Расчет потерь активной мощности и электроэнергии в трансформаторах

Общие потери активной мощности в трансформаторе определяются по выражению:

                                             ∆Р_т = ∆Р_ст + ∆Р_м∙β²                              (68)

где ∆Р_ст = ∆Р_хх – потери активной мощности в стали трансформатора, кВт;

∆Р_м = ∆Р_кз – потери активной мощности в меди трансформатора при его номинальной нагрузке, кВт;

β – коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы сети.

Т.к. в проектируемой сети в ТП установлено по два параллельно работающих трансформатора, то потери активной мощности в этом случае определяются по выражению:

                                                                  (69)

Потери активной энергии в трансформаторах ТП определяются по формуле:

                                                         (70)

где t = 8760 часов – время работы ТП в год;

τ – время наибольших потерь, определяемое по формуле (67).

Рассмотрим расчет потерь в трансформаторах на примере ТП1

()

Аналогичные расчеты проведены и для других ТП, а результаты представлены в таблице 12.

Таблица 12 – Определение потерь активной мощности и электроэнергии в трансформаторах

№ ТП	Тмах, ч	τ, ч	∆Рхх, кВт	β, о.е.	∆Ркз, кВт	∆РТП, кВт	∆Wа, кВт∙ч
ТП-1	3500	1968,162	1,2	0,704	10,8	5,076	26291,443
ТП-2	3500	1968,162	1,2	0,614	10,8	4,436	25030,741
ТП-3	3500	1968,162	1,2	0,72	10,8	5,199	26533,593
ТП-4	3500	1968,162	1,2	0,705	10,8	5,084	26306,418
ТП-5	3500	1968,162	1,2	0,738	10,8	5,341	26812,516
ТП-6	3500	1968,162	1,2	0,634	10,8	4,571	25296,018
Итого:						29,707	156270,729

 

                                     

Таблица 13 – Результаты расчета потерь активной и реактивной мощности и электроэнергии в линиях

Участок линии	Длина линии, км	Кол-во кабелей	Ток в линии Imax, А	Удельное сопротивление, Ом/км		Потери мощности		Время наибольших потерь τ, ч	Потери электроэнергии
				r 0	x 0	∆Рл, кВт	∆ Q л, кВАр		∆ W а, кВт·ч	∆ W р, кВАр·ч
ТП1-24а	0,104	2	16,238	1,17	0,07	0,048	0,032	1968,162	94,719	63,753
ТП1-24-24а	0,115	2	176,293	0,24	0,06	1,287	0,671	1968,162	2532,399	1321,252
ТП1-22а	0,056	2	11,159	1,84	0,07	0,019	0,024	1968,162	37,878	47,348
ТП1-22-22а	0,049	2	171,214	0,24	0,06	0,517	0,633	1968,162	1017,742	1246,215
ТП1-20	0,045	4	192,975	0,16	0,06	0,201	0,268	1968,162	395,784	527,712
ТП1-20а-20	0,072	6	262,062	0,16	0,06	0,396	0,330	1968,162	778,558	648,798
ТП1-20в	0,072	1	139,193	0,59	0,06	2,469	2,058	1574,838	3888,470	3240,391
ТП1-26	0,087	2	210,573	0,16	0,06	0,926	0,639	1968,162	1822,209	1256,696
ТП1-32а	0,292	2	17,591	1,84	0,07	0,249	0,060	1968,162	490,841	117,667
Итого по ТП1:									11058,600	8469,832
ТП2-46	0,102	4	192,544	0,16	0,06	0,454	0,267	1968,162	893,106	525,356
ТП2-49а	0,062	2	15,787	1,84	0,07	0,043	0,048	1968,162	83,938	94,768
ТП2-48б	0,075	1	150,404	0,31	0,06	1,578	1,262	1574,838	2484,845	1987,876
ТП2-48-48б	0,029	4	254,545	0,16	0,06	0,225	0,467	1968,162	443,782	918,169
ТП2-50	0,041	2	91,708	0,59	0,06	0,305	0,447	1968,162	600,620	878,957
ТП2-48а	0,159	2	15,787	1,84	0,07	0,109	0,048	1968,162	215,259	94,768
ТП2-47в	0,067	1	150,404	0,31	0,06	1,410	1,262	1574,838	2219,795	1987,876
ТП2-47-47в	0,124	4	229,541	0,16	0,06	0,784	0,379	1968,162	1543,072	746,648
ТП2-49	0,078	2	159,103	0,24	0,06	0,711	0,547	1968,162	1398,995	1076,150
Итого по ТП2:									9883,412	8310,568
ТП3-34	0,078	4	139,680	0,24	0,06	0,274	0,211	1968,162	539,132	414,717
ТП3-28	0,052	2	159,103	0,24	0,06	0,474	0,547	1968,162	932,664	1076,150
ТП3-28а	0,116	1	150,404	0,24	0,06	1,889	0,977	1574,838	2975,401	1539,001
ТП3-34б-28а	0,014	2	150,404	0,24	0,06	0,114	0,489	1574,838	179,550	769,500
ТП3-36в	0,017	1	150,404	0,24	0,06	0,277	0,977	1574,838	436,050	1539,001
ТП3-40	0,107	2	159,103	0,24	0,06	0,975	0,547	1968,162	1919,135	1076,150
ТП3-36	0,048	2	207,448	0,16	0,06	0,496	0,620	1968,162	975,739	1219,674
ТП3-30-28	0,11	6	212,455	0,24	0,06	0,596	0,325	1968,162	1172,651	639,628
ТП3-38	0,156	2	29,695	1,84	0,07	0,380	0,170	1968,162	747,220	335,291

