Электроснабжение аэропортов

Курсовая работа

Электроснабжение аэропортов

1.Введение

Электрификация основных производственных процессов в настоящее время столь высокого уровня, что даже кратковременное прекращение подачи электроэнергии серьезно влияет на выход готовой продукции, существенно снижает производительность труда и может привести к большим материальным потерям. Не является исключением и аэрофлот. Во всех службах аэрофлота основным видом энергии является электрическая энергия. Поэтому отключение электропитания практически парализует деятельность этого сложного производственного объединения. Нарушение электроснабжения АТБ, складов ГСМ, аэровокзала и других производственных узлов приведет к прекращению подготовки авиатехники к полетам задержкам рейсов и нарушении регулярности полетов. Обесточивания КДП и других объектов посадки УВД приводит к резкому уменьшению производительной способности аэропортов, может повлечь за собой его закрытие, а при неблагоприятном стечении обстоятельств является причиной летного происшествия и даже катастрофы, поэтому к надежности электроснабжения аэропорта предъявляется повышенное требование, которые необходимо выполнять. Следовательно, рационально построение схемы электроснабжения аэропорта имеет серьезное значение. Целью данного курсового проекта является разработка наиболее выгодной и надежной системы электроснабжения и ее расчет.

2. Исходные данные

Класс аэропорта 4

Длина ВПП 1.2км.

Варианты: – Основной 14

– А 15

– В 16

Номинальное напряжение сети 6 кВ

Номинальное напряжение кабеля 10 кВ

График нагрузки 6

Размещение потребителей в АП:

Таблица 1

Наименование объекта Х, км Y, км Кол-во
1. Аэровокзал 0,9 0,25
2. Посадочный павильон 1,0 0,25
3. МНО 6
4. АТБ -0,9 0,3
5. Стояночные колонки 2
6. Ангары -0,1 0,3 1
7. Материальные склады 0,4 0,4 3
8. Склады ГСМ 0,5 0,5
9. Котельная 0,7 0,7
10. Штаб -0,6 0,7
11. Столовая -0,6 0,6
12. Гостиница 0,5 0,7 1
13. Автобаза -0,3 0,7
14. Водопровод 1,1 -0,8
15. Канализация 1,3 1,1
16. Подстанция I 1,0 2,0
17. Подстанция II
18. Точки прохождения ЛЭП

Мощность Sб , МВА 300

Сверхпереходное сопротивление Хс´´ 0.35

Питающие линии выполнены проводами марки АС

U1 , кВ 110

l1 , км 40

F1 , мм² 185

U2 , кВ 35

І2 , км 25

F2 , мм² 120

Отклонение напряжения на шинах питающей подстанции в зависимости от нагрузки в процентах

при Imax +7%

при Imin +2%

Категория почвы 3

Минимальный cosφ 0.95

(задает энергосистема)

Относительная нагрузка 0,55

(приведенная в таблице 2)

Колебания нагрузки 3

Imax /Imin

3. Обоснование выбора схемы аэропорта.

Выбранная высоковольтная сеть отвечает всем требованиям надежности (рисунок 1). К источникам 1-й категории подводится два независимых источника (для источников 1-й категории особой группы подводится питание от 3-го источника – дизель генератора). Для аэропорта кабели всегда прокладывают в земле. Для данного проекта выбираем кабель с алюминиевыми жилами, так как он дешевле, чем с медными жилами. Выбираем кабель марки АСБ с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке.

Рисунок 1. Схема сети 6 кВ

Аэропорт питают две воздушные линии 110 и 35 кВ. Они подходят к питающей подстанции ТП1 (ЦИП).

В качестве ЦРП принята ТП4 , так как она находится в центре всей нагрузки аэропорта. ЦРП обеспечивает высококачественный контроль работы всей распределительной сети аэропорта.

Большинство потребителей питаются по петлевой схеме, которая обеспечивает высокую надежность питания и является предельно простой.

ТП12, ТП13 питаются по одной линии, вторым источником питания для них является дизель-генератор.

Дизель генераторы также необходимо устанавливать на ТП3, ТП4, ТП6, так как они питают потребителей особой группы.

