Разработка трехфазно-однофазной сети для электроснабжения сельских потребителей

• Автор: Шагимарданов, Дамир Экрэмович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Анализ трехфазно-однофазных сетей в сельской местности
1.1 Общие сведения об однофазных сетях и нагрузках
1.2 Влияние однофазных потребителей на качество и потери электроэнергии
1.3 Критическая мощность однофазных нагрузок
1.4 Преобразование однофазного напряжения в трехфазное
1.5 Особенности расчета сетей методом симметричных составляющих..
1.6 Выводы
Глава 2. Расчет трехфазно-однофазных сетей в фазных координатах
2.1 Общие сведения о применении метода фазных координат к расчету сетей 10...0,22 кВ
2.2 Моделирование однофазных трансформаторов
2.3 Моделирование однофазных линий
2.4 Моделирование однофазных нагрузок
2.5 Моделирование однофазных трансформаторов, соединенных по схеме «открытый треугольник»
2.6 Моделирование нагрузок однофазных трансформаторов, соединенных по схеме «открытый треугольник»
2.7 Согласование однофазной сети с трехфазной
2.8 Расчет токов и напряжений трехфазно-однофазных сетей
2.9 Выводы
Глава 3. Безопасная эксплуатация однофазных сетей
3.1 Анализ типов заземления однофазных сетей
3.2 Устройство защиты линии 220 В
3.3 Расчет параметров устройства защиты линии
3.4 Моделирование устройства защиты линии в фазных координатах
3.5 Выводы

4 Расчет механической части однофазных линий электропередачи
4.1 Общие сведения об однофазных линиях электропередачи напряжением до 1 кВ
4.2 Расчетные характеристики СИП
4.3 Расчетные климатические условия
4.4 Механические нагрузки на провода
4.5 Расчетные нагрузки на опоры
4.6 Расчет допустимого пролета линии электропередачи
4.7 Выводы
Глава 5. Технико-экономическая эффективность разработанных средств.
5.1 Сравнение технических показателей однофазных и трехфазных сетей
5.2 Экономическая эффективность применения однофазных сетей при
малых нагрузках
5.3 Экономическая эффективность применения устройства защиты линии
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время из 2,35 млн. км воздушных и кабельных линий 0,38-220 кВ на долю линий напряжением 0,38 кВ приходится 840 тыс.км или 35,7 %. Низковольтные сети характеризуются большими потерями напряжения, мощности и энергии; являются наиболее металлоемкими в расчете на единицу передаваемой мощности по сравнению с сетями среднего и высокого напряжений (в сетях 380 В в 2-3 раза больше, чем в сетях 10 кВ) [1]. Особенностью сельской местности является малая плотность застройки с небольшим электропотреблением. В связи со значительным сокращением численности сельского населения на фоне высокого износа электрооборудования (ЭО) и сетей встает проблема выбора системы электроснабжения территорий с малой плотностью нагрузки. Номенклатура трехфазных трансформаторов начинается с мощности 25 кВ-А в то время, как норма нагрузки на 1 квартиру средней площадью 70 м2 составляет 4,5 кВт с коэффициентом мощности не менее 0,92 [2]. При больших расстояниях между потребителями трехфазные трансформаторы окажутся малонагруженными и будут использоваться неэффективно. Для снижения расхода цветного металла, потерь напряжения и электроэнергии Будзко И.А., Захариным А.Г. разработана смешанная трехфазно-однофазная система распределения электроэнергии.
По состоянию на 2013 год к сетям 6-10 кВ филиала ОАО «МРСК Центра» -«Костромаэнерго» присоединены 254 однофазных трансформатора, из которых 125 трансформаторов выработали нормативный ресурс. В будущем число однофазных трансформаторов и однофазных линий 220 В в сельской местности, выработавших свой ресурс, будет увеличиваться и потребуется реконструировать существующие и построить новые однофазные сети, отвечающие современным требованиям надежности, безопасности и экономичности.
В методике расчета рабочих токов и напряжений в трехфазно-однофазной сети с использованием метода симметричных составляющих, разработанной

- потери мощности короткого замыкания ДРю, Вт;
- потери мощности холостого хода ДРхх , Вт;
- ток холостого хода іхх, %.
Расчетные параметры трансформатора (сопротивления и проводимости приведены к стороне ВН):
- коэффициент трансформации Кт = ;

- активное сопротивление Ят - ДРю • ——;

икз , У_' вн .
- полное сопротивление Z7. ,
100 Зном
- индуктивное сопротивление Хт = ^2*- Я* ;
- комплексное полное сопротивление 2Т ~ Ят + ] ■ Хт ;
- полная проводимость Ут = . ^ном .
100 и вн А Р
- активная проводимость С7- = —(2.4)

- индуктивная проводимость Вт = ^Уг2 - ;
- комплексная полная проводимость Ут - Ст - ] ■ Вт;

- коэффициент связи Кс -----------;
2 і ^ у
- сопротивление обмотки ВН =
- сопротивление обмотки НН 22 ■
0-М)- ±д) 2Т 2 —— У
(1-4). 'і +2/ 1^+2І

- сопротивление взаимоиндукции между обмотками 2т = • ^21-22 .