Электроснабжение микрорайона с использованием трехфазной системы напряжения

5) I_ПКС ? I_k⁽³⁾, (6.5.9)

где I_ПКС - ток предельной коммутационной способности, А;

I_k⁽³⁾ = I_k,R⁽³⁾ - ток металлического КЗ для вводных и секционного выключателей, А;

6) , (6.5.10)

где k_ч - коэффициент чувствительности отсечки;

kр - коэффициент разброса срабатывания отсечки по току [5];

I_кз.min⁽¹⁾ - минимальный ток КЗ в конце защищаемой линии (в сетях с глухозаземлённой нейтралью - ток однофазного КЗ (I_k⁽¹⁾), А;

7) t_co? t_co,п+?t, (6.5.11)

где t_co - время срабатывания отсечки, с;

t_co.п - наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей ступени, с;

?t - ступень селективности, с.

Выбор автоматического выключателя квартиры №60 (самой удаленной) дома №1 (КТП-1):

выберем выключатель ВА14-26;

1) U_ном.в ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_ном.в ? I_р > 16 А > 7,13 А;

3) I_c.п ? 1,25М I_ном.в > I_c.п ? 1,25 • 16 =20 А (I_c.п < I_допМk_пер=18М1,25=22,5 А);

4) I_c.o ? k_нМI_пик > I_с.о ? 1,5•4•16=96 А;

5) I_ПКС ? I_k⁽³⁾ > 2,5 кА > 1,49 кА;

6) > > .

Предохранитель стояка 8-го подъезда дома №1 (КТП-1):

выберем предохранитель НПН2-60 [5];

1) U_ном.пр ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_{ном.вст} ? I_р8п > 63 А > 23,23 А;

3) I_k⁽³⁾ ? I_п.откл > 8,57 кА ? 10 кА;

4) > > .

Предохранитель ввода ВРУ:

выберем предохранитель ПН2-400 [5];



1) U_ном.пр ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_{ном.вст} ? I_р > 400 А > 353,2 А;

3) I_k⁽³⁾ ? I_п.откл > 8,57 кА ? 40 кА;

4) > > .

Линейный предохранитель КТП-1:

выберем предохранитель ПН2-400 [5];

1) U_ном.пр ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_{ном.вст} ? I_р > 400 А > 353,2 А;

3) I_k⁽³⁾ ? I_п.откл > 8,57 кА ? 40 кА;

4) > > ;

5) t_со,п=0,1 с.

Автоматический выключатель КТП-1:

S_р.ктп1=1051,9 кВА; I_п.ав=1598,24 А; I_р=799,12 А;

I_{доп.пер.тр}=;

выберем выключатель ВА55-43 [5]:

1) U_ном.в ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_{ном.расц} ? I_р > 0,8•I_{ном.выкл} ? I_р > 0,8•1600 А > 799,12 А;

3) I_c.п ? 1,25М I_{ном.расц} > I_c.п ? 1,25•1280А > I_c.п ? I_{доп.пер.тр} > 1600 А ? 1722,93 А;

4) I_c.o ? k_нМI_пик > 5•I_ном.р ? k_нМk_сзМI_ном.р > 5М1280 ? 1,5?2?1280 > 6400А ? 3840А;

5) I_ПКС ? I_k⁽³⁾ > 80 кА > 13,5 кА;

6) > > ;

7) t_co? t_co,п+?t > t_co?0,1+0,15 > t_co?0,25 с.

Результаты выбора предохранителей 0,38 кВ приведены в приложении7

Далее выберем автоматические выключатели для защиты потребителей I категории надёжности электроснабжения. Для этих потребителей предусмотрим АВР (автоматическое включение резерва) для обеспечения бесперебойного снабжения электроэнергией.

Выбор выключателя для защиты сбербанка (по генплану объект №28):

S_р.28=24,33 кВА; I_р.28=35,15 А; I_{доп.пер.каб.2*35}=1,25М350=437,5 А;

выберем выключатель ВА52-31 [5]:

1) U_ном.в ? U_{ном.сети} > 380 В ? 380 В;

2) I_{ном.расц} ? I_р.28 > 40 А ? 35,15 А;

3) I_c.п ? 1,35М I_{ном.расц} > I_c.п ? 1,35•40 А > I_c.п ? I_{доп.пер.каб} > 54 А ? 437,5 А;

4) I_c.o ? k_нМI_пик > 7• I_ном.р ? k_нМk_сзМI_ном.р > 7М40 ? 1,5?2?40 > 280 А ? 120 А;

5) I_ПКС ? I_k⁽³⁾ > 16 кА > 6,81 кА;

6) > > ;

7) t_co?0,02 с.

6.9 Защита линий 0,4 кВ

Новая редакция ПУЭ [13] детально описывает разновидности сетей 0,4кВ. Согласно п. 1.7.57 [13] электроустановки до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий должны получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью системы TN.