Питание ГРМ и КРМ происходит по низковольтным линиям от ТП3 и ТП6 соответственно. Хотя это и объекты особой группы, в третьем источнике нет необходимости, так как надежность двух низковольтных линий очень высокая.

Категорийность объектов выбирается исходя из значимости для нормальной работы аэропорта.

Электроприемники, от работы, которых зависит безопасность полетов, относятся к приемникам особой группы. В нашем проекте согласно нормам технологического проектирования и рекомендациям ИКАО, следующие электроприемники относятся к особой группе, со следующими допустимыми перерывами в питании.

ГРМ, КРМ 0 1-15с.

КДП 1с. 1с.

БПРМ 1с. 15с.

Приемники первой категории – допустимый перерыв питания 15с. Приемники второй категории – допускается перерыв на время ручного переключения.

Вопрос о питании столовой был выяснен в технико-экономическом сравнении. Оказалось, что питание по низковольтной линии от ТП10 более выгодно, чем строить свою подстанцию.

Выбор защитных устройств для линий и ТП не производим, так как это не предусмотрено в задании к данному курсовому проекту.

4. Расчет присоединенной нагрузки.

Расчет присоединенной нагрузки каждого объекта ведется следующим образом. Для осветительных сетей умножаем осветительную мощность Ру на коэффициент нагрузки Кн и коэффициент спроса Кс . Получаем активную присоединенную мощность осветительной сети данного объекта (потребителя) Рпр . Для силовых сетей Рпр получаем аналогично. Реактивную присоединенную нагрузку получаем умножением Рпр на tgφ, определяемый из заданного cosφ. Затем находим суммарное активное и реактивные присоединенные мощности.

Рассмотрим расчет мощности на примере объекта «Аэровокзал».

Осветительная нагрузка

Рпрн ·Кс ·Ру ; Ру =600 кВт, Кс =0.8, Кн =0.2

Рпр =600·0.8·0.2=96 кВт

Силовая нагрузка

Рпрн ·Кс ·Ру ; Qпрпр ·tgφ

Ру =1200 кВт, Кс =0.65, Кн =0.2, cosφ=0,75, tgφ=0,88

Рпр =1200·0,65·0,2=156 кВт

Qпр =156·0,88=137.28 квар

ΣРпр =252 кВт

Σ Qпр =137 квар

Аналогично рассчитываем мощности других потребителей и сводим их в таблицу 2.

Таблица 2
Наименование объекта Осв. нагр cosφ=1 Силовая нагрузка Кн Рпр , кВт Qпр , квар

S,

кВА

Ру Кс Ру Кс cosφ tgφ
Аэровокзал 600 0,8 1200 0,65 0,75 0,88 0,2 252 137 287
Посад. павильон 300 0,75 600 0,75 0,7 1,02 0,4 270 184 327
МНО 40 0,9 0,3 11
АТБ 400 0,75 850 0,7 0,72 0,96 0,3 269 171 319
Стоян. колонка 30 0,9 0,65 1,17 0,5 14 16 21
Ангары 150 0,9 600 0,6 0,75 0,88 0,6 297 190 353
Мат.склад (1сд.) 40 0,8 40 0,5 0,7 1,02 0,6 31 12 34
ГСМ 100 0,8 600 0,6 0,75 0,88 0,5 220 158 271
Котельная 80 0,8 1500 0,8 0,72 0,96 0,4 506 461 684
Штаб 170 0,9 50 0,6 0,8 0,75 0,4 73 9 74
Автобаза 140 0,8 840 0,65 0,8 0,75 0,5 329 205 388
Водопровод 20 0,6 350 0,7 0,75 0,88 0,4 103 86 134
Канализация 8 0,6 140 0,7 0,75 0,88 0,2 21 17 27
Светосигнальная система 8 0,5 260 0,83 0,8 0,75 0,2 44 32 55
БПРМ 4 0,8 60 0,82 0,8 0,75 0,5 26 18 32
ДПРМ 3 0,75 40 0,77 0,8 0,75 0,7 23 16 28
РСБН 84 0,65 0,8 0,75 0,8 38 28 47
КРМ 12 1 0,8 0,75 2,5 30 23 38
ГРМ 12 1 0,8 0,75 2,5 30 23 38
СДП 2,5 0,6 45 0,87 0,8 0,75 0,5 20 15 25
АРП 13,3 1 0,8 0,75 0,25 3 2 4
ОРЛ-Т 3 0,65 180 0,67 0,8 0,75 0,4 49 36 61
ПРЛ 32 0,85 0,85 0,62 0,8 22 13 26
КДП 25 0,9 270 0,65 0,85 0,62 0,3 59 33 68
МРЛ 35 1 0,8 0,75 0,5 18 13 22
Столовая (300 мест) 300*0,9 0,8 0,97 0,2 0,44 86 17 88
Гостиница (800 м.) нагр. распред. по руководству 800*0,12 1 0,9 0,48 0,3 29 14 32

