Проектирование электрооборудования и электроснабжения микрорайона "Вериги"
Характеристика потребителей электрической энергии. Определение расчетных электрических нагрузок общественных зданий. Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций. Выбор и проверка коммутационной и защитной аппаратуры. Электромонтажные работы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.12.2019 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- Содержание
Введение
1. Характеристика потребителей электрической энергии
2. Расчет силовых нагрузок
2.1 Расчет нагрузки жилого дома
2.2 Определение расчетных электрических нагрузок общественных зданий
3. Расчет осветительных нагрузок
3.1 Расчет осветительной нагрузки микрорайона
3.2 Электрический расчет осветительной сети
4. Выбор схемы распределения электрической энергии
5. Выбор элементов системы электроснабжения
5.1 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций
5.2 Выбор кабельных линий
5.2.1 Выбор кабелей 10 кВ
5.2.2 Выбор кабелей 0,4 кВ
6. Расчет токов короткого замыкания
6.1 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ
6.2 Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ
7. Выбор и проверка коммутационной и защитной аппаратуры
7.1 Выбор выключателей 10 кВ
7.2 Выбор предохранителей
7.3 Выбор трансформаторов тока
7.4 Выбор ограничителей перенапряжения
7.5 Выбор автоматических выключателей 0,4 кВ
8. Расчет релейной защиты и автоматики
8.1 Расчет релейной защиты кабельных линий 10 кВ
9. Компоновка ТП
10. Экономическая часть
10.1 Оценка затрат на проведение работ
10.2 Организация электромонтажных работ
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Расчет нагрузок жилых зданий
Приложение Б Расчет нагрузок общественных зданий
Приложение В Данные расчета освещения дворов
Приложение Г Выбор трансформаторов ТП и сечений жил кабелей
Приложение Д Потери напряжения в линиях
Приложение Е Выбор кабелей 0,4 кВ
Приложение Ж Локальный сметный расчет
Введение
электрический энергия трансформаторный нагрузка
Электрификация народного хозяйства России развивается по пути разработки и внедрения электроустановок с использованием современных высокоэффективных электрических машин и аппаратов, линий электропередач, разного электротехнологического оборудования, средств телемеханики и автоматики. Поэтому наметилась тенденция к снижению энергопотребления и потерь электроэнергии у потребителей. Основными потребителями электроэнергии являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство городов и поселков, причем на промышленность приходятся более 70% потребления электроэнергии, которая расходуется рационально и экономно на каждом предприятии, участке предприятия и установке.
Основная задача проектирования новых промышленных объектов это создание наиболее простой схемы энергоснабжения и наименее энергоемкого производства, наиболее полного использования всех видов энергии с наименьшими потерями.
Это достигается за счет выравнивания суточных графиков потребления электроэнергии, уменьшения простоя оборудования, компенсации реактивной мощности, повышение коэффициента мощности, сменности разработки мероприятий по экономии топливно-экономических ресурсов в перспективе.
В области энергоснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрения высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении. Безопасная и безаварийная эксплуатация систем энергоснабжения и многочисленных электроприемников ставит перед работником электрохозяйств разносторонние и сложные задачи, по охране труда и технике безопасности.
1. Характеристика потребителей электрической энергии
Генеральный план жилого микрорайона «Вериги» представлен в графическом материале (лист 1). Сведения об этажности зданий и количестве квартир приведены в приложении А.
Рассматриваемый район относится к третьей климатической зоне. Наиболее высокая температура воздуха плюс 42є С, наиболее низкая температура минус 44є С. Годовое количество осадков 340 мм. Средняя толщина снегового покрова 26 см, глубина промерзания 1,3 - 1,8 м.
По степени надежности электроснабжения, проектируемые здания относятся ко II категории потребителей. К I категории относятся электродвигатели лифтов, насосов, аварийное освещение, пожарная сигнализация.
Электроснабжение микрорайона запроектировано от потребительских трансформаторных подстанций, которые питаются от распределительной подстанции.
2. Расчет силовых нагрузок
Расчет проводится на основании СП 31-110-2003. Свод правил. Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий [1].
Це.лью расче.та эле.ктриче.ских нагрузок являе.тся опре.де.ле.ние числа и мощности потре.бите.льских ТП. Расче.тные эле.ктриче.ские нагрузки жилых домов складываются из расче.тных нагрузок силовых потре.бите.ле.й эле.ктроэне.ргии и нагрузок питающе.й осве.тите.льной се.ти.
Опре.де.лим расче.тную эле.ктриче.скую нагрузку квартир, приве.де.нную к вводу жилого дома по формуле:
Ркв= Ркв.уд • n, кВт, (2.1)
где Ркв.уд. - уде.льная расче.тная эле.ктриче.ская нагрузка эле.ктроприе.мников квартир, принимая в зависимости от числа квартир присое.дине.нных к линии, кВт/квартир;
n - количе.ство квартир.
Расче.тная эле.ктриче.ская нагрузка жилого дома (квартир и силовых эле.ктроприе.мников) - Рр.жд., кВт, опре.де.ляе.тся по формуле:
Рр.жд = Ркв + Ку • Рс, кВт, (2.2)
где Ку - коэффицие.нт участия в максимуме нагрузки силовых эле.ктроприе.мников, Ку=0,9;
Рс - расче.тная нагрузка силовых эле.ктроприе.мников жилого дома, кВт.
Расче.тная нагрузка силовых эле.ктроприе.мников, приве.де.нная к вводу жилого дома, опре.де.ляе.тся:
Рс = Рр.л. + Рст.у, кВт, (2.3)
где Рр.л. - мощность лифтовых установок, кВт;
Рст.у.- мощность эле.ктродвигате.ле.й санитарно-те.хниче.ских устройств, кВт.
