Проектирование электрических сетей железных дорог (стр. 3 из 5)
Sр2 =
(4.2.)PА = 1000 кВт; cosj = 0.86; tgj = 0.593;
QА = PА × tgj = 1000 × 0.593 = 590 кВАр;
PВ = 850 кВт; cosj = 0.83; tgj = 0.67;
QВ = PВ × tgj = 850 × 0.67 = 571 кВАр;
PС = 29000 кВт; cosj = 0.8; tgj = 0.75;
QС = PС × tgj = 29000 × 0.75 = 21750 кВАр;
= 424,65 + 1000 + 850 + 29000 = 31274,65 кВт. 
= 192,929 + 590 + 571 + 21750 = 23103,93 кВАр.Согласно выражению (4.2.) получим:
Sр2 =
= 38883,1кВА.Согласно выражению (4.1.) получим:
Sном.тр ³ 38883,1/ 2 × 0.7 = 27773,64 кВА.
Выбираем трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110/10 кВ мощностью: Sном.тр = 32000 кВА.
Таблица 2.
Параметры трехфазного двухобмоточного трансформатора 110/10 кВ
| Номинальная мощность Sном (кВА) | uk,% | DPk(кВт) | DPхх(кВт) | DQхх(кВАр) | rt(Ом) | xt(Ом) |
| 32000 | 10.5 | 145 | 35 | 240 | 1,87 | 43,5 |
5. Определение потерь активной мощности и энергии в местной сети
Потери мощности складываются из потерь мощности в линиях и в трансформаторах. Потери активной мощности в линии в кВт могут быть определены по следующим выражениям:
, (5.1.)где I,P,Q,S – ток, активная, реактивная и полная мощности, протекающие в линии, Uном, Rл – номинальное напряжение и активное сопротивление линии.
При определении суммарных потерь активной мощности в сети производится суммирование потерь мощности в отдельных ветвях:
, (5.2.)где индекс k равен числу ветвей в схеме сети.
Потери активной мощности в трансформаторе можно определить по формуле:
, (5.3.)где DPст – потери мощности в стали, приближенно равные потерям холостого хода трансформатора;
DPм - потери в меди трансформатора, которые могут приниматься равными потерям короткого замыкания;
Sр, Sном - расчетная нагрузка и номинальная мощность трансформатора.
При двух параллельных трансформаторах выражение (5.3.) запишется как:
, (5.4.)Для определения годовых потерь энергии в линиях суммарные потери мощности в линиях должны быть умножены на время потерь t :
DАSл = DРSл ×t, (5.5.)
которое зависит от времени использования максимальной нагрузки Ти и может быть определено по формуле:
t = (0.124 + Ти / 10000)2 × 8760. (5.6.)
Годовые потери энергии в параллельных трансформаторах определяются как
, (5.7.)Суммарные потери энергии складываются из потерь энергии в линиях и трансформаторах:
DАS = DАSл + DАSt (5.8.)
Зная стоимость 1 кВт×ч электроэнергии с, можно оценить стоимость потерь электроэнергии в течение года:
C =DАS× c, руб (5.9.)
*0,443*160=13,543кВт 
*1,94*45=3,3кВт 
*0,443*100=6,640кВт 
*0,326*190=25,219кВт 
В 2-х параллельных трансформаторах:
Годовые потери энергии в линиях
DАSл = DРSл ×t
Годовые потери энергии в трансформаторах
Суммарные потери энергии
Стоимость потерь
6. Расчет замкнутой электрической сети
6.1. Определение перетоков мощности и токов на участках замкнутой электрической сети
На первом этапе расчёта замкнутая электрическая сеть разрезается по источнику питания и заменяется сетью с двухсторонним питанием.
Активная и реактивная мощности, передаваемые от первого источника питания И1 при неучёте потерь мощности в сети, определяются как
, (6.1.)где Pi и Qi – активная и реактивная мощности i-й расчётной нагрузки;
li -И2 – расстояние от i-й нагрузки до второго источника питания;
lИ1 -И2 – расстояние между источниками питания;
n – число нагрузок.
Определяются перетоки мощности на участках сети с двухсторонним питанием с использованием первого закона Кирхгофа:
pИ1-а + j × qИ1-а = pИ1 + j × qИ1
pа-б + j × qа-б = pИ1-а + j × qИ1-а – Pа – j × Qa
pб-в + j × qб-в = pа-б + j × qа-б – Pб – j × Qб (6.2.)
pв-И2 + j × qв-И2 = pб-в + j × qб-в – Pв – j × Qв = pИ2 + j × qИ2
Если в процессе расчёта значение активного или реактивного перетока становится отрицательным, это означает, что найдена точка токораздела соответственно активной или реактивной мощности, в которой нагрузка получает питание с двух сторон.
По значениям активного и реактивного перетоков определяются полные мощности перетоков как
, (6.3.)а по ним значения токов на участках сети
, (6.4.)6.2. Определение сечения провода кольцевой сети по экономической плотности тока
Сечение проводов sэк (экономическое сечение провода) по экономической плотности тока jэк, которая является нормированным обобщенным показателем, приближенно соответствующим минимуму приведённых затрат на сооружение и эксплуатацию линии находится как:
, (6.5.)где Iр – расчетный ток линии, определенный по формуле (6.4.);
значение jэк (А/мм2) зависит от времени использования максимальных нагрузок, типа линии и района её прокладки, в курсовом проекте принимается jэк =1,1 (А/мм2).
Если сечение провода на всех участках сети нужно выбрать одинаковым, то в (6.5.) в качестве Iр должен использоваться эквивалентный ток Iэкв, при котором потери мощности будут такими же, как и при расчётных токах на участках кольцевой сети, определенных по (6.4.).
Эквивалентный ток определяется как
, (6.6.)где индекс i соответствует номеру участка кольцевой сети;
Iрi и li – значение тока на i-м участке и длина i-го участка;
lИ1-И2 – расстояние между источниками питания.
Выбираем ближайшее к sэк табличное значение сечения провода как:
sтабл
sэкв (6.7.)и определяем для него активное R0 и индуктивное X0 удельные сопротивления провода, а также допустимый ток по нагреву Iдоп.
Проверяем выполнение условия:
Imax £Iдоп (6.8.)
где Imax – соответствует максимальному из токов источников питания. Если условие (6.8.) не выполняется, то необходимо выбрать провод большего сечения.
Расчёт:
1.
РА/
РВ/
Узел 2 – является точкой токораздела
2. Определение сечения провода кольцевой сети по экономической плотности тока
sтабл
sэв50мм2
47,8мм2Параметры воздушной линии АС-50 R0=0.65 Ом/км X0=0.392 Ом/км
Imax £Iдоп
91,328А £ 215А
Осуществляется проверка провода по допустимой потере напряжения, которая определяется в соответствии с (2.1.). Следует учесть при этом, что потери напряжения от протекания активной мощности (реактивной) мощности в активном (реактивном) сопротивлении на участках от источника питания до точки токораздела активной (реактивной) мощности будут одинаковыми.
При совпадении точек токораздела активной и реактивной мощностей потерю напряжения на участке от любого источника питания до этой точки необходимо сравнить с допустимой потерей напряжения
DU£DUдоп (6.9.)
При несовпадении точек токораздела необходимо определить потерю напряжения до точек токораздела как активной, так и реактивной мощности, выбрать максимальную и проверить выполнение условия (6.9.)