Кс =0,8 (Приложение 3); Удельная расчетная нагрузка 0.9 кВт

Рпрн ·Кс ·Ру =0,8·0,4·270=86,4 кВт осветительная нагрузка

Рпрн ·Кс ·Ру силовая нагрузка

Qпрпр ·tgφ силовая нагрузка Qпр =86,4·0,2=17,28 квар

5. Технико-экономический расчет.

Если Pl ‹ 20 кВт·км, то его рационально (объект) питать от более мощной подстанции.

Если Pl › 100 кВт·км, то на объекте нужно ставить ТП.

Если 20 ‹ Pl ‹ 100 кВт·км, то нужно делать технико-экономический расчет

При расчете сетей стараются такие технико-экономические решения, которые можно заложить в самом начале технического проектирования и таким образом сразу получить наиболее экономическое решение.

Составим сравнение двух вариантов схем электроснабжения, чтобы узнать какой из них экономически выгоден, установить ТП непосредственно у объекта «столовая» и тянуть высоковольтную линию, либо подводить питание к столовой от ближайшей ТП по низковольтному кабелю.

Вариант 1: Высоковольтная сеть. Электрический расчет


Расчет сечений высоковольтной сети ведется по экономической плотности тока

Fэк =I/Jэк , где Jэк – определяется в зависимости от материала и конструкции, использование максимальной нагрузки Тmax =3000 ч., кабель с бумажной изоляцией, Al , Jэк =1,6 А/мм²

Fэк =7,75/1,6=4,84 мм²

Ближайшее стандартное значение Fст =10 мм², Iдд =60 А

Находим потери напряжения

Это составляет 0,25% ‹ ΔUдоп =6%

Рассмотрим ПАР

Iпар =7,75·2=15,5 А

Как видим Iпар ‹ Iдд .

Следовательно, кабель сечением 10 мм² подходит.

Экономический расчет.

В случае сооружения ТП на объекте «столовая», согласно приложению 8 затраты составляют 11500 грн. Затраты на сооружение высоковольтной кабельной линии: стоимость кабеля 21400 грн./км (АСБ), стоимость строительных работ 530 грн./км.

(21400+530)·0,32·2=1710 грн.

Учитывая требуемые нормативы ежегодных отчислений приведенных в приложении 4 и Ен =12% определяем по формуле ежегодные расчетные затраты за счет капитальных вложений:

З=Ен ·К+И=(Енао )·К+Сэ

Ен =12% – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Еа =2% – для отчислений на амортизацию

Ео =2% – для отчислений на обслуживание

Сэ – стоимость годовых потерь электроэнергии

Звл =(0,12+0,094)·41,15+(0,12+0,043)·1,71=2,74 тыс. грн.

Для завершения экономического расчета необходимо еще определить стоимость ежегодных потерь в кабелях. По высоковольтному кабелю в нормальном режиме протекает ток 8 А. Потери в высоковольтном кабеле за 1 год (τ=3000ч.) составляет:

Авл =3I²rdτ=3·64·3,5·0,32·3000=571 кВт/ч

Стоимость потерь электроэнергии:

Сэ =(571/0,8)·1,2=8 грн.

Вариант 2: Низковольтная сеть. Электрический расчет.


Расчет сечений низковольтной сети ведется по минимуму массы проводов и проверяется по допустимой потере напряжения.

