7.4 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:

10 ⁵

F ⁼ ₂ ∑ PL, (7.18) γ∆U припU н nk

де γ - питома провідність алюмінію, γ=32 м/Ом*мм²;

∆^U_прип- припустима втрата напруги, 4%;

^U_н - лінійна напруга мережі, В;

∑PL - сума моментів навантаження, кВт*м; n_k – кількість кабелів.

За припустимим тривалим струмовим навантаженням по нагріванню в нормальному й післяаварійному режимах перевірку кабеля здійснюють за виразами (7.8)-(7.9).

За припустимою втратою напруги кабель можна перевірити за формулою:

10 ⁵

∆U% = ∑ PL. (7.19) nk

Приклад. Розрахувати розподільну мережу 0,4 кВ, якщо відоме навантаження житлових будинків і схема підключення відповідно до рис. 7.17.

Розв’язання.

Робимо попередній вибір перерізу кабеля за формулою (7.17) для ділянок розподільної мережі 0,4 кВ:

105 ∑ 105 2

FТП1−1 = 2 РL = 2 *63* 55 = 18,7мм γ∆UприпUнnk 32* 4* 380 .

94 кВт

Рис. 7.17 – Схема розподільної мережі 0,4 кВ

За ДСТ приймаємо переріз кабеля 25 мм².

105 2

F_ТП1−6 ⁼ ₂ *120*64 = 20,8мм .

32* 4* 2* 380

За ДСТ приймаємо переріз кабеля 2*25 мм².

105 2

F_ТП1−7 = ₂ * [94* (52 + 45)+ 120* 45] = 39,2мм .

32* 4* 2* 380

За ДСТ приймаємо переріз кабеля 2*50 мм².

Для знаходження перерізу кабеля на ділянці 7-8 необхідно визначити втрати напруги ділянки ТП1-7:

10⁵ 10⁵

∆U% = ₂ ∑ PL = ₂ * 214* 45 = 2,08(%). γFU_нn_k 32* 2* 50* 380

Визначаємо переріз кабеля на ділянці 7-8:

10^{5 2}

F₇₋₈ ⁼ ₂ * 94* 52 = 27,5мм

32*(4 −2,08)* 2* 380 _.

Приймаємо переріз кабеля за ДСТ 2*35 мм².

Для електричної мережі, виконаної за петльовою схемою, слід, як і у попередньому розділі, визначити потік потужності по ділянках і точку потокорозділу.

ТП1 /

120кВ 94 кВт 94кВт 77 кВт

Рис. 7.18 – Петльова схема розподільної мережі 0,4 кВ міської підстанції Визначаємо потік потужності на головних ділянках і розподіляємо його по ділянках розподільної мережі:

∑Р_ml_m 120* 257 + 94* 191+ 94* 142 +77* 85

Р_ТП1 = = = 205кВт; l_Σ 335

∑Р_ml_m 77* 250 + 94* 193 + 94* 144 + 120*78

Р _/ = = =180кВт ;

ТП1

l_Σ 335

Р_ТП1−2 = 205кВт; Р₂₋₃ = 205−120=85кВт; ^РТП1/ ₋5 = 180кВт;

Р₄₋₅ =180−77 =103кВт; Р₃₋₄ = 103−94 = 9кВт;

Ділянка 3-4 має мінімальний потік потужності, тому на цій ділянці і встановлюється розрив:

ТП1 78м 2 66м 3 49м 4 57м 5 85м ТП1^/

120кВ 94 кВт 94кВт 77 кВт

Рис.7.19 – Розподільна мережа 0,4 кВ в нормальному режимі

У нормальному режимі потоки потужності розподіляться по ділянках

таким чином: Р_ТП1-2=120+94=214(кВт); Р_2-3=94 кВт; Р_ТП1-5=77+94=171(кВт); Р_4-5=94 кВт.

Попередньо визначаємо переріз кабелів:

105 2

F_ТП1−2 ⁼ ₂ * [94* (66 +78 ) + 120*78] =124мм .

32* 4* 380

Приймаємо переріз кабеля за ДСТ 150 мм².

Визначаємо втрати напруги на ділянці ТП1-2:

10⁵ 10⁵

∆U% = ∑ PL = * 214*78 = 2,41%.

Переріз кабеля на ділянці 2-3:

105 2

F₂₋₃ ⁼ ₂ * 94*66 = 84,4мм

32*(4 −2,41)* 380 _.

Приймаємо переріз кабеля за ДСТ 95 мм².

Переріз кабеля на ділянці ТП1-5:

105 2

F_ТП1−5 = ₂ * [94* (57 + 85) +77* 85] = 107,6мм .

32* 4* 380

Приймаємо переріз кабеля за ДСТ 120 мм².

Визначаємо втрати напруги на ділянці ТП1-5:

%.

Перетин кабелю на ділянці 4-5:

10^{5 2}

F₄₋₅ ⁼ ₂ * 94* 57 =161,0мм .

32* (4 − 3,28)* 380

Приймаємо переріз кабеля за ДСТ 185 мм².

Отримані результати зводимо в табл. 7.2.

При визначенні розрахункового струму в нормальному режимі по ділянках мережі скористаємося формулою

Рр

I _р =. (7.20)

3U н cosϕ

63* 10³

Для ділянки мережі ТП1-1: I _р ==104,2( А).

3* 380* 0,92

Аналогічно визначаємо розрахунковий струм кабеля в нормальному режимі по інших ділянках і результати зводимо в таблицю. Визначаючи розрахунковий струм кабеля в нормальному режимі для ділянки ТП1-6, що містить два кабелі за виразом (7,20) можна записати:

3

I _р = = 99,2А.