Система TN - система, в которой нейтраль источника питания глухозаземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания посредством нулевых защитных проводников [13].

Принимаем к расчету систему TN-S, в которой нейтраль (N) и защитный проводник (РЕ) разделены на всем протяжении сети [13].

В сети 0,38 кВ используются два вида защитных аппаратов: предохранители и выключатели. Кроме того, п. 1.7.50 [14] обязывает применение устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным дифференциальным током отключения не более 30 мА.

УЗО обеспечивают высокую степень защиты людей от поражения электрическим током при прямом и косвенном прикосновении, а также УЗО обеспечивают снижение пожарной опасности электроустановок. Следует отметить, что в случае преднамеренного прикосновения к токоведущим частям применение УЗО является единственно возможным способом обеспечения защиты, как и в случае отказа основных видов защиты.

Для защиты квартиры №60 (самой удаленной) дома №1 (КТП-1) принимаем к установке УЗО со следующими характеристиками:

U_n=220 В; I_n=16 А; I_n=0,03 А.

Т_n=0,5 с при I_n; Т_n=0,15 с при 2I_n=0,06 А; Т_n=0,04 с при 5I_n=0,15 А.



Рис. 8.2. Карта селективности защитных аппаратов на напряжение 0,38 кВ



7. Разработка системы уличного освещения

7.1 Светотехнический расчет наружного освещения

Расчёт освещения площадей различного назначения должен производиться с учётом обеспечения нормируемых величин на соответствующих функциональных зонах площади [3].

Освещение улиц и дорог в городах проектируется исходя из нормируемых значений средней яркости дорожных покрытий [12]. Рассчитаем электрическую нагрузку наружного освещения, полагая, что улицы, ограничивающие микрорайон, являются магистральными, районного и местного значения категории Б и В по классификации [12].

Выбор типа светильника производится в зависимости от ширины проезда, принятой схемы размещения светильников и высоты их подвеса.

В установках наружного освещения при средней яркости дорожного покрытия 0,4 кд/мІ и более, а также при средней освещённости, равной или большей 4 лк должны применяться преимущественно светильники с газоразрядными лампами. Большой экономический эффект даёт применение натриевых ламп типа ДНаТ (дуговые, натриевые, трубчатые). Эти лампы обладают более высокой экономичностью, сроком службы, световым потоком и светоотдачей по сравнению с распространёнными ртутными лампами высокого давления ДРЛ (дуговые, ртутные, люминесцентные).

Освещение улиц рассматриваемого микрорайона выполним светодиодными светильниками Веста 304-4 135LG (135 Вт), [12]. Высоту установки светильников примем ориентировочно 9 м [12].

Размещение светильников в установках наружного освещения в большинстве случаев делается равномерным. Выбор схемы размещения светильников обусловлен требуемой степенью равномерности освещения при минимальной удельной установленной мощности. В зависимости от ширины проезжей части улицы могут применяться различные схемы расположения светильников [3]. При ширине проезжей части до 12 м рекомендуется одностороннее расположение светильников.

Задача расчёта наружного освещения состоит в определении расстояния между светильниками (шага светильников). Светотехнический расчёт ведётся методом коэффициента использования светового потока [4].

Независимо от расчётного шага светильников отношение расстояния между светильниками к высоте их установки для улиц и дорог всех категорий при односторонней схеме должно быть не более 5:1 [3].

Расположение светильников определяется условиями ограничения ослеплённости, а также заданными уровнями яркости или освещённости.

В соответствии с рекомендациями принимаем одностороннюю схему размещения светильников.

Определим отношение ширины проезжей части улицы (10 м) с гладким покрытием к высоте установки светильников (9 м) и соответствующий коэффициент использования светильников по яркости [4]:

.

Световой поток, необходимый для создания заданной яркости покрытия, определим по формуле

, (лм/мІ), (5.1.1)

где - нормируемая яркость покрытия, кд/мІ [12];

- коэффициент запаса [12].

Таким образом, необходимый световой поток для улиц категории Б при ширине проезжей части 10 м и интенсивности движения транспорта в обоих

направлениях 500-1000 ед/ч (лм/мІ).

Лампы Веста 304-4 135 имеют световой поток =14000 лм. При односторонней схеме расположения светильников площадь, которую могут осветить эти лампы, равна

(мІ).

Определим шаг светильников при известной ширине улицы:

(м).

Окончательно принимаем м.

Фактическая площадь (мІ), что меньше чем расчётная . Таким образом, имеем не большей запас по освещённости и соблюдаем выше указанную пропорцию:

.

Наружное освещение улиц категории В-это освещение улиц жилых районов (проездов и пешеходных связей), территорий школ и детских садов. Средняя горизонтальная освещённость физкультурных и детских площадок на территории микрорайона должна быть 10 лк [3].