Найдем ток в рабочем режиме:

Принимаем ΔUдоп =4,5%=17,1В

Рассчитаем потерю напряжения на индуктивном сопротивлении линии:

Определяем допустимою потерю напряжения на активном сопротивлении линии:

ΔUадоп = ΔUдоп -ΔUх =17,1-0,85=16,25В

ρAl =35 Ом·мм²/км

Определяем сечение

Стандартное ближайшее значение

Fст =150 мм² Iдд =305 А

Как видим

Iдд › Iр

Проверим по потери напряжения:

Это составляет 4,2% ‹ ΔUдоп =4,5%

Рассмотрим ПАР:

Iдд › Iпар сечение подходит

Проверим по потере напряжения:

Это составляет 7,7% ‹ ΔUдоп =4,5+5=9,5%

Экономический расчет.

Как показал электрический расчет по низковольтной стороне, необходимо тянуть один 4-х жильный кабель на 320 м сечением 150 мм². При таком варианте стоимость кабеля с прокладкой составит

(5,07+0,53)·0,32=1,792 тыс. грн.

Также при варианте низковольтной сети необходимо поставить на объекте распределительный щит, общей стоимостью 1,35 тыс. грн. Учтем также, что при присоединении дополнительной мощности к ближайшей ТП, придется увеличивать мощность трансформаторов в этой ТП с 2х160 кВА на 2х250 кВА. Ввиду этого потребуется еще 2000 грн. на сооружение более мощной ТП.

Таким образом, приведенные расчетные затраты составляют:

Знл=4,4·0,214+1,722·0,163=1,233 тыс. грн.

По низковольтному кабелю протекает ток 134 А. Потери в низковольтном кабеле за один год составляет (τ=2000 ч.):

ΔАнл =3·I·R0 ·l·τ=3·17956·0,21·0,32·2000=7240 кВт/ч

Стоимость потерь электроэнергии:

Теперь можно произвести сравнение приведенных годовых народнохозяйственных затрат по обеим вариантам. Нетрудно заметить, что в случае сооружения ТП, расчетные затраты составляют 2,74 тыс. грн., в то время как при прокладке низковольтного кабеля они не превышают 1,233 тыс. грн. Низковольтный вариант экономичнее на 1,51 тыс. грн. По этому ему не обходимо отдать предпочтение.

6. Расчет нагрузок и выбор мощности силовых трансформаторов.

Нагрузку ТП определяют по формуле:

∑Рi – присоединенная активная суммарная мощность всех ЭП, питающихся от данной ТП.

∑Qi – присоединенная суммарная реактивная мощность.

Для потребителей первой категории рекомендуется устанавливать 2 трансформатора на ТП. Одно-трансформаторные подстанции встречаются у потребителей второй категории.

При выборе мощности трансформатора необходимо проверить его перегрузочную способность. Для этого определяют максимальную нагрузку по графику суточной нагрузки:


Рисунок 2.

1. Для одно-трансформаторных подстанций выбирать трансформатор с номинальной мощностью больше Sнг.max /1,5 и рассчитать двухступенчатый график нагрузки, период ночной нагрузки Sнг ‹ Sном и период перегрузки Sнг ›Sном

Рассмотрим пример расчета одно-трансформаторной подстанции для ТП13 (ДПРМ):

Sнг.max =28 кВА

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью

Sном.тр › Sнг.max /1,5=28/1,5=19 кВА ‹ Sтр =25кВА

Берем ТМ-25


Для первого периода следует определить усредненный коэффициент нагрузки

К1 =0,68.

где ti – время, для которого справедливо неравенство Sнг i < Sном *

К2’ =1,1198

где ti – время, для которого справедливо неравенство Sнг i > Sном *

0.9Sнг max /Sном =1,01< К2’ =1,12

Кгр = К2’ =1,12

t2 =h2 =∑hi =4

Kз =Sнг max /n×Sном тр =1,12

Средняя температура окружающей среды зимняя для Симферополя –1,8ºС, учитывая установку трансформаторов внутри подстанции (то есть в помещении), среднюю температуру (зимнюю) увеличиваем на 10ºС, и она будет 8,2ºС.

