5.7.5 Расчёт системы питания
Основными задачами данного раздела являются:
– выбор рационального напряжения системы питания;
– выбор силовых трансформаторов ППЭ;
– выбор схемы питания;
– выбор питающих линий электропередачи;
– выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ.
Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделена на две подсистемы – это система питания и система распределения энергии внутри предприятия.
В систему питания входят питающие ЛЭП и ППЭ (ПГВ или ГПП), состоящий из устройства высшего напряжения, силовых трансформаторов и РУ низшего напряжения.
Выбор рационального напряжения системы питания
Рациональное
построение СЭС во многом зависит от
правильного выбора напряжения системы
питания. Под рациональным напряжением(
)
понимается такое значение стандартного
напряжения, при котором сооружение и
эксплуатация СЭС имеют минимальное
значение годовых приведённых затрат.
В проектной практике обычно используется следующее выражение для определения приближённого значения рационального напряжения:
, (5.7.33)
где 
–
расчётная нагрузка завода, МВт;
–расстояние от
источника питания до предприятия, км.
Затем намечаются
два ближайших значения стандартных
напряжения (одно меньше
,
а другое больше
)
и на основе ТЭР окончательно выбирается
напряжение системы питания.
Выбор силовых трансформаторов ППЭ
Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов (автотрансформаторов) для питания нагрузок промышленных предприятий производится согласно ГОСТ 14.209 [19] и ПУЭ [11]. Число трансформаторов на подстанции определяется исходя из обеспечения надёжности питания с учетом категории электроприемников.
Мощность трансформаторов выбирается по полной среднеквадратичной мощности, определённой из суточного графика нагрузки, и проверяется на послеаварийную перегрузку [19].
При выборе типа трансформатора следует рассмотреть возможность использования трансформаторов с расщеплением обмотки НН на 6.3/11 кВ в том случае, если имеются равные заводские нагрузки на стороне и 6 кВ и 10 кВ или с целью ограничения токов кз. Из-за неравномерности графиков нагрузки, трансформаторы должны иметь РПН.
Выбор схемы питания
Схемы электрических соединений на стороне высшего напряжения подстанций рекомендуется выполнять по упрощённым схемам [13].
В учебном проектировании, при наличии электроприемников первой категории, рекомендуется применять схемы с установкой выключателей на стороне высшего напряжения.
Выбор питающих линий электропередачи
Выбор сечения проводов производят в зависимости от ряда технических и экономических факторов.
Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие:
1) нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчётным) током;
2) нагрев от кратковременного выделения тепла током КЗ;
3) потери напряжения в проводах ВЛЭП от проходящего по ним тока в НР и ПАР;
4) механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке (собственная масса, гололед, ветер);
5) коронирование – фактор, зависящий от класса напряжения и окружающей среды.
Выбор экономически
целесообразного сечения ВЛЭП необходимо
проводить по экономической плотности
тока
,
которая зависит от материала провода
и числа часов использования максимума
нагрузки [11].
Условия выбора и проверки сечения питающей линии следующие:
– по экономической плотности тока;
– по допустимому току в ПАР;
– по потере напряжения в линии в НР и ПАР;
– по условиям короны;
– по механической прочности.
При проверке сечения по экономической плотности тока должно приниматься стандартное сечение ближайшее к расчетному, в остальных случаях – ближайшее большее стандартное сечение.
Выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ
Схемы РУ НН ППЭ выполняются с одной или двумя секционированными системами сборных шин. При применении двухобмоточных трансформаторов одна секционированная система сборных шин; при использовании трансформаторов с расщеплённой обмоткой – две секционированные системы сборных шин [13].