Мощность лифтовых установок опре.де.ляе.тся по формуле:
Рр.л. = Кс • Рл • n, кВт, (2.4)
где Кс - коэффицие.нт спроса [2];
Рл - установле.нная мощность эле.ктродвигате.ля лифта, кВт;
n - количе.ство лифтовых установок.
2.1 Расчет нагрузки жилого дома
Жилой дом №1 на 135 квартир, 9 этаже.й, установле.ны 2 лифтовые установки с мощностью, равной 8,5 кВт.
Ркв.уд. - опре.де.ляе.тся путе.м инте.рполяции:
; (2.5)
;
Ркв.уд 135 = 1,91 кВт/кв;
Ркв = 1,91 • 135 = 258 кВт.
Расче.тная эле.ктриче.ская нагрузка жилого дома:
Р р.ж.д. = 258 + 13,6 = 271,6 кВт.
Ре.активная нагрузка жилых объе.ктов складывае.тся из ре.активной мощности эле.ктродвигате.ле.й лифтов и ре.активной мощности квартир:
Ре.активная мощность квартир при tg цкв=0,29 и лифтов при tg цкв=1,17:
Qкв = Ркв • tgцкв, кВАр; (2.6)
Qкв = 258 • 0,29 = 74,8 кВАр;
Qр.л. = Рр.л. • tgцл, кВАр;
Qр.л. = 13,6. • 1,17 = 15,9 кВАр;
Qр.ж.д. = 74,82 + 15,9 = 90,7 кВАр.
Полная мощность равна:
кВА. (2.7)
Расче.т остальных жилых зданий аналогиче.н. Ре.зультаты расче.тов сводятся в таблицу А.1, приложе.ние А.
2.2 Опре.де.ле.ние расче.тных нагрузок обще.стве.нных зданий
Расче.т эле.ктриче.ских нагрузок обще.стве.нных зданий производится по уде.льным расче.тным эле.ктриче.ским нагрузкам.
Приме.р расче.та нагрузки лице.я на 1000 ме.ст.
Расче.тная мощность опре.де.ляе.тся по формуле:
Рр = Руд • m, кВт, (2.8)
где Руд - уде.льная расче.тная нагрузка, кВт/ме.сто;
m - число ме.ст.
Рр = 0,25 • 1000 =250 кВт,
Расче.тная ре.активная мощность при tg ц=0,38опре.де.ляе.тся по формуле:
Qр = Рр • tgц, кВАр; (2.9)
Qр = 250 • 0,38 = 95 кВАр.
Аналогично выполняются расче.ты силовой нагрузки для других обще.стве.нных зданий. Ре.зультаты расче.тов све.де.ны в таблицу Б.1 приложе.ние Б.
По жилому району «Ве.риги» нагрузка составит:
РУ=Рр.ж.д+Рр, кВт; (2.10)
РУ=6234+798=7032 кВт;
SУ=Sр.ж.д+Sр, кВА; (2.11)
SУ=6512+901=7413 кВА.
3. Расчет осветительных нагрузок
3.1 Расчет осветительной нагрузки микрорайона
Рационально распре.де.ле.нный све.товой поток защищае.т глаза наблюдате.ля от чре.зме.рной яркости. Хорошая защита источников све.та от ме.ханиче.ских повре.жде.ний и загрязне.ния обе.спе.чивае.тся выбранной конструкцие.й све.тильников.
Прое.ктом пре.дусматривае.тся осве.ще.ние улиц и фасадов домов микрорайона све.тильниками ЖКУ на же.ле.зобе.тонных опорах и на кронште.йнах по фасадам зданий. Подключе.ние наружного осве.ще.ния микрорайона пре.дусматривае.тся от распре.де.лите.льных шкафов типа ВРУ-В3. Щит уличного осве.ще.ния ЩУО устанавливае.тся в насе.ле.нных пунктах для автоматиче.ского ре.гулирования уличного осве.ще.ния в ве.че.рне.е и ночное вре.мя, что пре.дусматривае.т це.нтрализованное управле.ние осве.ще.ние.м. Щит компле.ктуе.тся вводными автоматами на 100 А с трансформатором тока и сче.тчиком и че.тырьмя групповыми автоматами ВА47-29 на 25 А и 40 А. В ночное вре.мя 2/3 све.тильников отключае.тся. Для наде.жной работы осве.тите.льной установки и е.е экономичности нужно учитывать государстве.нные нормативы (СНиП РК).
Приме.р расче.та наружного осве.ще.ния улицы
Улица обще.городского значе.ния с инте.нсивностью движе.ния транспорта в обоих направле.ниях свыше 1500 е.д/ч, сре.дняя яркость дорожного покрытия L=1,7 кд/м2, сре.дняя горизонтальная осве.ще.нность Е.ср=15 лк.
Принимае.м схе.му расположе.ния све.тильников - двухрядная шахматная. Ширина пе.ше.ходной дорожки 1,5 м, ширина дороги 7 м, высота подве.са све.тильников - 10 м. В установках, где нормирована сре.дняя яркость покрытия, за основу расче.та бе.ре.тся коэффицие.нт использования по яркости зL.
По значе.нию зn опре.де.ляе.тся не.обходимый поток Фґ:
, лм/м2, (3.1)
где L - нормирования яркость, кд/м2;
kз - коэффицие.нт запаса;
зL - коэффицие.нт использования по яркости.
Так как принимае.м двухрядную схе.му расположе.ния све.тильников, то рассчитае.м количе.ство све.тильников по одной стороне, т.е. осве.щае.мая ширина дороги d=10/2=5м. По таблице находим значе.ние коэффицие.нта использования по яркости, для све.тильника ЖКУ-02:
b/h=5/10=0,5;
зL =0,051; k3=1,15; L=1,7 кд/м2;
лм/м2.
Принимае.м лампы типа ДНаТ-250 с потоком Fл=26500 лм.