Берем θохл =10ºС

К2 табл =1,4 › К2 расч =1,12

Значит, трансформатор ТМ-25 выдержит запланированные систематические перегрузки.

Аналогичным образом производим расчет остальных одно-трансформаторных подстанций. Результаты, полученные в ходе вычислений заносим в таблицу 3.

2. Рассмотрим пример для двух трансформаторных подстанций, для ТП2 (РСБН-У).

Sнг.max =47 кВА

Для двух трансформаторных подстанций мощность трансформатора должна быть Sтр ≥ Sнг.max /2=47/2=23,5 кВА

Выбираем трансформаторы ТМ-25. Для двух трансформаторных подстанций, как правило, более тяжелыми является послеаварийный режим, когда вся нагрузка приходится на один трансформатор.

Расчет ведется по суточному графику нагрузки (рисунок 2) и рассчитывается К1 , К2 , t2 .

Sном = Sтр / Sнг max =25/47=0,523

Коэффициент нагрузки:

К1 =0,851

Коэффициент перегрузки:

К2 =1,47

Так как расчетное значение:

К2 =0,9 ×Sнг max / Sном =0,9 × 4,7/25=1,692, то принимаем: Кгр =1,692

t2=12,08

К2табл =1,4

К2расч › К2табл =1,4 Кз =47/(2 × 25)=0,94

Трансформатор ТМ-25 не выдержит систематических перегрузок, берем ТМ-40.

Sном =40/47=0,851

Коэффициент нагрузки:

К1 =0,851

Коэффициент перегрузки:

К2 =1,47

0,9 ×Sнг max / Sном =0,9 × 47/40=1,06

К2расч =1,18 t2 =h2 =∑hi =4

К2табл =1,6 Кз =47/(2 × 40)=0,59

К2табл ›К2расч

Трансформатор ТМ-40 выдержит систематические перегрузки.

Аналогичным образом производим расчет остальных двух трансформаторных подстанций. Полученные результаты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

№,ТП Объект, питаемый от ТП Sнг max Кол-во тр-ов Тип тр-ра Кз К1 t2 К2’ К2табл
1. ЦИП 3634 2 1
2. РСБН-У 47 1 ТМ-40 0,59 0,72 4 1,18 1,6
3. ОПР-Л 64 2 ТМ-63 0,51 0,62 4 1,02 1,6
4. КДП 68 2 ТМ-63 0,54 0,66 4 1,08 1,6
5. Водопровод 161 2 ТМ-160 0,5 0,62 4 1,01 1,6
6. УКВ-пеленг 146 2 ТМ-100 0,73 0,75 11 1,23 1,4
7. Посад. пав-н 679 2 ТМ-630 0,54 0,66 4 1,08 1,6
8. Котельная 716 2 ТМ-630 0,57 0,69 4 1,14 1,6
9. Склад ГСМ 428 2 ТМ-400 0,54 0,66 4 1,08 1,6
10. Автобаза 550 2 ТМ-400 0,69 0,79 6 1,3 1,5
11. Ангар 715 2 ТМ-630 0,57 0,69 4 1,14 1,6
12. БПРМ 32 1 ТМ-25 1,28 0,704 6 1,22 1,29
13. ДПРМ 28 1 ТМ-25 1,12 0,61 4 1,12 1,41

7. Выбор питающих трансформаторов.

При выборе питающих трансформаторов необходимо учесть, что наиболее тяжелым для них является ПАР, когда вся нагрузка приходится на один трансформатор. Следовательно, выбор питающих трансформаторов производим по ПАР.

Sнг.max =3634 кВА

Котн.нг =0,55

Sнг = Sнг.maxотн.нг =3634/0,55=6607 кВА

Ориентировочная мощность:

Sтр ≥Sнг /2·Кз.мах =6607/2·0,8=2643 кВА

Для ЦИП выбираем трансформаторы:

ТМН-6,3: ВН=115 кВ; НН=6,3 кВ; Рхх =13 кВт; Ркз =50 кВт; Iхх =1%; Uк =10,5%;

ТМН-6,3: ВН=53 кВ; НН=6,3 кВ; Рхх =9,4 кВт; Ркз =46,5 кВт; Iхх =0,9%; Uк =7,5%;

8.Расчет потерь напряжения и мощности в трансформаторах.

