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 S_б , МВА 300

Сверхпереходное сопротивление Х_с´´ 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 I_max +7%

при I_min +2%

Категория почвы 3

Минимальный cosφ 0.95

(задает энергосистема)

Относительная нагрузка 0,55

(приведенная в таблице 2)

Колебания нагрузки 3

I_max /I_min

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 Р_у на коэффициент нагрузки К_н и коэффициент спроса К_с . Получаем активную присоединенную мощность осветительной сети данного объекта (потребителя) Р_пр . Для силовых сетей Р_пр получаем аналогично. Реактивную присоединенную нагрузку получаем умножением Р_пр на tgφ, определяемый из заданного cosφ. Затем находим суммарное активное и реактивные присоединенные мощности.

Рассмотрим расчет мощности на примере объекта «Аэровокзал».

Осветительная нагрузка

Р_пр =К_н ·К_с ·Р_у ; Р_у =600 кВт, К_с =0.8, К_н =0.2

Р_пр =600·0.8·0.2=96 кВт

Силовая нагрузка

Р_пр =К_н ·К_с ·Р_у ; Q_пр =Р_пр ·tgφ

Р_у =1200 кВт, К_с =0.65, К_н =0.2, cosφ=0,75, tgφ=0,88

Р_пр =1200·0,65·0,2=156 кВт

Q_пр =156·0,88=137.28 квар

ΣР_пр =252 кВт

Σ Q_пр =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

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

Р_пр =К_н ·К_с ·Р_у =0,8·0,4·270=86,4 кВт осветительная нагрузка

Р_пр =К_н ·К_с ·Р_у силовая нагрузка

Q_пр =Р_пр ·tgφ силовая нагрузка Q_пр =86,4·0,2=17,28 квар

5. Технико-экономический расчет.

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

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

Если 20 ‹ P_l ‹ 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

F_эк =I/J_эк , где J_эк – определяется в зависимости от материала и конструкции, использование максимальной нагрузки Т_max =3000 ч., кабель с бумажной изоляцией, A_l , J_эк =1,6 А/мм²

F_эк =7,75/1,6=4,84 мм²

Ближайшее стандартное значение F_ст =10 мм², I_дд =60 А

Находим потери напряжения

Это составляет 0,25% ‹ ΔU_доп =6%

Рассмотрим ПАР

I_пар =7,75·2=15,5 А

Как видим I_пар ‹ I_дд .

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 Е_н =12% определяем по формуле ежегодные расчетные затраты за счет капитальных вложений:

З=Е_н ·К+И=(Е_н +Е_а +Е_о )·К+С_э

Е_н =12% – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Е_а =2% – для отчислений на амортизацию

Е_о =2% – для отчислений на обслуживание

С_э – стоимость годовых потерь электроэнергии

З_вл =(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:

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

Стоимость потерь электроэнергии:

С_э =(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 ΔU_доп =4,5%=17,1В

Рассчитаем потерю напряжения на индуктивном сопротивлении линии:

Определяем допустимою потерю напряжения на активном сопротивлении линии:

ΔU_адоп = ΔU_доп -ΔU_х =17,1-0,85=16,25В

ρA_l =35 Ом·мм²/км

Определяем сечение

Стандартное ближайшее значение

F_ст =150 мм² I_дд =305 А

Как видим

I_дд › I_р

Проверим по потери напряжения:

Это составляет 4,2% ‹ ΔU_доп =4,5%

Рассмотрим ПАР:

I_дд › I_пар сечение подходит

Проверим по потере напряжения:

Это составляет 7,7% ‹ ΔU_доп =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.):

ΔА_нл =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:

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

∑Q_i – 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 S_нг.max /1,5 и рассчитать двухступенчатый график нагрузки, период ночной нагрузки S_нг ‹ S_ном и период перегрузки S_нг ›S_ном

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

S_нг.max =28 кВА

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью

S_ном.тр › S_нг.max /1,5=28/1,5=19 кВА ‹ S_тр =25кВА

Берем ТМ-25

Для первого периода следует определить усредненный коэффициент нагрузки

К₁ =0,68.