Осве.щае.мая площадь:
, м2 ; (3.2)
м2.
Расстояние ме.жду све.тильниками принимае.м:
. м; (3.3)
м.
Количе.ство све.тильников принимае.м:
, шт; (3.4)
шт.
Общая мощность от осве.ще.ния объе.кта по формуле:
Р0=Руд·N, кВт, (3.5)
где Руд - уде.льная мощность лампы с уче.том поте.рь в пускоре.гулирующе.й аппаратуре, Руд=0,275 кВт;
Ро=0,275·28=7,7 кВт;
Qо=Рo·tgц, кВАр ; (3.6)
Qо=7,7·0,61=4,7 кВАр;
сosц=0,85 для ламп ДНаТ.
Приме.р расче.та наружного осве.ще.ния лице.я выполне.нного све.тильниками ЖКУ-03 100 Вт. Для наде.жной работы осве.тите.льной установки и е.е экономности большое значе.ние име.е.т правильный выбор све.тильников. При выборе све.тильника, учитываются условия окружающе.й сре.ды, в которой буде.т работать све.тильник, тре.буе.мое распре.де.ле.ние све.тового потока и экономичность самого све.тильника. Учитывая минимальное присутствие транспорта, принимае.м сре.днюю горизонтальную осве.ще.нность покрытия Е.ср=10 лк, сре.днюю яркость те.рритории - 0,6 лм/м2.
Число све.тильников, используе.мых при осве.ще.нии больших площаде.й не.прое.зжих те.рриторий, опре.де.ляе.тся как:
. шт, (3.7)
где S - площадь осве.щае.мой те.рритории, м2;
UE - коэффицие.нт использования све.тового потока по осве.ще.нности;
UE =0,288;
k3=1,15;
Фл - све.товой поток лампы, Фл =9000 лм для ДнаТ-100.
Ре.зультаты расче.та числа установок наружного осве.ще.ния те.рритории де.тского сада и лице.я приве.де.ны в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Ре.зультаты расче.та числа установок наружного осве.ще.ния
|
Осве.щае.мый объе.кт |
Сре.дняя горизонтальная осве.ще.нность |
Площадь объе.кта, м2 |
Тип лампы |
Число све.тильников, шт. |
|
|
Те.рритория де.тского сада №4 |
10 |
2700 |
ДнаТ-100 |
13 |
|
|
Те.рритория школы №22 стадион |
10 |
4300 |
ДнаТ-100 |
18 |
Данные расче.тов све.де.ны в таблицу В.1, приложе.ние В.
Суммарная осве.тите.льная нагрузка: РУосв=45,4 кВт; QУосв=27,2 кВАр.
3.2 Электрический расчет осве.тите.льной се.ти
Расче.т эле.ктриче.ских осве.тите.льных се.те.й производится по минимуму проводникового мате.риала. В практике для расче.та се.че.ний осве.тите.льных се.те.й при условии наиме.ньше.го расхода проводникового мате.риала используе.тся формула:
, мм2, (3.8)
где Мприв - приве.де.нный моме.нт мощности, кВт•м;
С - коэффицие.нт, зависящий от схе.мы питания и марки мате.риала проводника, С=44;
ДU - допустимая поте.ря напряже.ния в осве.тите.льной се.ти от источника питания до наиболе.е удале.нной лампы, %, по ПУЭ ДU=2,5%.
Расче.т се.ти осве.ще.ния рассмотрим на приме.ре уличного осве.ще.ния - участок, запитанный от ТП3:
Рисунок 3.1 Расче.тная схе.ма
Опре.де.ляе.тся моме.нт на участке 0-1 по формуле:
М0-1 = Р•1•n, кВт•м, (3.9)
где P - расче.тная мощность лампы, кВт;
l - расстояние до лампы, м;
n - количе.ство ламп, шт.
М0-1=0,288•46•17=225,2 кВт•м.
Моме.нт на участке 1-2 опре.де.ляе.тся по формуле:
, кВт•м, (3.10)
где l0 - расстояние до пе.рвой лампы, м;
l1 - расстояние ме.жду лампами, м.
кВт•м;
кВт•м;
Мприв=М0-1+М1-2+М1-3; (3.11)
Мприв=225,2+1033,3+132,48=1391 кВт•м;
мм2.
Принимае.м изолированный самоне.сущий провод, марки СИП-2 3х16+1х25 с алюминие.вой не.суще.й жилой упрочне.нной стальной проволокой.
Опре.де.ляются фактиче.ские поте.ри напряже.ния на участке 0-1 по формуле:
, %; (3.12)
%.
Располагае.мые поте.ри напряже.ния на участке 0-1:
ДUp0-1=ДU-ДUф0-1,%; (3.13)
ДUp0-1= 2,5-0,4=2,1%.
Се.че.ния на участке 1-2 и 1-3:
мм2;
мм2 ;
;
ДUф0-1+ДUф1-2<ДU;
0,4%+1,86%<2,5%;
2,26%<2,5%;
;
0,4%+0,23<2,5%.
Прове.рка выбранных проводников на нагре.в током нагрузки.
Опре.де.ляе.тся ток на участке 0-1:
, А, (3.14)
где Рр0 - расче.тная мощность на данном участке, кВт;
Uл - номинальное напряже.ние се.ти, В;
сos ц - коэффицие.нт мощности;
А;
Iдоп=100А - допустимый ток нагрузки.
А;
А;
8,9А<100А;
6,3<100A;
1,57A<100A.
Прове.рка линий уличного осве.ще.ния на поте.рю напряже.ния проводится для наиболе.е протяже.нных и загружае.мых участков. Внутридворовая линия осве.ще.ния пятиэтажных зданий выполняе.тся двухпроводной, проводом марки СИП-2 1х16+1х25.
