РАЗРАБОТКА СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ НА 10 КВ

Электроснабжение промышленных предприятий является одной из ключевых составляющих их эффективной работы и конкурентоспособности. Правильная организация электроснабжения обеспечивает надежное и бесперебойное функционирование всех технологических процессов, что, в свою очередь, влияет на производительность, качество продукции и безопасность труда. В условиях современного производства, где требования к энергоснабжению становятся все более жесткими, важно уделять внимание не только выбору оборудования, но и проектированию распределительных сетей.

Данная работа посвящена разработке схемы распределительной сети на напряжение 10 кВ, которая является наиболее распространенной для электроснабжения промышленных объектов.

Для сети 10 кВ выберем петлевую распределительную сеть. В нормальном режиме петлевые линии 10 кВ размыкаются на одной из ТП. Для питания потребителей II категории с целью повышения надежности электроснабжения между ТП 10/0,4 кВ прокладываются линии 10 кВ, по которым осуществляется резервирование питания каждой из ТП в случае повреждения на любом участке петлевой линии.

Обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей I категории (амбулатория, ФАП) обеспечивается наличием дизель-генератора ДЭС-100, кроме этого, на шинах 0,38кВ двухтрансформаторной ТП и в ВРУ потребителя предусмотрено устройство АВР.

Рисунок 1. Петлевая схема электроснабжения

Расчетные нагрузки линий и распределительных пунктов 10 кВ определяются умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов, питающихся по данному элементу сети, на коэффициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок.

Определим расчетную нагрузку для каждой из линий питающей проектируемый населённый пункт:

   кВ•А,

Где S_ктп,i - расчетная мощность одной КТП,

к_см - коэффициент совмещения максимумов нагрузки трансформаторов в зависимости от их количества.

Определим расчетный ток для каждой из линий:

     А,

При выборе токоведущих частей учитываются два фактора: требование к экономичности и нагрев проводников длительным током.

Определим сечение провода по экономической плотности тока:

   мм²,

где j_эк - экономическая плотность тока, для алюминия, j_эк = 1,4 А/мм.

Принимаем наименьшее допустимое значение 70 мм².

Сети 10 кВ выполним самонесущими изолированными проводами марки СИП 3Ч70 (провод самонесущий с алюминиевыми фазными токопроводящими жилами, с изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена, с нулевой несущей жилой, изолированной светостабилизированным сшитым полиэтиленом).

Преимущества изолированных проводов перед неизолированными:

1) высокую надежность и бесперебойность энергоснабжения, вызванную защитой от случайного схлестывания проводов, КЗ, падений деревьев и опор;

2) снижение эксплуатационных затрат до 80%, связанных с расчистками и обходами трасс и аварийными ремонтами;

3) снижение энергопотерь;

4) минимальное налипание снега и гололеда, вызванное гладкой не смачиваемой структурой полиэтилена, который, являясь неполярным диэлектриком, не имеет ни химических, ни электрических связей при взаимодействии с мокрым снегом;

5) поскольку температура начала горения изоляции и плавления алюминия близка, отсутствует смысл в хищении кабеля, так как перед сдачей в пункт приема металлолома кабель необходимо отжечь для снятия изоляции, вследствие чего образуется бесформенная масса, непригодная для дальнейшего использования.

Определим сечение проводника по длительно-допустимому току:

    А,

где I_доп - длительно допустимый ток провода, А;

I_расч - расчетный ток линии, А;

К_ср - коэффициент условий среды принимается равным от 0,5 до 1,5, для провода 3Ч70 принимается 1,0, потому что этот провод предназначен для подвеса в воздухе;

К_пр - коэффициент прокладки принимается равным от 0,5 до 1,3, для провода 3Ч70 принимается 1,0, так как он предназначен для работы на открытом воздухе.

Для провода СИП 3Ч70 длительно допустимый ток I_доп = 310 А

Наибольшие потери напряжения на участках петлевых схем, работающих разомкнуто, выполненные проводом одного сечения по длине линии и питающих нагрузки, расположенные примерно на одинаковых расстояниях, друг от друга определяются следующим образом:

где I_расч - расчетный ток линии, А;

r₀ – удельное сопротивление провода, Ом/км;

x₀ – индуктивное сопротивление провода, Ом/км;

L – длина провода, км;

U_ном – номинальное напряжение для сетей 10 кВ.

Допустимые потери напряжения в нормальном режиме в часы максимума энергосистемы равны 5%. В послеаварийных режимах допускается дополнительное снижение напряжения еще на 5%.

Найдем потери напряжения в конце питающих линий:

По выполненной работе можно сделать следующие выводы:

1. проведён анализ потребностей в электроснабжении, включая расчёт максимальных нагрузок;

2. рассмотрены различные схемы распределительных сетей, из которых выбрана наиболее оптимальная с точки зрения надёжности и экономичности;

3. выполнены необходимые расчёты токов, потерь напряжения, предложена оптимальная схема электроснабжения для бесперебойной работы.

Список литературы:

1. Электрическая сеть: [Электронный ресурс]: Википедия. – URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B5%D1%82%D1%8C (Дата обращения: 01.03.2026).
2. Распределительные сети 10 кВ: [Электронный ресурс]. URL: https://electroprofit.by/info/articles/raspredelitelnye-seti/ (Дата обращения: 02.03.2026).
3. Короткевич, М.А. Эксплуатация электрических сетей [Текст]: учебник для студентов специальности "Электроэнергетические системы и сети" учреждений, обеспечивающих получение высшего образования / М. А. Короткевич. — Минск: Вышэйшая школа, 2005. — 363.
4. Лыкин, А. В.  Электрические системы и сети: учебник для среднего профессионального образования / А. В. Лыкин. — Москва: Издательство Юрайт, 2025. — 362 с.