Подстанции

Методика расчета

Определить местоположение подстанции — это значит найти координаты центра нагрузок.

• По исходным данным построить оси X и Y генплана и нанести центры электрических на
грузок (ЦЭН) каждого цеха.

• С учетом размеров территории генплана выбрать масштаб нагрузок, ориентируясь на
наибольшую и наименьшую, приняв удобный радиус.

где т — масштаб нагрузок, кВт/км или квар/км;

P нм, Q _hm— наименьшая мощность цеха, кВт или квар;

/?нм — наименьший визуально воспринимаемый радиус картограммы нагрузки, км. Величина т округляется и принимается как для активных, так и для реактивных нагрузок.

• Определяются радиусы кругов активных и реактивных нагрузок всех цехов

где R aи R p— радиусы реактивной и активной нагрузок, км;

Р и Q — активная и реактивная нагрузки цехов, кВт и квар;

т а, т р— масштаб нагрузок активной и реактивной, кВт/км² или квар/км².

Если даны только Р и cos φ, то

• Опредляюется условные координаты ЦЭН всего предприятия

местоположение ГГГ;

В (Х р₀, Y р₀) -местоположение ККУ,

Часть 1. Расчетно-практические занятия по электроснабжению объектов

где Х _а0, Y_а0 — координаты ЦЭН активных, км;

Х _р0, Y_р0 —координаты ЦЭН реактивных, км;

ККУ — комплектное компенсирующее устройство;

ГПП — главная понизительная подстанция.

• Составляется картограмма нагрузок, на которую наносятся все необходимые данные.

Примечания.

1. Картограмму нагрузок можно составить для цеха и определить ЦЭН, т. е. определить
место установки внутрицеховой ТП.

2. Величина нагрузок на генплане изображается кругами, площадь которых пропорциональна им.

Пример

Дано:

Генплан 3x2 км с силовыми нагрузками цехов (1 кл. = 0,1 км)

Параметр	Номер цеха
Ц1	Ц2	Ц3	Ц4	Ц5
Р, кВт
Х, км	0,6	1,45	2,4	1,55	0,4
COS φ	0,7	0,75	0,9	0,8	0,6
Y, км	1,45	1,25	0,9	0,8	0,6

Требуется:

• определить координаты ЦЭН активных;

• определить координаты ЦЭН реактивных;

• нанести данные на генплан.

Решение:

• Наносятся на генплан центры электрических нагрузок (ЦЭН) каждого цеха (рис. 1.7.1), мас
штаб генплана т _г = 0,2 км/см.

• Определяются радиусы кругов активных и реактивных нагрузок, исходя из масштаба
генплана.

• Определяется масштаб активных (т_а) нагрузок, исходя из масштаба генплана.
Принимается для наименьшей нагрузки (Ц5) радиус R а5 = 0,1 км, тогда

Принимается т_а = 800 кВт/км.

Определяется радиус для наибольшей нагрузки при принятом масштабе

Нанесение нагрузок на генплан в данном масштабе возможно, масштаб утверждается. Определяются радиусы кругов для остальных нагрузок:

Результаты заносятся в «Сводную ведомость нагрузок цехов» (таблица 1.7.1).

РПЗ-7. Определение местоположения подстанции

Определяются реактивные нагрузки каждого цеха из соотношения

Q _i=P_i tgφ _i_,,

где tg φ _i_, определяется по cos φ _i_,

Результаты заносятся в «Сводную ведомость нагрузок цехов».

Определяются радиусы кругов для реактивных нагрузок при том же масштабе, т. е. при т_р = 800 квар/км² по формуле

Результаты заносятся в «Сводную ведомость нагрузок».

Нагрузки кругами наносятся на генплан, активные — сплошной линией, реактивные — штриховой.

Определяются условные ЦЭН активной и реактивной:

Вблизи точки B (2,3; 0,83) располагают ККУ или синхронный компенсатор (СК). Составляются картограммы нагрузок для всего предприятия и наносятся необходимые данные.

Параметр	Номер цеха
Ц1	Ц2	цз	Ц4	Ц5
Р, кВт
R_a, км	0,2	0,25	0,63	0,4	0,1
COS φ	0,7	0,75	0,9	0,8	0,6
tg φ	1,02	0,88	0,48	0,75	1,33
Q, квар
R p, км	0,22	0,24	0,44	0,35	0,11

Ответ: место установки ГПП и ЦЭП точка А (2; 0,88). Место установки ККУ и ЦЭН точки В (2,3; 0,88).