От ТП линии осве.ще.ния запитываются кабе.ле.м марки АВБбШв. Выбранные эле.ктриче.ские се.ти наружного осве.ще.ния удовле.творяют условиям прове.рки согласно ПУЭ.
4. Выбор схемы распределения электрической энергии
Питание потре.бите.ле.й осуще.ствляе.тся от ше.сти ТП.
Распре.де.ле.ние эле.ктроэне.ргии от РП до потре.бите.льских ТП осуще.ствляе.тся по распре.де.лите.льным се.тям 10 кВ. Распре.де.лите.льная и питающая се.ти 10 кВ используются для совме.стного питания городских коммунально-бытовых объе.ктов. Городские се.ти 10 кВ выполняются с изолированной не.йтралью.
Схе.м построе.ния городских распре.де.лите.льных се.те.й довольно много. Выбор схе.мы зависит от тре.бования высокой сте.пе.ни наде.жности эле.ктроснабже.ния, а также от те.рриториального расположе.ния потре.бите.ле.й относите.льно РП и относите.льно друг друга.
Сле.дуе.т учитывать, что к эле.ктриче.ской се.ти пре.дъявляются опре.де.ле.нные те.хнико-экономиче.ские тре.бования, с уче.том которых и производится выбор наиболее прие.мле.мого варианта.
Экономиче.ские тре.бования сводятся к достиже.нию по ме.ре возможности наиме.ньше.й стоимости пе.ре.дачи эле.ктриче.ской эне.ргии по се.ти, поэтому сле.дуе.т стре.миться к сниже.нию капитальных затрат на строите.льство се.ти. Не.обходимо также принимать ме.ры к уме.ньше.нию е.же.годных расходов на эксплуатацию эле.ктриче.ской се.ти. Одновре.ме.нный уче.т капитальных вложе.ний и эксплуатационных расходов може.т быть произве.де.н с помощью ме.тода приве.де.нных затрат. В связи с этим оце.нка экономичности варианта эле.ктриче.ской се.ти производится по приве.де.нным затратам.
Выбор наиболе.е прие.мле.мого варианта, удовле.творяюще.го те.хнико-экономиче.ским тре.бованиям, - это один из основных вопросов при прое.ктировании любого инже.не.рного сооруже.ния, в том числе и эле.ктриче.ской се.ти.
Рассмотрим схе.мы эле.ктриче.ских се.те.й заданного района, а также проанализируе.м их достоинства и не.достатки, с те.м, чтобы выбрать наилучшие варианты для те.хнико-экономиче.ского сравне.ния.
Распре.де.лите.льные се.ти ВН выполняются по схе.мам: радиальной (односторонне.го питания), магистральной, по разомкнутой пе.тле.вой с АВР, по замкнутой пе.тле.вой.
Широко в городских се.тях приме.няе.тся распре.де.лите.льная се.ть 10 кВ выполне.нная по пе.тле.вой схе.ме, изображе.нной на рисунке 4.1. Эта схе.ма дае.т возможность двухсторонне.го питания каждой ТП. При повре.жде.нии какого-либо участка каждая ТП буде.т получать питание, согласно обе.спе.че.нной наде.жности эле.ктроснабже.ния потре.бите.ле.й.
Рисунок 4.1 Пе.тле.вая схе.ма эле.ктроснабже.ния
В ВКР для сравне.ния рассматриваются две схе.мы распре.де.лите.льных се.те.й ВН: пе.тле.вая схе.ма эле.ктроснабже.ния и радиальная.
Эле.ктриче.ские се.ти 10 кВ на те.рритории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше выполняются, как правило, кабе.льными.
Кабе.льные линии прокладывают в транше.ях на глубине не ме.не.е 0,7 м.
Городские распре.де.лите.льные се.ти 0,4 кВ могут име.ть различные схе.мы построе.ния. Для питания ЭП II и III кате.гории, в частности жилых и бытовых зданий, приме.няют радиальную схе.му с двумя кабе.льными линиями.
Рисунок 4.2 Радиальная схе.ма эле.ктроснабже.ния 0,4 кВ
Се.ти 0,4 кВ выполняются тре.хфазными че.тыре.хпроводными, кабе.ле.м марки АВБбШв. Се.че.ния питающих линий выбираются по поте.ре напряже.ния с прове.ркой по длите.льно допустимому току в нормальном и аварийном ре.жимах. В ВРУ зданий установле.но устройство АВР.
5. Выбор элементов системы электроснабжения
5.1 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций
Согласно ПУЭ эле.ктроприе.мники II кате.гории не.обходимо обе.спе.чивать эле.ктроэне.ргие.й от двух не.зависимых взаимно ре.зе.рвирующих источников питания. Для эле.ктроприе.мников II кате.гории при наруше.нии эле.ктроснабже.ния от одного из источников питания допустимы пе.ре.рывы эле.ктроснабже.ния на вре.мя не.обходимое для включе.ния ре.зе.рвного питания де.йствиями де.журного пе.рсонала или вые.здной опе.ративной бригады.
Для выбора мощности трансформаторов опре.де.ляе.тся максимальная полная мощность, приходящаяся на подстанцию:
, кВА, (5.1)
где PУmax - суммарная активная мощность, кВт;
cosцср.взв - сре.дне.взве.ше.нное значе.ние cosц, который опре.де.ляе.тся че.ре.з tgцср.взв:
. (5.2)
Мощность одного трансформатора опре.де.ляе.тся по формуле:
, кВА, (5.3)
где К3- принимае.мый коэффицие.нт загрузки трансформатора, К3 =0,7.
По опре.де.ле.нной мощности одного трансформатора находится ближайшая стандартная мощность трансформатора Sном и выбирае.тся тип трансформатора. Выбранные трансформаторы прове.ряются по де.йствите.льному коэффицие.нту загрузки:
Приме.р расче.та мощности трансформаторов потре.бите.льской подстанции №1 приве.де.н в таблице 5.1.
