/>/>/>/>/>/>/>/>НЧОУ ВПО«ЮЖНО-САХАЛИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, ПРАВА И ИНФОРМАТИКИ»
Кафедра «Электротехникии электроэнергетики»
ДИПЛОМНАЯРАБОТА
Реконструкциясистемы электроснабжения жилого микрорайона города
Специальность140211 Электроснабжение
Выполнил
студент гр. ЭС-51 Гридчин Г.Н.
Руководитель,
ст. преподаватель Кон О.Г.
Южно-Сахалинск
2011
ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. РАСЧЕТМОЩНОСТИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
1.1Краткая характеристика потребителей
1.2Расчет удельных электрических нагрузок
1.3Определение расчетных нагрузокэлектроприёмников
2. ГРАФИКИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МИКРОРАЙОНА
3. ВЫБОРРАСПОЛОЖЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10/0,4 КВ
4. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ В ТП
4.1Расчет мощности и количества трансформаторов
4.2Выбор схем построения электрических сетейнапряжением 0,38-20 кВ
5. ОСВЕЩЕНИЕ
5.1Сети наружного освещения
5.2Расчет сетей наружного освещения жилых зданий
5.3Расчет сетей наружного освещения общественных зданий
6. ВЫБОРСЕЧЕНИЯ КАБЕЛЕЙ.
6.1Выбор сечения кабелей электрических сетейнапряжением до 1 кВ
6.2Выбор сечения кабелей электрических сетейнапряжением 10 кВ
6.3Проверка кабелей на термическую стойкость
7. РАСЧЕТКОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
7.1Расчет коротких замыканий в электроустановкахвыше 1000 В
7.2Расчет коротких замыканий в электроустановкахдо 1000 В
8. ВЫБОР ИПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ
8.1Выбор оборудования на стороне 10 кВ
8.2Выбор оборудования на стороне 0,4 кВ
9. ВЫБОР ЗАЩИТЫИ АВТОМАТИКИ
10. ЭКОНОМИЧЕСКАЯЧАСТЬ
11. СПЕЦИАЛЬНАЯЧАСТЬ
12. ОХРАНА ТРУДА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
/>АННОТАЦИЯ
Данная дипломная работапосвящена реконструкции системы электроснабжения жилого микрорайона города всвязи с увеличением потребляемой мощности. Текст пояснительной записки состоитиз 119 страниц печатного текста и сопровождается 10 иллюстрациями (расчетнымисхемами, графиками, рисунками), поясняющими методику расчета и принципы работыосновного электрооборудования и 49 таблиц, в которых представлены исходныеданные, технические характеристики и условия выбора основногоэлектрооборудования.
Графическая частьдипломной работы состоит из семи листов формата А1:
1. Генеральный план электроснабженияжилого микрорайона
2. Схема освещения микрорайона
3. Принципиальнаясхема электроснабжения района на 6 кВ
4. Принципиальнаясхема электроснабжения района на 10 кВ
5. Дифференциальная защитатрансформатора
6. Реконструкцияэлектроснабжения школы (1ый этаж)
7. Реконструкцияэлектроснабжения школы (2ой и 3ий этаж)
/>/>/>/>ВВЕДЕНИЕ
Города являются крупнымипотребителями электроэнергии, так как в них проживает не только большая частьнаселения, но и расположено также большое количество промышленных предприятий.
В зависимости от размерагорода для питания потребителей, расположенных на его территории, должнапредусматриваться соответствующая система электроснабжения, которая охватываетвсех потребителей города, включая промышленные предприятия.
Для электроснабженияосновной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением6–10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.
Для городов характеренрост электропотребления, что требует систематического развития электрическихсетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количестважителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновениемэлектрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расходэлектрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов.
Через городскиераспределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемойэнергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, ипроблема их рационального сооружения приобретает определённое народно-хозяйственноезначение.
Подсистемой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей итрансформаторных подстанций, расположенных на территории города ипредназначенных для электроснабжения его потребителей.
Городскиеэлектрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом измикрорайонов могут оказаться потребители всех трёх категорий по надёжностиэлектроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети.
ВПУЭ установлен ряд требований к конструкциям, размещению, оборудованиюподстанций. Отметим наиболее важные из них. Подстанции не разрешаетсявстраивать в жилые здания, школы, больницы, спальные корпуса санаториев. Посколькутрансформаторы с масляным заполнением взрывоопасны, их не разрешается размещатьпод и над помещениями, в которых могут находиться более 50 человек. Приустановке трансформаторов сухих или с негорючим наполнителем соблюдение этоготребования не обязательно.
Основной целью даннойдипломной работы является расчёт электроснабжения района на напряжение в 10 кВ.В данный момент в больших городах происходит переход тупиковых подстанций с 6кВ на 10 кВ. Это обусловлено уменьшением потерь и увеличением мощности.Электроснабжение данного района было рассчитано и воплощено в жизнь ещё в 60-ыхгодах прошлого века, после освобождения Сахалина. Необходимость данной работытакже обусловлена устареванием как физически, так и морально всегоэлектрооборудования.
Задачейданной дипломной работы было произвести расчёт и определить сечения и маркикабелей, подходящих к ТП-10/0,4 и сечение проводов ВЛ-0,4 на освещение данногорайона. Рассчитать распределительную сеть 0,38 кВ для школы. Выполнить расчёттоков короткого замыкания согласно заданию, выбрать и проверить коммутационныеи защитные аппараты для питающих и распределительных сетей.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>1. РАСЧЕТМОЩНОСТИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ/>/>/>/>/> 1.1 Краткая характеристикапотребителей
Потребители электрическойэнергии системы электроснабжения района представлены коммунально-бытовымипотребителями.
Потребителираспределительной городской сети (ТП-1, ТП-2, ТП-3, ТП-4, ТП-5, ТП-6, ТП-7)рассматриваемого района города являются: жилые дома одноэтажной (индивидуальной)и многоэтажной (до 5 этажей) застройки, оборудованные преимущественноэлектрическими плитами, магазины, детские дошкольные учреждения, школы.
Перерыв вэлектроснабжении влечет за собой нарушения нормальной жизнедеятельностизначительного количества городских жителей. Согласно требованиям ПУЭ, даннаягородская распределительная сеть относится к электроприемникам II категории надежности.
В качестверасчётной нагрузки принимается получасовой (30-минутный) максимум нагрузки.Получасовой максимум принят для выбора всех элементов системы электроснабжения(проводников, трансформаторов, аппаратуры). В основе расчёта нагрузоккоммунально-бытовых потребителей используется нагрузка одного потребителя, вкачестве которого выступает семья или квартира при посемейном заселении домов.
В данном проектепредусматривается электроснабжение района города на 15000 жителей.Предполагается, что район города будет состоять из 82 домов: 5 — двухэтажных, 3- четырехэтажных и 74 — пятиэтажных. Так как к городу Холмску не подведен газ, вседома будем считать с электроплитами.
Пятиэтажные дома сэлектроплитами будут распределяться следующим образом:
10 домов по 120 квартир;
1 дом с 80 квартирами;
14 домов по 40 квартир;
20 домов по 60 квартир;
29 дома по 20 квартир;
Четырехэтажные дома сэлектроплитами будут распределяться следующим образом:
3 дома по 32 квартиры;
Двухэтажные дома сэлектроплитами будут распределяться следующим образом:
5 домов по 6 квартир.
Общее количество квартирв заданном районе города предусматривается в количестве 3746. Кроме того, врайоне предусматривается размещение общественных зданий:
1 школа с 450 мест;
1 детский сад с 300 мест;
1 магазин промышленныхтоваров;
12 продовольственныхмагазинов и парикмахерских;
5 из которых находится вжилых зданиях;
1 отделение почты;/>/>/>/>/>/>/>/>/> 1.2 Расчет удельныхэлектрических нагрузок
Расчетная электрическая нагрузка квартирРКВ, кВт, приведенная к вводу жилого здания, определяется по формуле1.1:
/> (1.1)
где РКВ.УД – удельная расчетная электрическая нагрузкаэлектроприемников (зданий), кВт/квартира, n – число квартир [2].