Таблица 1.7.2. Индивидуальные задания для РПЗ - 7

Вариант	Ц1	Ц2	ЦЗ	Ц4	Ц5
Р ₁кВт	COS φ₁	Р _2, кВт	COS φ₂	Р ₃,кВт	COS φз	Р ₄,кВт	COS φ₄	Р 5,кВт	COS φ₅
(Х₁,Y₁)	(Х₂,Y₂)	(Х₃,Y₃)	(Х₄,Y₄)	(Х₅,Y₅)

		0,7		0,75		0,8		0,85		0,9
0,4; 0,4	0,5; 1,4	1,5; 1,2	2,4; 1,0	1,5; 0,5
		0,7		0,75		0,8		0,85		0,9
0,5; 0,5	0,5; 1,2	1,6; 1,3	2,5; 1,2	1,6; 1,7
		0,85		0,7		0,75		0,8		0,9
0,5; 1,5	1,5; 1,2	2,6; 1,0	1,6; 0,7	0,5; 0,5
		0,75		0,8		0,85		0,9		0,7
0,5; 1,4	1,4; 1,5	2,7; 1,2	1,8; 0,8	0,6; 0,7
		0,8		0,85		0,9		0,7		0,75
0,4; 0,9	1,2; 1,6	2,6; 1,3	1,8; 0,6	0,7; 0,9
		0,72		0,8		0,9		0,85		0,83
0,7; 1,0	1,5; 1,8	1,6; 0,8	1,9; 2,0	0,5; 2,0
		0,8		0,9		0,85		0,83		0,72
0,5; 0,5	0,6; 1,6	1,5; 0,5	1,7; 1,2	2,6; 1,0
		0,9		0,85		0,83		0,72		0,8
0,4; 0,6	0,6; 1,5	1,5; 0,6	1,8; 1,3	2,5; 1,2
		0,85		0,83		0,72		0,8		0,9
0,6; 0,7	0,6; 1,2	1,6; 0,7	1,8; 1,4	2,4; 1,5
		0,83		0,72		0,8		0,9		0,85
0,7; 0,8	0,6; 1,4	1,6; 0,6	1,7; 1,5	2,5; 1,4
		0,85		0,7		0,75		0,8		0,9
0,6,0,5	0,6; 1,2	1,5; 0,4	1,5; 1,2	2,6; 0,6


	0,7		0,9		0,75		0,8		0,85
0,5; 0,6		0,5; 1,4		1,3; 0,5		1,3; 1,4		2,7; 0,8
	0,9		0,8		0,75		0,85		0,7
0,4; 0,5		0,4; 1,5		0,4; 0,6		1,4; 1,3		2,5; 1,0
	0,8		0,7		0,85		0,7		0,9
0,5; 0,4		0,5; 1,6		1,2; 0,7		1,2; 1,5		2,4; 1,2
	0,75		0,85		0,7		0,9		0,8
0,4; 0,6		0,4; 1,5		1,6; 0,5		1,6; 1,6		2,5; 1,5
	0,7		0,75		0,8		0,85		0,9
0,6; 0,3		0,5; 1,5		1,5; 1,2		1,4; 0,4		2,5;0,5
	0,7		0,75		0,8		0,85		0,9
0,5; 0,4		0,5; 1,5		1,5; 1,3		1,4; 0,5		2,5; 0,8
	0,75		0,8		0,85		0,9		0,7
0,4; 0,5		0,5; 1,5		1,5; 1,4		1,4; 0,6		2,5; 1,0
	0,8		0,85		0,9		0,7		0,75
0,7; 0,4		0,5; 1,5		1,5; 1,2		1,4; 0,5		2,5; 1,2
	0,85		0,9		0,7		0,75		0,8
0,5; 0,6		0,5; 1,6		1,5; 1,2		1,4; 0,4		2,5; 1,6
	0,7		0,8		0,9		0,75		0,85
0,7; 0,7		0,5; 1,6		1,4; 1,2		1,2; 0,4		2,7; 0,4
	0,7		0,8		0,9		0,75		0,85
0,6; 0,6		0,5; 1,5		1,4; 1,3		1,2; 0,5		2,7; 0,6
	0,7		0,9		0,8		0,85		0,75
0,3; 0,3		0,5; 1,4		1,4; 1,4		1,2; 0,6		2,7; 0,8
	0,8		0,7		0,9		0,75		0,85
0,4; 0,4		0,5; 1,5		1,4; 1,5		1,2; 0,7		2,7; 1,0
	0,75		0,8		0,85		0,9		0,7
0,5; 0,5		0,5; 1,2		1,4; 1,6		1,2; 0,5		2,7; 1,2
	0,6		0,8		0,85		0,7		0,9
0,3; 0,3		0,4; 1,0		1,2; 1,4		1,6; 0,4		2,8; 0,6
	0,8		0,8		0,75		0,6		0,85
0,4; 0,4		0,4; 1,1		1,2; 1,5		1,6; 0,5		2,8; 0,8
	0,6		0,7		0,8		0,75		0,9
0,3; 0,3		0,4; 1,2		1,2; 1,6		1,6; 0,3		2,8; 1,0
	0,7		0,8		0,9		0,6		0,85
0,4; 0,4		0,4; 1,3		1,2; 1,7		1,6; 0,5		2,8; 1,2
	0,7		0,8		0,7		0,75		0,9
0,5; 0,4		0,4; 1,5		1,2; 1,8		1,6; 0,5		2,8; 1,6