Таблица 5.1
Потре.бите.ли ТП № 1
|
Наиме.нование объе.кта |
Р, кВт |
Q, квар |
S, кВА |
|
|
Жилой дом № 1 |
271,6 |
90,7 |
286,4 |
|
|
Жилой дом № 2 |
194,4 |
56,4 |
202,4 |
|
|
Жилой дом № 3 |
194,4 |
56,4 |
202,4 |
|
|
Школа |
250 |
95 |
267 |
|
|
Итого: |
910,4 |
298,5 |
958,2 |
.
Суммарная расче.тная активная мощность PУmax, опре.де.ляе.тся при питании от трансформаторной подстанции жилых домов и обще.стве.нных зданий по формуле:
PУmax= Pзд.max+Pзд.1•К1+ Pзд.2•К2+…+ Pзд.n•Кn. кВт, (5.4)
где Pзд.max - наибольшая из эле.ктриче.ских нагрузок, кВт;
Pзд.1, Pзд.2, Pзд.n - расче.тные нагрузки зданий, кВт;
К1, К2, Кn - коэффицие.нты, учитывающие не.совпаде.ние максимумов нагрузки (квартир и обще.стве.нных зданий).
PУmax=271,6+194,4•0,9+194,4•0,9+250•0,95=859 кВт;
кВА.
Мощность одного трансформатора:
кВА.
Принимае.м два трансформатора типа ТМГ-1000/10/0,4 кВ.
Прове.ряе.м выбранные трансформаторы по де.йствите.льному коэффицие.нту загрузки:
;
.
Расче.т мощности трансформаторов других подстанций проводится аналогично. Ре.зультаты расче.тов сводятся в таблицу Г.1 приложе.ние Г.
5.2 Выбор кабе.льных линий
5.2.1 Выбор кабелей 10 кВ
Cе.че.ние жил кабе.ле.й выбирае.тся по экономиче.ской плотности тока в нормальном ре.жиме и прове.ряе.тся по допустимому длите.льному току в аварийном и после.аварийном ре.жимах, а также по допустимому отклоне.нию напряже.ния. Се.че.ние опре.де.ляе.тся как отноше.ние расче.тного тока к экономиче.ской плотности тока:
мм2, (5.5)
где - экономиче.ская плотность тока, принимае.мая =1.4;
- расчётный ток, А.
Ре.зультаты выбора се.че.ний жил кабе.ле.й приве.де.ны в таблице Г.2 приложе.ние Г.
При опре.де.ле.нии расчётной нагрузки учитывае.м коэффицие.нты совме.ще.ния максимумов нагрузки трансформаторов в зависимости от их количе.ства.
Приме.р расчёта:
Рассмотрим на приме.ре линии W1:
кВА, (5.6)
где - коэффицие.нт совме.ще.ния максимума нагрузки трансформаторов.
кВА;
; (5.7)
А;
мм2.
Прове.рка по допустимому длите.льному току в после.аварийном ре.жиме.
Рассмотрим случай выхода из строя одной из линий от РП. При этом не.обходимо прове.рить се.че.ния все.х кабе.ле.й, нагрузка которых уве.личивае.тся.
Условие.м прове.рки являе.тся выраже.ние:
, А, (5.8)
где - после.аварийный ток, А;
- коэффицие.нт прокладки, [6];
- коэффицие.нт пе.ре.грузки, [6].
Ре.зультаты прове.рки приве.де.ны в таблице Г.3 приложе.ние Г.
Приме.р расчёта:
Рассмотрим в каче.стве приме.ра W1.
кВА, (5.9)
где - коэффицие.нт совме.ще.ния максимумов нагрузки трансформаторов.
кВА;
А;
А.
Условие прове.рки (5.8) соблюдае.тся: 266 А < 283 А.
Для W4 выбирае.м кабе.ль АПвП-10-3Ч150 ; .
Рассчитае.м поте.ри напряже.ния в линиях 10 кВ в нормальном и после.аварийном ре.жимах по выраже.нию:
В, (5.10)
где - ток нагрузки, А;
- длина кабе.ля, км;
- коэффицие.нт мощности нагрузки;
- соотве.тстве.нно, уде.льное активное и индуктивное
сопротивле.ние, Ом/км.
Поте.ри напряже.ния в линиях указаны в таблице Д.1 приложе.ние Д.
Приме.чание - аварийным ре.жимом считае.тся повре.жде.ние на линии W7.
Приве.дём в каче.стве приме.ра расчёт поте.ри напряже.ния в линии W1 в нормальном ре.жиме по формуле (5.10):
В,
где - суммарные поте.ри напряже.ния с учётом поте.рь в пре.дыдущих линиях.
Поте.ри напряже.ния в любом ре.жиме работы не пре.высят 5%.
5.2.2 Выбор кабелей 0,4 кВ
Выбор се.че.ния кабе.ля производится аналогично кабе.лям 10 кВ.
Выбор кабе.ле.й, питающих здания пре.дставле.н в таблице Ж.1 приложе.ние Ж.
6. Расчет токов короткого замыкания
6.1 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ
Расче.т проводится для выбора и прове.рки уставок ре.ле.йной защиты и автоматики или прове.рки параме.тров оборудования.
Вве.де.м ряд допуще.ний, упрощающих расче.т и не вносящих суще.стве.нных погре.шносте.й:
1. Лине.йность все.х эле.ме.нтов схе.мы.
2. Приближе.нный учёт нагрузок.
3.Симме.тричность все.х эле.ме.нтов за исключе.ние.м ме.ст короткого замыкания.
4. Пре.не.бре.же.ние активными сопротивле.ниями, е.сли X/R>3.
5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются.
Погре.шность расче.тов при данных допуще.ниях не пре.вышае.т 2ч5 %.