Так как трансформаторы имеют значительное внутреннее сопротивление, то имеем потери напряжения в трансформаторе. Потери напряжения наиболее удобно определять в относительных величинах.

ΔUт*= Rт** Pнг *+Хт **Qнг *

Rт * – активное относительное сопротивление тр-ра: Rт *=Pr /Sном

Хт *– относительное индуктивное сопротивление тр-ра

Pнг * и Qнг *– относительные активная и реактивная нагрузки:

Pнг *= Pнг /Sном.тр Qнг *= Qнг /Sном.тр

Трансформаторы являются потребителями реактивной мощности:

Sнг *=Sнг.мах /Sном

Потери активной мощности:

ΔP=P0 +Pk *Sнг

Рассмотрим пример расчета для ТП2:

Рк =0,88 кВт; Р0 =0,17 кВт; Uк =4,5%; Iхх =3%;

S=47 кВА

Находим Rт =0,88/40=0,022

Хт *=0,039

Pнг *=38/40=0,95; Qнг *=28/40=0,7; ΔUт *=0,022 · 0,95+0,39 · 0,7=0,0482

ΔUт =4,8%=18 В

Р=0,17+0,88*0,3481=0,48 кВт*2=0,96 кВт

Аналогично рассчитываем потери напряжения и мощности для остальных трансформаторов и заполняем таблицу 4.

Таблица 4

Кол-во трансформаторов Тип трансформатора U, кВт U, BU, %

2. 38+j28

3. 52+j36

4. 59+j33

5. 124+j103

6. 117+j87

7. 580+j337

8. 535+j475

2 ТМ-40

0.88 0.17 4.5

3.0 0.59 0.96

3.7 9 2.4

1.28 0.24 4.5

2.8 0.51 1.15

5 7.5 1.9

1.28 0.24 4.5

2.8 0.54 1.22

5.18 7.5 19

2.65 0.52 4.5

2.4 0.5 2.36

11.28 7.5 1.9

1.97 0.33 4.5

2.6 0.73

2.76 10 11

2.8 7.6 1.42

5.5 2.0 7.6

1.42 5.5 2.0

0.54 0.57 7.24

7.78 45.4 47.72

7.2 9.5 2

2.5

2 ТМ-63
2 ТМ-63
2 ТМ-160
2 ТМ-100
2 ТМ-630
2 ТМ-630

9. 357+j226

10. 488+j231

11. 602+j377

12. 26+j18

2 ТМ-400

5.5 5.5 7.6

0.6 0.6 0.92

2.92 1.42 0.13

0.13 4.5 4.5

5.5 4.5 4.5

2.3 2.3 2.0

3.2 3.2 0.54

0.69 0.57 1.28

1.12 5.05 7.08

7.78 1.11 0.88

28.9 35.54 74.72

2.64 2.21 7

8 8.5 20

18 1.84 2.1

2.2 5.23 4.64

2 ТМ-400
2 ТМ-630
1 ТМ-25
13. 23+j16 1 ТМ-25

ΔU для двух трансформаторных подстанций следует разделить на 2.

Вывод: ΔР и ΔQ можно усреднить:

ΔР=3,78 кВт

ΔQ=20,4 квар

И в дальнейшем не усложнять себе работу лишними расчетами.

ΔU в двух трансформаторных подстанциях составляет в среднем 2,2%, а у одно-трансформаторных подстанций ΔU=4,9%

2,2%<4,9%

То есть потери в одно-трансформаторных подстанциях почти в 2,2 раза больше чем у двух трансформаторных подстанций. Это происходит по тому, что двух трансформаторные подстанции работают в нагруженном режиме.

9. Определение присоединенной нагрузки с учетом потерь мощности в трансформаторах.

Присоединенная нагрузка определяется с учетом количества электрических приемников питаемых от ТП, плюс потери в трансформаторе.