6-2533

1.8. РПЗ-8. Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

Методика расчета

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.

• Токи (в амперах) в линии определяются по формуле

где S_r— номинальная мощность трансформатора, кВ·А;

V _h_._T — номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Принимается V _H.T — 0,4 кВ.

где S _M ру — максимальная расчетная мощность РУ, кВ·А;

V нру — номинальное напряжение РУ, кВ.

Принимается V _Hру = 0,38 кВ.

где Рд — мощность ЭД переменного тока, кВт;

V _Hд — номинальное напряжение ЭД, кВ;

η_д — КПДЭД, отн. ед.

Примечание. Если ЭД повторно-кратковременного режима, то Р _Д =Р _ДП .

I cв = - линия к сварочному трансформатору,

где S_c_в–полная мощность сварочного 3-х фазного трансформатора, кВ·А;

ПВ — продолжительность включения, отн. ед.

• В сетях напряжения менее 1 кВ в качестве аппаратов защиты могут применяться автоматические выключатели (автоматы), предохранители и тепловые реле.

Автоматы выбираются согласно условиям:

где I _на — номинальный ток автомата, А;

I _н _р — номинальный ток расцепителя, А;

I _дл — длительный ток в линии, А;

I _м — максимальный ток в линии, А;

V _H_a — номинальное напряжение автомата, В;

V_c — напряжение сети, В;

РПЗ—8. Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

где K_о — кратность отсечки;

I ₀ — ток отсечки, А;

I _п — пусковой ток, А,

где К _п— кратность пускового тока. Принимается К _П= 6,5...7,5 — для АД;

К _н = 2...3 — для СД и МПТ;

I _н._д — номинальный ток, А;

I пик —пиковый ток, А,

где I _п._нб — пусковой ток наибольшего по мощности ЭД, А;

I _н._нб — номинальный ток наибольшего в группе ЭД, А;

I _м — максимальный ток на группу, А.

Зная тип, I _н._а и число полюсов автомата, выписываются все каталожные данные.

• Предохранители выбираются согласно условиям:

где /_вс — ток плавкой вставки, А;

где /ц.п — номинальный ток предохранителя, А.

• Тепловые реле выбираются согласно условию

где I _ТР — ток теплового реле, номинальный, А.

Наиболее современными являются автоматы серии ВА и АЕ, предохранители серии ПР и ПН, тепловые реле серии РТЛ.

• Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно условиям

Принимают К _зщ = 1,25 — для взрыво- и пожароопасных помещений; К _зщ = 1 — для нормальных (неопасных) помещений; К _зщ = 0,33 — для предохранителей без тепловых реле в линии.

По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.

Примечание. Индивидуальные задания для РПЗ-8 представлены в таблице 1.5.7. Номер электроприемника для расчета обведен.

Часть 1. Расчетно-практические занятия по электроснабжению объектов

Варианты линий ЭСН