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

К_2’ =1,1198

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

0.9S_{нг max} /S_ном =1,01< К_2’ =1,12

К_гр = К_2’ =1,12

t₂ =h₂ =∑h_i =4

K_з =S_{нг max} /n×S_{ном 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 θ_охл =10ºС

К_{2 табл} =1,4 › К_{2 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).

S_нг.max =47 кВА

Для двух трансформаторных подстанций мощность трансформатора должна быть S_тр ≥ S_нг.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 .

S_ном = S_тр / S_{нг max} =25/47=0,523

Коэффициент нагрузки:

К₁ =0,851

Коэффициент перегрузки:

К_{2 ’} =1,47

Так как расчетное значение:

К_{2 ’} =0,9 ×S_{нг max} / S_ном =0,9 × 4,7/25=1,692, то принимаем: К_гр =1,692

t2=12,08

К_2табл =1,4

К_2расч › К_2табл =1,4 К_з =47/(2 × 25)=0,94

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

S_ном =40/47=0,851

Коэффициент нагрузки:

К₁ =0,851

Коэффициент перегрузки:

К_{2 ’} =1,47

0,9 ×S_{нг max} / S_ном =0,9 × 47/40=1,06

К_2расч =1,18 t₂ =h₂ =∑h_i =4

К_2табл =1,6 К_з =47/(2 × 40)=0,59

К_2табл ›К_2расч

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.

S_нг.max =3634 кВА

К_отн.нг =0,55

S_нг = S_нг.max /К_отн.нг =3634/0,55=6607 кВА

Ориентировочная мощность:

S_тр ≥S_нг /2·К_з.мах =6607/2·0,8=2643 кВА

Для ЦИП выбираем трансформаторы:

ТМН-6,3: ВН=115 кВ; НН=6,3 кВ; Р_хх =13 кВт; Р_кз =50 кВт; I_хх =1%; U_к =10,5%;

ТМН-6,3: ВН=53 кВ; НН=6,3 кВ; Р_хх =9,4 кВт; Р_кз =46,5 кВт; I_хх =0,9%; U_к =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.

ΔU_т*= R_т** P_нг *+Х_т **Q_нг *

R_т * – активное относительное сопротивление тр-ра: R_т *=P_r /S_ном

Х_т *– относительное индуктивное сопротивление тр-ра

P_нг * и Q_нг *– относительные активная и реактивная нагрузки:

P_нг *= P_нг /S_ном.тр Q_нг *= Q_нг /S_ном.тр

Трансформаторы являются потребителями реактивной мощности:

S_нг *=S_нг.мах /S_ном

Потери активной мощности:

ΔP=P₀ +P_k *S_нг *²

Рассмотрим пример расчета для ТП2:

Р_к =0,88 кВт; Р₀ =0,17 кВт; U_к =4,5%; I_хх =3%;

S=47 кВА

Находим R_т =0,88/40=0,022

Х_т *=0,039

P_нг *=38/40=0,95; Q_нг *=28/40=0,7; ΔU_т *=0,022 · 0,95+0,39 · 0,7=0,0482

ΔU_т =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:

S_нгмах =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.

S_л1 =(1279+j824)кВА S_л8 =248+j134

S_л2 =1240+j792 S_л9 =1768+j1390

S_л3 =278+j153 S_л10 =1642+j1276

S_л4 =248+j134 S_л11 =1522+j1179

S_л5 =909+j598 S_л12 =935+j797

S_л6 =51+j39 S_л13 =392+j274

S_л7 =24+j18 S_л14 =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: F_эк =I_max / J_эк

I_max – максимальная нагрузка при нормальной работе сети.

J_эк – экономическая плотность тока А/мм², берется в зависимости от материала, конструкции кабеля и Т_н (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:

I_{1 p} =117 A

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

J_эк =1,6А/мм² (Тм=3000 часов)

Находим сечение: F_эк = I_max / J_эк =117/1,6=73мм²

Стандартное ближайшее значение F_ст =70мм² с I_дд =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=(∑Р_лі *R_лі *li+∑ Q_лі *X_лі *l_i )/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 ΔU_доп =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