 

 

Продолжение таблицы 13

Участок линии	Длина линии, км	Кол-во кабелей	Ток в линии Imax, А	Удельное сопротивление, Ом/км		Потери мощности		Время наибольших потерь τ, ч	Потери электроэнергии
				r 0	x 0	∆Рл,кВт	∆ Q л,кВАр		∆ W а, кВт·ч	∆ W р, кВАр·ч
Итого по ТП3:									9877,542	8609,112
ТП4-33	0,162	2	137,492	0,31	0,06	1,424	0,527	1968,162	2802,730	1038,048
ТП4-29б	0,106	1	144,830	0,31	0,06	2,068	1,170	1574,838	3256,419	1843,256
ТП4-45б-29б	0,059	2	147,617	0,31	0,06	0,598	0,608	1574,838	941,484	957,442
ТП4-29	0,048	2	160,055	0,24	0,06	0,443	0,553	1968,162	871,253	1089,066
ТП4-47а	0,11	2	158,275	0,24	0,06	0,992	0,541	1968,162	1952,448	1064,972
ТП4-45а	0,062	4	154,892	0,24	0,06	0,268	0,259	1968,162	526,963	509,964
ТП4-45д-45в-45г	0,198	4	108,680	0,31	0,06	0,544	0,165	1968,162	1070,160	324,291
ТП4-45в-45г	0,073	2	19,597	1,84	0,07	0,077	0,074	1968,162	152,286	146,027
ТП4-45г	0,058	2	6,148	1,84	0,07	0,006	0,007	1968,162	11,909	14,373
Итого по ТП4:									11585,652	6987,439
ТП5-32	0,174	2	159,103	0,24	0,06	1,586	0,547	1968,162	3120,836	1076,150
ТП5-32в	0,08	1	155,921	0,31	0,06	1,809	1,357	1574,838	2848,499	2136,374
ТП5-17а-32В	0,033	2	161,300	0,31	0,06	0,399	0,726	1968,162	785,773	1428,678
ТП5-17б-17а-32в	0,106	2	176,185	0,31	0,06	1,530	0,866	1968,162	3011,321	1704,522
ТП5-1г	0,054	1	127,742	0,31	0,06	0,819	0,911	1574,838	1290,558	1433,953
ТП5-1а-1г	0,04	1	144,830	0,31	0,06	0,780	1,170	1574,838	1228,837	1843,256
ТП5-17-19-19б	0,071	6	249,839	0,16	0,06	0,355	0,300	1968,162	697,799	589,689
ТП5-19-19б	0,091	4	196,487	0,16	0,06	0,422	0,278	1968,162	829,761	547,095
ТП5-19б	0,082	1	127,742	0,31	0,06	1,244	0,911	1574,838	1959,736	1433,953
ТП5-21	0,041	4	79,137	0,31	0,06	0,060	0,087	1968,162	117,498	171,949
ТП5-23-21	0,143	4	158,689	0,31	0,06	0,837	0,351	1968,162	1647,835	691,399
ТП5-1в	0,066	6	210,702	0,13	0,06	0,190	0,173	1968,162	374,848	340,770