Расче.т токов короткого замыкания упрощае.тся при использовании схе.мы заме.ще.ния. Расче.т токов КЗ проводим в име.нованных е.диницах.
Расче.тные точки короткого замыкания:
К1…К5 - на шинах ТП.
Рисунок 6.1 Схе.ма заме.ще.ния 10 кВ
Параме.тры систе.мы:
, Ом, (6.1)
где. Ucp- сре.дне.е напряже.ние, кВ;
Iкз - ток короткого замыкания на шинах РП-9.
Ом.
ЭДС систе.мы:
кВ; (6.2)
кВ.
Параме.тры кабе.льной линии:
Rкл = r0 • l Ом; (6.3)
Xкл = x0 • l Ом; (6.4)
Rw1= 0,208 • 1,95 = 0,406 Ом;
X w1= 0,079 • 1,95 = 0,154 Ом;
Ом.
Параме.тры линий приве.де.ны в таблице 6.1.
Таблица 6.1
Параме.тры линий
|
Участок |
Кабе.ль |
l, м |
х0, Ом/км |
r0, Ом/км |
R, Ом |
Х, Ом |
Z, Ом |
|
|
W1 |
АПвП-10-3Ч150 |
1950 |
0,208 |
0,079 |
0,406 |
0,154 |
0,434 |
|
|
W2 |
АПвП-10-3Ч150 |
1560 |
0,208 |
0,079 |
0,325 |
0,123 |
0,327 |
|
|
W3 |
АПвП-10-3Ч120 |
1500 |
0,261 |
0,800 |
0,392 |
0,120 |
0,410 |
|
|
W4 |
АПвП-10-3Ч150 |
1630 |
0,208 |
0,079 |
0,339 |
0,128 |
0,363 |
|
|
W5 |
АПвП-10-3Ч95 |
1510 |
0,329 |
0,081 |
0,497 |
0,122 |
0,512 |
|
|
W6 |
АПвП-10-3Ч150 |
1680 |
0,208 |
0,079 |
0,349 |
0,133 |
0,373 |
|
|
W7 |
АПвП-10-3Ч150 |
1350 |
0,208 |
0,079 |
0,281 |
0,107 |
0,300 |
Расчёт токов КЗ выполняе.тся для напряже.ния той стороны, к которой приводятся сопротивле.ния схе.мы.
, кА, (6.5)
где - полное суммарное эквивале.нтное сопротивле.ние от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.
Установивше.е.ся значе.ние тока при двухфазном КЗ опре.де.ляе.тся по значе.нию тока трёхфазного КЗ:
, кА. (6.6)
Ударный ток:
кА. (6.7)
Расчёт токов КЗ производим бе.з учёта подпитки со стороны нагрузки.
кА;
кА;
кА.
Расче.т токов КЗ све.де.н в таблицу в таблицу 6.1.
Таблица 6.1
Расче.т токов К3 10 кВ
|
Точка К3 (шины ТП) |
I(3)КЗmax, кА |
I(2)КЗmin, кА |
iудmax, кА |
|
|
ТП-1 |
7,74 |
6,7 |
12,1 |
|
|
ТП-2 |
5,20 |
4,5 |
8,09 |
|
|
ТП-3 |
3,61 |
3,12 |
5,61 |
|
|
ТП-4 |
3,64 |
3,15 |
5,66 |
|
|
ТП-5 |
4,82 |
4,17 |
7,51 |
|
|
ТП-6 |
6,52 |
5,64 |
10,1 |
6.2 Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ
Расче.т токов КЗ выполняе.тся с це.лью прове.рки коммутационной аппаратуры на динамиче.скую стойкость, чувствите.льность и се.ле.ктивность де.йствия защит. Приме.р расче.та приве.де.м для ТП-1 для дома № 1.
Найде.м параме.тры схе.мы заме.ще.ния.
Систе.ма С: .
Трансформатор: Sн.тр=1000 кВА; Uк=5,5%; ДРк=10,2 кВт.
Индуктивное сопротивле.ние систе.мы:
, мОм, (6.8)
где Iкз - ток КЗ на шинах ВН КТП.
Рисунок 6.2 Исходная схе.ма для расче.та токов короткого замыкания
Рисунок 6.3 Схе.ма заме.ще.ния
мОм.
Сопротивле.ния трансформатора:
, мОм; (6.9)
, мОм; (6.10)
мОм;
мОм.
Сопротивле.ния линий:
, мОм; (6.11)
, мОм; (6.12)
Rw = 0,13·80=10,4 мОм;
Xw = 0,077·80=6,16 мОм.
Сопротивле.ния автоматиче.ских выключате.ле.й: RQF1=0,74 мОм; XQF1=0,55 мОм; RQF2=1,8 мОм; XQF2=0,86 мОм.
Пе.ре.ходные сопротивле.ния не.подвижных контактных сое.дине.ний: Rк1=0,6 мОм; Rк2=0,75 мОм.
, мОм; (6.13)
мОм.
Сопротивле.ние дуги:
, м, (6.14)
где. - паде.ние напряже.ния на дуге, кВ;
-максимальный ток КЗ, А. из таблицы 7.3.
, В, (6.15)
где. - напряже.нность в стволе дуги, при ;
Ед =1,6 В/мм;
- длина дуги.
, кА, (6.16)
где. ; - суммарные индуктивное и активное сопротивле.ния прямой после.довате.льности до точки КЗ со стороны систе.мы.
Минимальный ток КЗ опре.де.ляе.тся по выраже.нию:
, кА. (6.17)
Ударный ток опре.де.ляе.тся по выраже.нию:
, кА, (6.18)
где. - ударный коэффицие.нт.
; (6.19)
, с, (6.20)
где. - частота се.ти, f = 50 Гц.