Удельную расчетную нагрузку электроприемников находим по таблице. Еслинет типового решения, то находим ее по формуле:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Остальные удельные расчетные электрические нагрузки находим аналогичнымметодом. Результаты расчетов приведены в приложении 1. Удельные расчетныенагрузки школ и детских садов ищем то таблице. Благодаря, расчетным данным,сведенным в приложении 1, мы знаем расчетные нагрузки, исходя из которых, можемпроизвести дальнейшие расчеты и определить реальную потребляемую мощностькаждого отдельного потребителя./>/>/>/>/>/>/>/>/> 1.3 Определениерасчетных нагрузок электроприёмников
Общественными являютсяследующие здания: различные учреждения и организации управления, финансирования, кредитования,госстраха, просвещения, дошкольные; библиотеки, архивы, предприятия торговли,общепита, бытового обслуживания населения; гостиницы, лечебные учреждения,музеи, зрелищные предприятия и спортивные сооружения.
Все электроприёмники общественных зданий условно можноразделить на две группы: осветительные и силовые. В основных помещениях общественныхзданий используются светильники с люминесцентными лампами в исполнении,соответствующем условиям среды и выполняемой работы.
К силовым электроприёмникам относятся: механическое оборудование;электротепловое оборудование; холодильные машины, подъёмно-транспортноеоборудование, санитарно-технические установки, связи, сигнализации,противопожарные устройства и др.
Общественные здания имеют также приточно-вытяжныевентиляционные установки, широко применяются системы кондиционирования воздуха,насосы систем горячего и холодного водоснабжения. Большинство механизмов оборудованоасинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.
Электрические нагрузки любого общественного здания слагаютсяиз нагрузок электрического освещения и силового электрооборудования.
Расчетная силовая электрическая нагрузка на вводах вобщественное здание определяется по проектам оборудования зданий.
Для ориентировочных расчетов усредненные удельные нагрузки икоэффициенты мощности допускается принимать по таблице. удельных показателейнагрузок, приведенных с учетом внутреннего освещения.
Расчетные нагрузки определяем по данным формулам. Если в здание встроенмагазин или парикмахерская, то определяем удельные расчетные нагрузки, безучета занимаемой ими площади. После чего находим расчетную нагрузку этогоздания. Расчетную нагрузку встроенных магазинов или парикмахерских определяемотдельно и суммируем с нагрузкой здания.
/>(1.2)
/>(1.3)
/>(1.4)
/>
/>(кВАр)
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Таким образом, находим и нагрузку остальных электроприемников. Результатыэтих расчетов приведены в приложении 2.
В этой главе мы расчётным путем узнали реальную потребляемую мощностькаждого отдельного потребителя, что в дальнейшем нам поможет в расчетахкоротких замыканий и выбора оборудования.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>2. ГРАФИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОКМИКРОРАЙОНА
Графики нагрузок дают представление о характере изменения вовремени электрических нагрузок. По продолжительности они бывают суточными игодовыми. Графики нагрузок микрорайона в целом дают возможность определитьпотребление активной энергии потребителями микрорайона, правильно выбратьсиловые трансформаторы и питающие линии. По графикам планируется текущий и капитальныйремонты элементов системы электроснабжения, определяют необходимое количество исуммарную мощность рабочих агрегатов станции, в различные часы суток.
В табл. 2.1 приведены ориентировочные суточные (зимний илетний) графики электрических нагрузок некоторых характерных городскихпотребителей. Для потребителей микрорайона летний максимум составляет для жилыхдомов с электроплитами 80%, а для остальных объектов – 70%.
Суточные графики используют для построения годового графикапо продолжительности. Можно условно принять продолжительность зимнего периода200 дней, летнего – 165. По оси ординат годового графика по продолжительности всоответствующем масштабе откладывают нагрузки в кВт от РМАКС до РМИН,а по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760.