Пример расчета для ТП2 (РСБН-У): мощность электроприемников:

Sнгмах =47 кВА

Потери: Р=38 кВт Q=28 квар

ΔР=0,96 кВт ΔQ=3,7 квар

Мощность нагрузки:

∑Р=Р+ΔР=38+0,96=38,96кВт

∑Q=Q+ΔQ=28+3,7=31,7квар

Р+jQ=38.96+j31,7, так как на ТП2 2 трансформатора, то вся нагрузка приходится на 2 линии. Составим таблицу 5 с учетом потерь.

Таблица 5

№ ТП Кол-во тр-ов Полная нагрузка Нагрузка на одну линию
2. 2 38,96+j31,7 19,48+j15,85
3. 2 53,15+j41 26,58+j20,5
4. 2 60,22+j38,18 30,11+j19,09
5. 2 126,36+j114,28 63,18+j57,14
6. 2 119,76+j97 59,88+j48,5
7. 2 587,27+j382,4 293,64+j191,2
8. 2 542,78+j522,72 271,39+j261,36
9. 2 362,05+j254,9 181,03+j127,45
10. 2 495,08+j266,54 247,54+j133,27
11. 2 609,78+j424,72 304,89+j212,36
12. 1 27,11+j20,64 27,11+j20,64
13. 1 23,88+j18,21 23,88+j18,21

10. Расчет потока мощности по участкам в рабочем режиме.


Sл1 =(1279+j824)кВА Sл8 =248+j134

Sл2 =1240+j792 Sл9 =1768+j1390

Sл3 =278+j153 Sл10 =1642+j1276

Sл4 =248+j134 Sл11 =1522+j1179

Sл5 =909+j598 Sл12 =935+j797

Sл6 =51+j39 Sл13 =392+j274

Sл7 =24+j18 Sл14 =30+j19

1, 2...– номера точек при расчете токов короткого замыкания на ЭВМ.

– коэффициенты схемы (КС).

11.Расчет сечений кабелей высоковольтной сети аэропорта в рабочем режиме.

Сечение проводов высоковольтной линии электропередачи, рекомендуется выбирать по экономической плотности тока, т.е. такой плотности при которой расчетные затраты получаются минимальными.

В ПУЭ для определения экономического сечения проводов линии рекомендуется пользоваться формулой: Fэк =Imax / Jэк

Imax – максимальная нагрузка при нормальной работе сети.

Jэк – экономическая плотность тока А/мм², берется в зависимости от материала, конструкции кабеля и Тн (число часов использования максимально активной нагрузки).

Пример расчета сечения кабеля на участке 1 (линия 1).

Суммарная мощность:∑S=1279+j824=1521кВА, Код=0,8

Найдем рабочий ток:

I1 p =117 A

Так как кабель алюминиевый с бумажной изоляцией (пропитанной) принимаем:

Jэк =1,6А/мм² (Тм=3000 часов)

Находим сечение: Fэк = Imax / Jэк =117/1,6=73мм²

Стандартное ближайшее значение Fст =70мм² с Iдд =190 А. Как видим, кабель проходит по току.

Составляем таблицу 6 значений остальных сечений сети для рабочего режима:

Таблица 6

№, лин

Мощность

на участке

Мощность на участке х Код l, км Ro , Ом/км Хо , Ом/км Код Iраб , А Fрасщ , мм² Fст , мм² Iдд , А
1. 1279+j824 1023+j659 1,68 0,44 0,086 0,8 117 73 70 190
2. 1240+j792 1091+j697 0,66 0,44 0,086 0,81 115 78 70 190
3. 278+j153 278+j153 0,57 1,94 0,113 31 19 16 80
4. 248+j134 248+j134 0,54 1,94 0,113 27 17 16 80
5. 909+j598 818+j538 0,76 0,62 0,09 0,9 94 59 50 155
6. 51+j39 51+j39 0,72 3,1 0,112 6 4 10 60
7. 24+j18 24+j18 4 3,1 0,112 3 2 10 60
8. 248+j134 248+j134 0,81 1,94 0,113 27 17 16 80
9. 1768+j1390 1503+j1182 1,21 0,26 0,081 0,81 175 115 120 260
10. 1642+j1276 1478+j1148 1,01 0,26 0,081 0,92 164 113 120 260
11. 1522+j1179 1370+j1061 0,75 0,33 0,083 0,95 157 104 95 225
12. 935+j797 842+j717 0,54 0,44 0,086 0,9 106 66 70 190
13. 392+j274 392+j274 0,29 1,24 0,099 46 29 25 105
14. 30+j19 30+j19 0,56 3,1 0,122 3 2 10 60

Проверим данную сеть на потери напряжения. В сети 6 кВ они должны быть ΔU=(6–8)%.