Для точки К1:
, мОм; (6.21)
, мОм; (6.22)
XУК1 = 1,19+ 8,65 + 0,55 = 10,39 мОм;
RУК1 = 1,632 + 0,74+0,6 = 2,97 мОм;
кА.
Расстояние ме.жду фазами проводника а для ТП с трансформаторами на 1000 кВА составляе.т 60 мм, так как а > 50 мм, то LД = а = 60 мм.
В;
мОм;
кА.
Найде.м ударный ток:
с;
;
кА.
Для точки К2:
, мОм; (6.23)
, мОм; (6.24)
XУК2 = 10,39 + 0,86 + 6,16 = 17,41 мОм;
RУК2 = 2,97 + 1,8 + 10,4 +0,675 = 15,845 мОм;
кА.
Расстояние ме.жду фазами проводника а составляе.т 2,8 мм, так как а < 5мм, то LД = 4а = 11,2 мм.
В;
мОм;
кА.
Найде.м ударный ток:
с;
;
кА.
Токи однофазного КЗ в се.тях с напряже.ние.м до 1кВ, как правило, являются минимальными.
По их ве.личине прове.ряе.тся чувствите.льность защитной аппаратуры.
Де.йствующе.е значе.ние пе.риодиче.ской составляюще.й тока однофазного КЗ опре.де.ляе.тся по формуле:
, кА, (6.25)
где. - полное сопротивле.ние питающе.й систе.мы, трансформатора, а также пе.ре.ходных контактов точки однофазного КЗ;
- полное сопротивле.ние пе.тли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.
, мОм, (6.26)
где. , , , - соотве.тстве.нно индуктивные и активные сопротивле.ния прямой и обратной после.довате.льности силового трансформатора;
, - соотве.тстве.нно индуктивное и активное сопротивле.ния нуле.вой после.довате.льности силового трансформатора.
мОм;
, мОм, (6.27)
где. - уде.льное сопротивле.ние пе.тли фаза-ноль эле.ме.нта;
- длина эле.ме.нта.
Значе.ние тока однофазного КЗ в точке К2:
ZП = 0,36·80=28,8 мОм;
кА.
7. Выбор и проверка комутационной и защитной аппаратуры
7.1 Выбор выключателей нагрузки
Выключате.ли выбираются по номинальному значе.нию тока и напряже.ния, роду установки и условиям работы, конструктивному исполне.нию и отключающим способностям.
Выбор выключате.ле.й производится:
1) по напряже.нию:
Uном ? Uсе.ти, ном, В, (7.1)
где Uном - номинальное напряже.ние выключате.ля, кВ;
Uсе.ти, ном - номинальное напряже.ние се.ти, кВ.
2) по длите.льному току:
Iном ? Iраб, max, А, (7.2)
где Iном - номинальный ток выключате.ля, А;
Iраб, max - максимальный рабочий ток, А.
3) по отключающе.й способности:
кА, (7.3)
где. ia,r - апе.риодиче.ская составляющая тока КЗ, составляющая вре.ме.ни до моме.нта расхожде.ния контактов выключате.ля;
ia,норм - номинальный апе.риодиче.ский ток отключе.ния выключате.ля.
Допускае.тся выполне.ние условия:
А, (7.4)
где внорм - нормативное проце.нтное соде.ржание апе.риодиче.ской составляюще.й в токе отключе.ния;
ф - наиме.ньше.е вре.мя от начала короткого замыкания до моме.нта расхожде.ния контактов.
ф = фз, мин + tсоб, с, (7.5)
где фз, мин = 1,5 с - минимальное вре.мя де.йствия защит;
tсоб - собстве.нное вре.мя отключе.ния выключате.ля.
4) на эле.ктродинамиче.скую стойкость выключате.ль прове.ряе.тся по сквозному пре.де.льному току короткого замыкания:
(7.6)
где Iпр, скв - де.йствите.льное значе.ние пре.де.льного сквозного тока короткого замыкания;
- начальное значе.ние пе.риодиче.ской составляюще.й тока короткого замыкания в це.пи выключате.ля.
5) на те.рмиче.скую стойкость:
выключате.ль прове.ряе.тся по те.пловому импульсу:
(7.7)
где - пре.де.льный ток те.рмиче.ской стойкости, равный пре.де.льному току отключе.ния выключате.ля;
- нормативное вре.мя проте.кания тока те.рмиче.ской стойкости;
=4с при номинальном напряже.нии до 35 кВ;
=3с при номинальном напряже.нии свыше 110 кВ.
, A2c. (7.8)
Прое.ктом пре.дусматривае.м компле.ктацию РУ 10 кВ распре.де.лите.льного пункта стационарными каме.рами односторонне.го обслуживания типа КСО с вакуумными выключате.лями типа ВВ/TEL:
- номинальное напряже.ние 10 кВ;
- номинальный ток 630 А;
- номинальный ток отключе.ния 12,5 кА;
- ток динамиче.ской стойкости 20 кА;
- ток те.рмиче.ской устойчивости для проме.жутка вре.ме.ни 4 се.к. 20 кА;
- вре.мя отключе.ние до погасания дуги не боле.е 0,075 се.к., tа = 0,075 се.к.
Выбор выключате.ле.й приве.де.н в таблице 7.1.
Таблица 7.1
Параме.тры выключате.ле.й, установле.нных на стороне 10 кВ
|
Условия выбора |
Расче.тные данные. |
Тип оборудования |
|
|
BB-TEL -10/1000 У2 |
|||
|
Uном Uсе.ти |
Uсе.ти =10 кВ |
Uном =10 кВ |
|
|
Iном Iраб.мах |
Iраб.мах =266 А |
Iном =630 А |
|
|
Iоткл Iкз |
Iкз =7,024 кА |
Iоткл =12,5 кА |
|
|
i дин i уд |
i уд =10,145 кА |
i дин =20 кА |
|
|
I2t Вк |
Вк =98,98 кА2с |
I2t =1600 кА2с |
7.2 Выбор предохранителей
Для защиты трансформаторов ТП приме.ним плавкие пре.дохраните.ли
Условия выбора пре.дохраните.ле.й:
Uном ?Uсе.ти, ном В; (7.9)
Iном ?Iраб.max А; (7.10)
Iоткл. ном ?IКЗ А. (7.11)
Выбирае.м пре.дохраните.ли типа:
Для ТП1, ТП5(для ТМГ-1000) ПКТ104-10-160-20 У3 Iном = 160 А.
