Выбор числа и места расположения трансформаторной подстанции

Введение

Электроэнергетика – это стратегическая отрасль, состояние которой отражается на уровне развития государства в целом. В настоящее время электроэнергетика является наиболее стабильно работающим комплексом белоруской экономики.

В 2003 году разработан топливно-энергетический баланс страны на период до 2020 года, в котором немаловажное место отведено вопросам дальнейшего развития электроэнергетики.

В сельском хозяйстве на технологические цели расходуется 27 млрд. кВт•ч электроэнергии. На долю растениеводства и кормопроизводства приходится 20%, на долю животноводства – 60%, птицеводство – 14%. В ближайшие годы в связи с автоматизацией многих технологических процессов, модернизацией животноводческих комплексов, ожидается увеличение потребления электроэнергии.

Потребление электроэнергии в республике в 2020 году вырастет до 41 млрд. кВтч (на 23% выше уровня 2000 года), в том числе и на нужды сельского хозяйства.

Главной особенностью электроснабжения производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности является необходимости подводить электроэнергию на большие расстояния к огромному числу маломощных объектов.

Выбор числа и места расположения трансформаторной подстанции

Количество ТП определяем по формуле:

N=0,25 • √ S_p • l /ΔU%, (1.1)

где S_p - полная расчетная нагрузка в поселке, кВт;

l – длина улиц поселка, км;

ΔU% – допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ;

Для определения полной расчетной нагрузки в поселке определим дневные и ночные максимумы нагрузок для жилых домов методом коэффициента одновременности

P_д= Р_д_i•к_о•к_д•n, (1.2)

Р_в= Р_д_i•к_о•к_вn, (1.3)

где P_д_i – мощность на вводе в один жилой дом, определяется по монограмме (рис. 4.1. с. 11 Методические указания), зависит от потребления электроэнергии в год одним домом и с перспективой развития на семь лет, кВт;

Р_д_i = 2,5 кВт;

к_о- коэффициент одновременности, зависит от количества жилых домов (табл. 4.3 с. 27 /5/);

к_о = 0,24;

к_д – коэффициент участия нагрузки в дневном максимуме;

к_д= 0,3;

к_в- коэффициент участия нагрузки в вечернем максимуме;

к_в = 1;

n – количество жилых домов в поселке;

Р_д= 2,5•0,24•0,3•100 = 18 кВт;

Р_в = 2,5•0,24•1•100 = 60 кВт;

Определяем дневной и вечерний максимум в поселке, используя табличный метод:

Р_д= Р_б+ΔР_м1+ΔР_м2+…, (1.4)

Р_в = Р_б+ΔР_м1+ΔР_м2+ … +Р_ул, (1.5)

где ΔР_м- надбавки от меньших нагрузок (табл. 4.4 с. 30 /5/)

Р_ул – мощность уличного освещения в поселке, кВт;

Р_д = 45+9,2+8,5+1,8+4,8+5,4+19+9,2+11,2=114,1 кВт;

Определим мощность уличного освещения в поселке:

Р_ул = Р_уд^’•l+Р_уд • n, (1.6)

где Р_уд^יִ – удельная нагрузка на один погонный метр длины улицы, Вт/м;

Р_уд^יִ = 7 Вт/м;

l – длина улиц поселка, м;

l = 2040 м;

Р_уд – удельная нагрузка для освещения территории общественных, коммунально-бытовых и производственных зданий, Вт/зд;

n – количество коммунально-бытовых, общественных зданий;

n = 8;

Р_ул= 7•2040+250•8=14280+2000=16280 Вт =16,28 кВт;

Определяем вечерний максимум в поселке:

Р_в = 60+4,8+12,5+6+4,8+3+15,7+3+9,2+16,28=135,28 кВт;

Т.к. вечерний максимум больше дневного, то полную расчетную нагрузку определяем по вечернему максимуму:

S_p = Р_в/ cos φ, (1.7)

где cos φ – коэффициент мощности (табл. 4.5 с. 31 /5/);

cos φ = 0,83;

S_p= 135,28 / 0,83 = 162,99 кВА;

Допустимую потерю напряжения в линии определяем из таблицы отклонения напряжения.

Для составления таблицы составим схему электроснабжения потребителей.

Шины 10 кВ ТП 10/0,4 кВ

ВЛ 10 кВ ВЛ 0,35 кВ

потребители

Рисунок 1.1 Схема электроснабжения потребителей

Таблица 1.1. Таблица отклонения напряжений

Наименование элементов схемы	Нагрузка
Наименование элементов схемы	100%	25%
Шины 10 кВ ВЛ 10 кВ ТП 10/0,4 кВ: – потери – постоянная надбавка – переменная надбавка ВЛ 0,4 кВ	+5 -5 -5 +5 0 -5	+1 -1,25 -1,25 +5 0 0
Отклонение напряжения у потребителей	-5	+3,5<+5

ΔU = +5–4+5+0+5;

ΔU_{10 кВ} = -5%;

ΔU_{0,4 кВ} = -5%;

Тогда:

N = 0,25 √ 162,99•2,04 / 5 = 2,03;

Принимаем N = 3.

Определяем место установки ТП, она устанавливается в центре нагрузок.