Выполним это освещение светодиодными светильниками Веста 304-4 135 (135Вт), =14000 лм [12]. Высота установки светильников 9 м [12]. Схема размещения светильников односторонняя. Шаг светильников определён также методом коэффициента использования светового потока и принят окончательно м.

Освещение каждого подъезда, а также вход в общественное здание выполним светильником Радуга-060 СУК-02-03 11-66 (53 Вт) на кронштейне, =6000 лм.

Количество светильников, необходимых для освещения улиц, определим по формуле

,

где - длина улицы по плану.

Осветительную нагрузку, распределенную по КТП, рассчитаем при cosц=0,85 (светильники с индивидуальной компенсацией С [10]), тогда tgц=0,62:

, кВт, (5.1.2)

где - номинальная мощность одной лампы, кВт;

N_св-количество источников света(ламп);

К_С-коэффициент спроса, К_с=1;

К_ПРА - коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре.

Реактивная мощность

; (5.1.3)

. (5.1.4)

Пример расчёта осветительной нагрузки для КТП-1;

;

;

.

Расчёты для остальных КТП аналогичны и сведены в табл. 5.1

Таблица 5.1. Расчётная осветительная нагрузка

КТП	Количество ламп	Рр.осв, кВт	Qр.осв, квар	Sр.осв, кВ·А
	Радуга-60	Веста 304-4
1	36	14	5,37	3,33	6,32
2	22	4	4,39	2,72	5,17
3	18	18	5,76	3,57	6,78
4	38	11	8,51	5,28	10,01
5	20	18	9,2	5,7	10,82
6	19	9	3,73	2,31	4,39

7.2 Выбор сечения и марки провода осветительной сети

При расчёте осветительной нагрузки в п. 5.1 в качестве расчётных были приняты светодиодные светильники Веста 304-4 135LG и Радуга-60 СУК-02-0311-66.

Распределительные сети освещения улиц, дорог и территорий микрорайона города выполним проводом марки СИП-2А (провод самонесущий с алюминиевыми фазными токопроводящими жилами, с изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена, с нулевой несущей жилой, изолированной светостабилизированным сшитым полиэтиленом), так как он имеет ряд преимуществ по сравнению с неизолированным проводом.

Применение СИП обеспечивает следующие преимущества:

- малое как у кабеля индуктивное сопротивление и, как следствие, уменьшение падения напряжения и потерь энергии в линии;

- безопасность обслуживания за счёт полимерного покрытия проводников;

- уменьшение расстояния до строений;

- снижение материалоёмкости опорных конструкций.

Кабельными выполним распределительные сети освещения территорий детских садов и школ [3].

Рассчитаем осветительную нагрузку, распределённую по линиям КТП по формулам п. 3 (5.2.1, 5.2.2) и результаты сведём в табл 5.2.

Число светильников на фазу определим по формуле:

, (5.2.1)

где N - общее количество ламп на линии освещения, шт.

Расчётный ток однофазной линии определим по формуле:

, (5.2.2)

где U_ном,ф - номинальное напряжение лампы, U_ном,ф=0,22 кВ.

Таблица 5.2. Расчётная осветительная нагрузка линий

КТП	Линии	Кол-во ламп на фазу	Рр.осв, кВт	Qр.осв, квар	Sр.осв, кВ·А	Iр.осв, А	L, км
		Веста 304-4 135LG
1	-	7	0,95	0,59	1,12	5,08	0,58
2	1	7	0,95	0,59	1,12	5,08	0,63
	2
3	1	5	0,7	0,43	0,82	3,74	0,39
	2	6	0,8	0,50	0,94	4,28	0,37
4	1	13	1,95	1,21	2,29	10,43	1,26
	2
5	1	9	1,35	0,84	1,59	7,22	0,75
	2	8	1,2	0,74	1,41	6,42	0,76
6	-	6	0,8	0,50	0,94	4,28	0,53



Выбор сечения провода сети электроосвещения рассмотрим на примере КТП 1, так как в линии освещения имеются самые большие потери напряжения вследствие загруженности и достаточной протяжённости, на основании условий 5.2.3 и 5.2.4

Выбираем сечение провода СИП-2А: 3*25+1*35.

Проверим выбранное сечение по допустимому току:

, (5.2.3)

где К_ср - коэффициент, учитывающий температуру среды прокладки проводника;

К_пр - коэффициент, учитывающий наличие параллельно проложенных проводников;

5,08 А ? 0,95•1,0•75,0•0,92 (А) > 5,08 А ? 65,55 А [6].

Проверим выбранное сечение по допустимой потере напряжения (для максимально удалённой лампы сети):

, (5.2.4)

L=0,58 км; r₀=1,25 Ом/км, х₀=0,091 Ом/км [5],

cos ц_Н=0,85, sin ц_Н=0,53 из [3, п. 3.7]

.