Для ТП4, ТП3(для ТМГ-1000) ПКТ103-10-80-20 У3 Iном = 80 А.
Для ТП6 (для ТМГ-1000) ПКТ104-10-200-12,5 У3 Iном = 200 А.
Для ТП2 (для ТМГ-630) ПКТ104-10-100-31,5 У3 Iном = 100 А .
7.3 Выбор трансформаторов тока
Условия выбора трансформаторов тока:
Uном ?Uсе.ти В; (7.12)
Iном ?Iраб.max А; (7.13)
iдин ?iуд А; (7.14)
I2·t ?Вк кА2с. (7.15)
Таблица 7.2
Параме.тры трансформаторов тока на стороне 10 кВ
|
Условия выбора |
Расче.тные данные. |
Тип оборудования |
|
|
ТПОЛ-10 |
|||
|
Uном Uсе.ти |
Uсе.ти =10 кВ |
Uном =10 кВ |
|
|
Iном Iраб.мах |
Iраб.мах =265,9 А |
Iном =300 А |
|
|
i дин i уд |
i уд =10,145 кА |
iдин =81 кА |
|
|
I2t Вк |
Вк =98,98 кА2с |
I2·t = 768 кА2·с |
7.4 Выбор ограничителей пе.ре.напряже.ния:
Условие ограничите.ле.й пе.ре.напряже.ния:
Uном=Uсе.ти.кВ. (7.16)
Выбирае.м ОПН - KP/TEL: Uном=10 кВ; Uдоп. max=11.5 кВ .
7.5 Выбор автоматиче.ского выключате.ля
Защита кабе.льных линий 0,4 кВ выполне.на автоматиче.скими выключате.лями.
Условия выбора и прове.рки автоматиче.ских выключате.ле.й:
По напряже.нию:
В. (7.17)
По номинальному току:
А. (7.18)
По отстройке от пиковых токов:
А, (7.19)
где Ico - ток срабатывания отсе.чки ;
Кн - коэффицие.нт наде.жности;
Iпик - пиковый ток.
По условию защиты от пе.ре.грузки:
Iсп (1,21,4) Iн. расц А. (7.20)
По вре.ме.ни срабатывания:
с, (7.21)
где. - собстве.нное вре.мя отключе.ния выключате.ля;
Дt - ступе.нь се.ле.ктивности.
По условию стойкости к токам КЗ:
кА, (7.22)
где ПКС - пре.де.льная коммутационная способность.
По условию чувствите.льности:
, (7.23)
где Кр - коэффицие.нт разброса срабатывания отсе.чки, Кр=1,4-1,5.
В каче.стве выключате.ля отходящих линий выбирае.м автоматиче.ский выключате.ль марки ВА57-39: IН.В. = 500 А; IТ.РАСЦ. = 500 А; IЭМ.РАСЦ. = 1000 А; ПКС=40 кА.
1) 660 В > 380 В;
2) IН.В. = 500 А>IР =443,27 А;
Подобные документы
Характеристика потребителей электрической энергии. Определение расчетных электрических нагрузок жилых домов и числа трансформаторных подстанций. Построение картограммы нагрузок. Выбор марки и сечения проводов. Релейная защита, противоаварийная автоматика.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 29.07.2012Определение расчетных электрических нагрузок населенного пункта. Выбор места, типа, числа и мощности трансформаторов. Расчеты и проектирование питающих сетей 10 КВ. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Разработка мероприятий по энергосбережению.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017Характеристика потребителей (термический цех) системы электроснабжения. Расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор мощности, числа и типа цеховых трансформаторов. Проверка коммутационной и защитной аппаратуры. Токи короткого замыкания.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 19.01.2015Краткая характеристика микрорайона. Расчетные электрические нагрузки жилых зданий. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций и размещение. Нагрузка общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий. Расчет электрической нагрузки.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 12.02.2015Расчет электрической нагрузки микрорайона. Определение числа и мощности сетевых трансформаторных подстанций. Выбор схем электроснабжения микрорайона. Расчет распределительной сети высокого и низкого напряжения. Проверка аппаратуры защиты подстанции.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 25.12.2014Разработка принципиальной схемы электроснабжения микрорайона города. Расчет электрических нагрузок. Определение числа, мощности и мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Особенности расчета электрических нагрузок потребителей жилого микорайона. Выбор числа и мощности трансформаторов, сечения питающей линии 110 КВ. Разработка схемы подстанций мощностью 110/10 КВ. Выбор схемы электроснабжения микрорайона Черемушки.
дипломная работа [909,7 K], добавлен 27.01.2016Расчетные нагрузки общественных зданий социального назначения. Расчет уличного освещения. Выбор числа места, типа трансформаторных подстанций и их мощности. Выбор схемы распределительной сети 10 кВ на основе вариантов технико-экономического сравнения.
дипломная работа [496,6 K], добавлен 25.09.2013Расчет электрических нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций. Разработка системы внутризаводского электроснабжения. Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей. Выбор измерительных трансформаторов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 29.09.2009Краткая характеристика потребителей электричества микрорайона. Определение расчетных нагрузок. Проектирование системы электроосвещения микрорайона. Выбор числа и мощности трансформаторов. Проектирование связи с питающей системой, электрической сети.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.04.2014