Потери напряжения находим по формуле ΔU=(∑Рлі *Rлі *li+∑ Qлі *Xлі *li )/U

Расчет ведется по наиболее удаленной точке сети и с учетом Код.

Самой удаленной точкой линии является ТП13 DU=342 В

Это составляет 5,7% и удовлетворяет условию ΔUдоп =6%

12. Расчет низковольтной сети.

Этот расчет ведется по допустимой потере напряжения и по минимуму массы проводов. Требования ГОСТ 13109-76 можно удовлетворить, если потери напряжения в отдельных элементах сети не будет превышать некоторых допустимых значений.

Петлевая сеть: (штаб, столовая).


Л2 в рабочем режиме не участвует. Примем ΔUдоп=4,5%=17,1В. Потеря напряжения на индуктивном сопротивлении линии:

ΔUх1=(Хо∑Q*l)/U=(0,06*9*0,3)/0,38=0,43 В

ΔUх2=(0,06*16*0,1)/0,38=0,25 В

ΔUх3=(0,06*16*0,32)/0,38=0,81 В

Допустимые потери на активном сопротивлении линии:

ΔUа доп1= ΔUдоп-ΔUх=17,1-0,43=16,67 В

ΔUа доп2=17,1-0,25=16,85 В

ΔUа доп3=17,1-0,81=16,29 В

F1=(ρ*∑li*Pi)/(ΔUа доп.* ΔUн)=121 мм²; F2=47 мм²; F3=155 мм²

F1ст=120 мм²; F2ст=50 мм²; F3ст=150 мм²

Iдд=270 А > Ip=111 A

Iдд=165 А

Iдд=305 А > Ip=133 A

Проверим по ΔU

ΔU1=15 В Это составляет 4,1% < ΔUдоп =4.5%

ΔU3=16 В Это составляет 4,2% < ΔUдоп =4.5%

Проверим ПАР:

Л1
Л2

I1пар=244 А < Iдд проходит

I2пар=133 А < Iдд проходит

Проверим потерю напряжения:

ΔU=48,7 В

Это составляет 10,9% > 4,5%+5%=9,5%

Увеличиваем Л1: Fст=150мм² Iдд=305 А

Увеличиваем Л2: Fст=120мм² Iдд=270 А

ΔU=37 В

Это составляет 8,9% < 9,5%

Обрыв Л1

Расчет аналогичен предыдущему

ΔU=35,5 В; Это составляет 9,3% < 9,5% – проходит

ΔU=12,5 В; Это составляет 3,3% < 4,5% – проходит

Низковольтная сеть. (3 мат. склада.)

Л1
Л2
Л3

Iр1=76 А; Iр2=50 А; Iр3=26 А;

ΔUх=0,86 В; ΔUа.доп.=17,1-0,68=16,42 В

F1=36 мм²; Fст =35мм²; Iдд=135 А

F2=18 мм²; Fст =16мм²; Iдд=90 А

F3=9 мм²; Fст =10мм²; Iдд=65 А

ΔU=45 В; 11,8% > 9.5% не подходит.

Подбираем другие сечения

F1, 2, 3=50 мм²; Iдд=165 А;

ΔU=15,9 В; 4,2% < 4,5%;

Рассмотрим ПАР:

I1пар=151 А

I2пар=101 А

I3пар=50 А

ΔU=32 В

Это составляет 8,4% и удовлетворяет условие ΔUдоп=9,5%;

Низковольтная сеть (ГРМ).


30+j23
Ip=29 A; ΔUх=0,54 В;

ΔUдоп=17,1- 0,54=16,56


28-04-2015, 23:35

Страницы: 1 2
Разделы сайта