Припустимий струм кабеля в нормальному режимі визначаємо за виразом

^I_доп^н =(^К_к^К_t ^К_с^К_пн )^I_прип . (7.21)

Для ділянки ТП1-1: I_прип^н = (1,0* 1,04* 1,0* 0,8 )106 = 88,2( А).

Визначаємо аналогічно для інших ділянок і результати вносимо в таблицю.

Припустимий струм кабеля післяаварійного режиму знаходимо за виразом:

^I_доп^ПА = ( ^К_к^К_t ^К_с^К_кп )^I_прип. (7.22)

Визначаємо припустимий струм кабеля післяаварійного режиму для ділянки ТП1-6: I_прип^ПА = (1,0*1,04*1,0*1,3)106 = 143,3( А).

Визначаємо струм аналогічно для інших ділянок і результати вносимо в таблицю.

При визначенні розрахункового струму кабеля післяаварійного режим по ділянці мережі ТП1-6 скористаємось формулою:

Р^р 120* 10 ³

I _р = = =198,4А.

3U_н cosϕ 3* 380* 0,92

Якщо попередньо вибраний кабель (за припустимою втратою напруги) не проходить післяаварійного режиму, то переріз кабеля уточнюється в бік збільшення на одну ступінь або більше залежно від розрахункового струму післяаварійного режиму. Далі, як і на початку розрахунку, проводимо порівняльний аналіз. Всі результати розрахунків також зводимо в таблицю. На ділянках ТП1-2, ТП1-5, 4-5 післяаварійного режиму струми значно перевищують припустимі струми кабеля максимального перерізу, тому на цих ділянках використовуємо в лінії два кабелі. Після кінцевого вибору кабеля перевіряємо розподільну мережу 0,4 кВ за втратою напруги.

Для ділянки ТП1-1 втрата напруги в нормальному режимі складає

10⁵

∆U% = ₂ * 63* 55 = 3,0%.

32* 25* 380

Для ділянки ТП1-6:

10⁵

в нормальному режимі ∆U% ⁼ ₂ * 120* 64 = 3,3%;

32* 2* 25* 380

10⁵

в післяаварійному режимі ∆U% ⁼ ₂ * 120* 64 =6,6%.

32* 25* 380

Аналогічно визначаємо втрати напруги в нормальному і післяаварійному режимі для всіх ділянок і визначаємо сумарні втрати по мережі до самої віддаленої точки. Результати розрахунків зводимо в таблицю.

При розрахунку петльової схеми в післяаварійному режимі слід враховувати два випадки: живлення всіх електроприймачів по ділянках ТП1-1 і живлення по ділянці ТП1-5.

Таблиця 7.2 – Розрахункові дані по розподільній мережі 0,4 кВ

Найменування	Д і л я н к а м е р е ж і
	ТП1- 1	ТП1- 6	ТП1-7	7-8	ТП1-2		2-3		3-4		ТП1-5		4-5
1	2	3	4	5	6		7		8		9		10
Розрахунковий переріз кабеля, мм2	18,7	20,8* 2	39,2*2	27,5* 2	124		84,4		-		107,6		161,0
Прийнятий перетин за ДСТ, мм2	25	2*25	2*50	2*35	150		95		-		120		185
Розрахунковий струм кабеля в нормальному режимі, А	104,2	99,2	176,9	77,7	353,8		155,4		-		282,7		155,4
Припустимий струм кабеля I прип , А	106	106	161	129		308		235		-		271		354
Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів в нормальному режимі, (КкКt КсКпн )Iприп А	88,2	79,4	120,6	96,6		256,2		195,2		-		225,5		294,5
Розрахунковий струм у післяаварійному режимі, (живлення по ділянці ТП1-2 для петльової схеми), А	-	198,4	353,8	155,4		636,0		438,2		282,7		-		127,0
Розрахунковий струм в післяаварійному режимі, (живлення по ділянці ТП1-5 для петльової схеми), А	-	198,4	353,8	155,4		-		198,4		353,8		636,0		509,3
Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів у післяаварійному режимі, ( Кк К t КсКкп )Iприп А	-	143,3	217,7	174,4		416,4		317,7		366,4		366,4		478,6
Уточнення перерізу кабеля за ДСТ, мм2	25	2*50	2*120	2*35		2*95		185		120		2*95		2*70
Припустимий струм кабеля, Iприп , А	106	161	271	129		235		354		271		235		193
Припустимий струм кабеля з урахуванням поправних коефіцієнтів у післяаварійному режимі, ( КкК t КсКкп )Iприп , А	-	217,7	366,4	174,4		317,7		478,6		366,4		317,7		260,9

Продовження табл. 7.2.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Втрата напруги у нормальному режимі, ∆U н ,%	3,0	3,3	0,87	1,5	1,9	0,73	-	1,66	0,83
Сумарні втрати до віддаленої точки в нормальному режимі ∑∆U н ,%	3,0	3,3		2,37		2,63	-		2,49
Втрата напруги у післяаварійному режимі (при живленні по ділянці ТП1-2 для петльової схеми) ∆U А ,%	-	6,6	1,74	3,0	3,4	2,0	1,5	-	0,68
Сумарні втрати до віддаленої точки у післяаварійному режимі (при живленні по ділянці ТП1-2 для петльової схеми) ∑∆U А,%	-	6,6		1,74 + 1,5= 3,24					7,58
Втрата напруги у післяаварійному режимі (при живленні по ділянці ТП1-5 для петльової схеми) ∆U А,%	-	6,6	1,74	3,0	-	0,93	1,89	3,73	2,71
Сумарні втрати до віддаленої точки у післяаварійному режимі (при живленні по ділянці ТП1-5 для петльової схеми) ∑∆U А,%	-	6,6		0,87+ 3,0= 3,87		9, 26