110 |
0,132 |
3,27 |
0,07 |
0,520 |
38,4 |
32,4 |
50,271 |
264 |
75 |
35,9 |
2ТРДН-25000/110 |
0,135 |
2,97 |
0,05 |
0,350 |
28,89 |
24,8 |
38,105 |
200 |
76а |
18,1 |
2ТДН-16000/110 |
0,059 |
1,18 |
0,04 |
0,224 |
14,60 |
12,3 |
19,073 |
100 |
76б |
18,1 |
ТРДН-25000/110 |
0,069 |
1,51 |
0,03 |
0,175 |
14,60 |
12,6 |
19,254 |
101 |