На территории детских садов и школ предусмотрим прокладку кабеля АВБ_бШ_В 4*25.



7.3 Выбор и проверка защитной аппаратуры осветительной сети

Защиту осветительной сети выполним предохранителями [10].

На примере КТП - выберем предохранитель марки НПН2-60 [5] для защиты сети освещения.

Трёхфазный ток КЗ определим по формуле:

Однофазный ток КЗ определим по формуле

.

1) U_ном.пр ? U_{ном.сети};

2) I_{ном.пред} ? I_р.осв > 60 А > 5,08 А;

3) I_{ном.вст} ? 1,2•I_р.осв > 16 А > 6,1 А;

4) I_k⁽³⁾ ? I_п.откл > 0,316 кА ? 10 кА;

5) > > .



Список использованных источников

1. СП 31 - 110 - 2003. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий. - Введ. 01.01.04. - М.: Госстрой России, 2003.

2. РД 34.20.185-94. Инструкция по проектированию городских электрических сетей. - Введ.01.01.95. - М.: Энергосетьпроект, 1995.

3. Строительные нормы и правила Российской Федерации: СНиП 541 - 82. Инструкция по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населённых пунктов. - Введ. 01.07.82. - М.: Госстрой СССР, 1982.

4. Кузнецов, В.С. Электроснабжение и электроосвещение городов: Учеб. пособие. - Мн.: Выш. шк., 1989. - 136 с.: ил.

5. Старкова, Л.Е. Проектирование цехового электроснабжения: Учеб. пособие./ Л.Е. Старкова, В.В. Орлов. - 3-е изд. испр. и доп. - Вологда. ВоГТУ, 2003. - 175 с.

6. Правила устройства электроустановок. / Минэнерго СССР. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство ЭНОС, 2013.

7. Блок, В.М. Электрические сети и системы: Учеб. пособие для

электроэнергет. спец. вузов./ В.М. Блок. - М.: Высш. шк., 1986. - 430 с.: ил.

8. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. / Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - Минск: Изд-во стандартов, 1994. - 36 с.: ил.

9. Рожкова, Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов./ Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.: ил.

10. Старкова, Л.Е. Электрическое освещение: Учебное пособие./ Л.Е. Старкова. - Вологда: ВоГТУ, 2000. - 108 с.

11. Мухин, А.И. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учебное пособие./ А.И. Мухин. - Вологда: Изд-во ВоГТУ, 1999. - 200 с.

12. Электротехнический справочник. В 3 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства./ Под общ. ред. профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл. ред.) и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 712 с.: ил.

13. Князевский, Б.А. Охрана труда в электроустановках: Учебник для вузов./ Под. ред. Б.А. Князевского. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983.-336 с., ил.

14. Гаджиев, Р.А. Справочная книга по технике безопасности в энергетике: В 2-х книгах. Кн. 1/ Сост.: Р.А. Гаджиев, П.А. Долин, Н.П. Симочатов; Под ред. П.А. Долина. - М.: Энергия, 1978. - 656 с., ил.

15. Седельников, Ф.И. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда):Учебное пособие./ Ф.И. Седельников. - Вологда: ВоГТУ, 2001. -388 с.:ил.

16. Неклепаев, Б.Н., Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов./ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков, - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.: ил.

17. Инструкция по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 96 с.

18. Инструкция по переключениям в электроустановках. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. - 96 с.: ил.

18. Дзыбова, М.М. Безопасность жизнедеятельности. Сборник нормативных документов в области защиты от чрезвычайных ситуаций/ Под. ред. М.М. Дзыбова. - М.: «Д и К», 1998. - 700 с.

19. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изм. и доп.). - М.: изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - 192 с.

20. Шабад, М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей./ М.А. Шабад. - Л.: Энергия, 1976. - 176 с.: ил.

21. Сборники расценок на монтаж оборудования. Сборник №8 электротехнические установки. СНиП IV-6-82. - М.: Стройиздат, 1985. - 191 с.

22. Прейскурант №15-03. Оптовые цены на аппаратуру электрическую высоковольтную. - М.: Прескурантиздат, 1981. - 319 с.

23. Прейскурант №15-05. Оптовые цены на трансформаторы, подстанции трансформаторные комплектные и реакторы. - М.: Прескурантиздат, 1980. - 222 с.

24. Прейскурант №15-09. Оптовые цены на кабельные изделия. - М.: Прескурантиздат, 1981. - 352 с.

25. СНиП IV-14-82. Приложение. Сборники укрупнённых сметных норм и расценок. Сборник комплексных цен на электрооборудование, монтаж и подключение кабелей или проводов внешней сети к аппаратам и приборам низковольтных комплектных устройств (СКЦЭ-84)./ Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983. - 97 с.

Размещено на Allbest.ru