Продолжение таблицы 13

Участок линии	Длина линии, км	Кол-во кабелей	Ток в линии Imax, А	Удельное сопротивление, Ом/км		Потери мощности		Время наибольших потерь τ, ч	Потери электроэнергии
				r 0	x 0	∆Рл,кВт	∆ Q л,кВАр		∆ W а, кВт·ч	∆ W р, кВАр·ч
Итого по ТП5:									17913,301	13397,788
ТП6-13а	0,248	2	22,543	1,17	0,07	0,221	0,062	1968,162	435,311	122,870
ТП6-13-13а	0,114	4	180,058	0,16	0,06	0,444	0,233	1968,162	872,917	459,430
ТП6-25	0,138	2	198,142	0,16	0,06	1,300	0,565	1968,162	2559,207	1112,699
ТП6-27	0,013	2	109,844	0,31	0,06	0,073	0,337	1968,162	143,552	662,546
ТП6-31	0,231	2	159,103	0,24	0,06	2,105	0,547	1968,162	4143,179	1076,150
ТП6-44-42	0,15	4	160,055	0,16	0,06	0,461	0,184	1968,162	907,555	363,022
ТП6-42	0,097	4	80,028	0,31	0,06	0,144	0,089	1968,162	284,273	175,839
Итого по ТП6:									9345,994	3972,556

 

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте был произведен расчет условного микрорайона Нижнего Новгорода. В микрорайоне расположено 55 объектов, 38- являются жилыми домами и 17 – общественными зданиями. По надежности электроснабжения большинство объектов относятся ко второй категории, имеются также потребители первой и третьей категории. В ходе расчета определены электрические нагрузки на вводах в жилые и общественные здания, электрические нагрузки наружного и внутриквартального освещения. Далее с учетом коэффициентов участия в максимуме нагрузок определена электрическая нагрузка микрорайона в целом.

По расчетной нагрузке микрорайона были определены необходимое число и мощность трансформаторных подстанций, а также их оптимальное месторасположение. Расчеты показали, что для электроснабжения рассматриваемого микрорайона необходимы 6 ТП мощностью 2´1000 кВА. Электрические нагрузки отдельных объектов распределены между ними таким образом, чтобы на каждую из ТП приходилась приблизительно одинаковая нагрузка.

Следующим этапом был выбор технически целесообразных вариантов схем распределительной сети 10 кВ и 0,4 кВ. Для питания каждой категории потребителей предусмотрены различные схемы, обеспечивающие требуемую надежность электроснабжения.

Был произведен расчет распределительной сети 0,4 кВ, в ходе которого предварительно выбраны сечения кабельных линий. В результате проверки на допустимые потери напряжения сечения некоторых линий были увеличены до значений, при которых потери напряжения в линии не превышают допустимые.

При расчете распределительных сетей для защиты кабельных линий были выбраны автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями серии ВА13, ВА51, ВА52, ВА57 с номинальными токами 63 А, 250 А, 25 А, 400 А. С последующей проверкой надежности срабатывания при однофазном коротком замыкании в конце защищаемого участка и проверкой на предельную отключающую способность при трехфазном коротком замыкании на шинах трансформаторных подстанций. Для питания электроприемников были выбраны кабельные линии, состоящие из кабелей марки АПвБбШпсечением 16...240 мм², прокладываемые в земле с последующей проверкой их на согласование допустимого тока линии с током срабатывания защитного аппарата и проверкой по допустимой потере напряжения.

Список литературы

1. Инструкция по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94 (с изменениями 1999 г.) М.: Энергоатомиздат, 1995.- 48 с.

2. Козлов В.А. «Электроснабжение городов».- 5- е издание, перераб. и доп. – Ленинград: Энергоатомиздат Ленинградское отделение, 2002. – 264 с.

3. Правила устройства электроустановок.– 7-е изд., перераб. и доп.–М.: Главгосэнергонадзор России, 2010. – 692 с.

4. Рыбаков Л.М, Шестакова З.В. «Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию по электроснабжению. Электроснабжение городов». Учебное пособие. МарГУ. – Йошкар-Ола, 2005. – 108 с.

5. Автоматические выключатели [Электронный ресурс] — Режим доступа:https://www.kontaktor.ru/avtomaticheskie-vyklyuchateli/va08/ свободный.

6. Двигатели для лифтовых установок [Электронный ресурс] — Режим доступа:http://www.agrovodcom.ru/elektrodvigatel/jelektrodvigateli-liftov.php свободный.

7. Активные сопротивления кабелей. [Электронный ресурс] — Режим доступа:http://forca.ru/spravka/spravka/aktivnye-i-reaktivnye-soprotivleniya-kabeley.html, свободный.

8. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ.– Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1988.– 176 с.: ил.

9. СП 31-110-2003. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. М.: Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.– 138 с.

10. СНиП 2.07.01.89. «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».– Переизд. 1990. – М.: ГПЦПП, 1994.