Определяем координаты центра нагрузок:

х =∑ Р_i • х _i / ∑ Р_i; (1.8)

у =∑ Р_i • у _i / ∑ Р_i; (1.9)

Для конторы:

P_д=15 кВт;

Р_в=8 кВт;

Для школы:

P_д=14 кВт;

Р_в=20 кВт;

Для клуба:

P_д=3 кВт;

Р_в=10 кВт;

Для бани:

P_д=8 кВт;

Р_в=8 кВт;

Для столовой:

P_д=9 кВт;

Р_в=5 кВт;

Для мастерских:

P_д=45 кВт;

Р_в=25 кВт;

Для гаража:

P_д=30 кВт;

Р_в=5 кВт;

Для одного дома:

P_{д 1}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•1•0,3•1=0,75 кВт;

Р_{в 1}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•1•1•1=2,5 кВт;

Для двух домов:

P_{д 2}= Р_д_i•к_о•к_д•n= 2,5•0,75•0,3•2=1,125 кВт; Р_{в 2}= Р_д_i•к_о•к_в•n=2,5•0,75•1•2=3,75 кВт;

Для трех домов:

P_{д з}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,64•0,3•3=1,44 кВт;

Р_{в 3}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,64•1•3=4,8 кВт;

Для четырех домов:

P_{д 4}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,59•0,3•4=1,77 кВт;

Р_{в 4}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,59•1•4=5,9 кВт;

Для пяти домов:

P_{д 5}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,53•0,3•5=1,9875 кВт;

Р_{в 5}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,53•1•5=6,625 кВт;

Для шести домов:

P_{д 6}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,46•0,3•6=2,07 кВт;

Р_{в 6}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,46•1•6=6,9 кВт;

Для семи домов:

P_{д 7}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,47•0,3•7=2,4675 кВт;

Р_{в 7}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,47•1•7=8,225 кВт;

Для десяти домов:

P_{д 10}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,42•0,3•10=3,15 кВт;

Р_{в 10}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,42•1•10=10,5 кВт;

Для четырнадцати домов:

P_{д 14}= Р_д_i•к_о•к_д•n=2,5•0,38•0,3•14=3,99 кВт;

Р_{в 14}= Р_д_i•к_о•к_в•n =2,5•0,38•1•14=13,3 кВт;

Определяем координаты х и у центра нагрузок для ТП 1:

х= Р_{в 10}•2,5+ Р_{в 2}•2,75+ Р_{в 2}•4,5+ Р_{в 2}•5,25+ Р_{в 2}•5,75+ Р_{в 2}•6,5+ Р_{в 1}•7,5+ Р_{в 2}•8,5+ +Р_{в 2}• 8,75+ Р_{в 1}•9,5+ Р_{в 2}• 10,5+ Р_{в 4}• 11,5+ Р_{в 2}• 11,75+ Р_{в 1}•12,5+ Р_{в 3}•13,5+ +Р_{в 1}•14,5+ Р_{в 2}• 14,75+ Р_{в клуб}•14,75+ Р_{в 3}•15,5+ Р_{в кот.}•17,25+Р_{в 3}•17,5+ Р_{в 2}× ×17,75+ Р_{в 3}•19,5+ Р_{в школ.}•20,25+ Р_{в 2}• 20,75+ Р_{в баня}•21,25+ Р_{в 6}•21,5+ Р_{д стол.}×21,5+ Р_{д конт}•21,5 / Р_{в 10}+ Р_{в 2}+ Р_{в 2}+ Р_{в 2}+ Р_{в 2}+ Р_{в 2}+ Р_{в 1}+ Р_{в 2}+ Р_{в 2}+ Р_{в 1}+ Р_{в 2}+ +Р_{в 4}+ Р_{в 2}+ Р_{в 1}+ Р_{в 3}+ Р_{в 1}+ Р_{в 2}+ Р_{в клуб}+ Р_{в 3}+ Р_{в кот.}+ Р_{в 3}+ Р_{в 2}+ Р_{в 3}+ Р_{в школ.}+ Р_{в 2}+ Р_{в баня}+ Р_{в 6}+ Р_{в стол.}+ Р_вконт.=10,5•2,5+3,75•2,75+3,75•4,5+3,75•5,25+ 3,75×5,75+3,75•6,5+2,5•7,5+3,75•8,5+3,75•8,75+2,5•9,5+3,75•10,5+5,9•11,5+3,7×11,75+2,5•12,5+4,8•13,5+2,5•14,5+3,75•14,75+10•14,75+4,8•15,5+15•17,25+ +4,8•17,5+3,75•17,75+4,8•19,5+20•20,25+3,75•20,75+8•21,25+6,9•21,5+9•21,5+

+15•21,5 / 10,5+3,75+3,75+3,75+3,75+3,75+2,5+3,75+3,75+2,5+3,75+5,9+3,75+

+2,5+4,8+2,5+3,75+10+4,8+15+4,8+3,75+4,8+20+3,75+8+6,9+9+15=26,25+10,3125+16,875+19,6875+21,5625+24,375+18,75+31,875+32,8125+23,75+

+39,375+67,85+44,0625+31,25+64,8+36,25+55,3125+147,5+74,4+258,75+84+66,5625+93,6+405+77,8125+170+148,35+193,5+322,5 / 174,5=2681,375/174,5=15,366;

у=Р_{в 7}• 2,5+Р_{в 2}•4,5+Р_{в 2}•6,5+Р_{в 2}•8,5+Р_{в 2}•10,5+Р_{в 7}•12,5+Р_{в 7}•12,5+Р_{в 7}•15,5+Р_{в 2}•17,5+Р_{в 2}•19,5+Р_{в 7}•21,5 / Р_{в 7}+Р_{в 2}+Р_{в 2}+Р_{в 2}+Р_{в 2}+Р_{в 7}+Р_{в 7}+Р_{в 2}+Р_{в 2}+Р_{в 7}=8,225•2,5+3,75•4,5+3,75•6,5+3,75•8,5+3,75•10,5+8,225•12,5+8,225•15,5+3,75××17,5+3,75•19,5+8,225•21,5 / 8,225+3,75+3,75+3,75+3,75+8,225+8,225+3,75+