Площадь годового графика выражает количество потребленнойэлектроэнергии за год в кВт·ч. По данным графика определяют число часовиспользования максимальной нагрузки, ч.,
/>,(2.1)
где РЗi – нагрузка i –го часа в декабре, кВт; РЛi — нагрузка i –го часа в июне, кВт; РМАКС.З – максимальная нагрузка взимний период, кВт [6].
Время максимальных потерь, ч.
/>(2.2)
Таблица 2.1 Суточная нагрузка потребителей микрорайонаПотребит. Часы сут Магазины % Школа % Д.сад % Жил. дом. % зим лет зим лет зим лет зим Лет 0-1 60 60 10 10 20 20 15 15 1-2 60 60 10 10 20 20 15 15 2-3 60 60 10 10 20 20 15 15 3-4 60 60 10 10 20 20 15 15 4-5 60 60 10 10 20 20 15 15 5-6 60 60 10 10 20 20 15 15 6-7 60 60 20 20 35 35 60 60 7-8 60 60 20 20 35 35 60 60 8-9 90 90 60 60 65 65 50 50 9-10 90 90 100 60 65 65 50 50 10-11 100 100 100 60 100 100 50 50 11-12 100 100 70 100 100 100 50 50 12-13 90 90 40 100 85 85 50 50 13-14 80 80 40 70 85 85 50 50 14-15 90 90 40 40 85 85 40 40 15-16 90 90 40 40 85 85 40 40 16-17 90 90 60 40 80 80 50 50 17-18 90 90 90 40 80 80 50 50 18-19 90 90 90 60 60 60 100 50 19-20 90 90 90 90 60 60 100 50 20-21 80 80 50 90 30 30 100 100 21-22 80 80 50 90 30 30 90 100 22-23 60 60 10 50 30 30 30 100 23-24 60 60 10 50 30 30 30 90
Основываясь на данных этой таблицы производим вычисление инаходим число часов использования максимальной нагрузки.
Для начала находим полную нагрузку отдельных типовпотребителей.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Далее чтобы найти потребляемую мощность потребителя за какой-токонкретный час, находим ее по формуле:
/>(2.3)
/>
Таким образом, находим остальные почасовые нагрузки потребителей в зимнийпериод. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 Расчет почасовых нагрузок потребителей в зимний периодЧасы сут
%з
/>
%з
/>
%з
/>
%з
/>
/> 0-1 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 1-2 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 2-3 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 3-4 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 4-5 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 5-6 15 1032,8 20 27,6 10 22,5 60 60,6 1143,5 6-7 60 4131,2 35 48,3 20 45 60 60,6 4285,1 7-8 60 4131,2 35 48,3 20 45 60 60,6 4265,1 8-9 50 3442,7 65 89,7 60 135 90 90,9 3848,3 9-10 50 3442,7 65 89,7 100 225 90 90,9 3756,3 10-11 50 3442,7 100 138 100 225 100 101,01 3906,7 11-12 50 3442,7 100 138 70 157,5 100 101,01 3849,2 12-13 50 3442,7 85 117,3 40 90 90 90,9 3740,9 13-14 50 3442,7 85 117,3 40 90 80 80,8 3730,8 14-15 40 2754,1 85 117,3 40 90 90 90,9 3052.3 15-16 40 2754,1 85 117,3 40 90 90 90,9 3052,3 16-17 50 3442,7 80 110,4 60 135 90 90,9 3778,9 17-18 50 3442,7 80 110,4 90 202,5 90 90,9 3846,5 18-19 100 6885,3 60 83,8 90 202,5 90 90,9 7261,5 19-20 100 6885,3 60 83,8 90 202,5 90 90,9 7261,5 20-21 100 6885,3 30 41,4 50 112,5 80 80,8 7120 21-22 90 6196,8 30 41,4 50 112,5 80 80,8 6431,5 22-23 30 2065,6 30 41,4 10 22,5 60 60,6 2190,1 23-24 30 2065,6 30 41,4 10 22,5 60 60,6 2190,1 78492,4 1738,8 2340 1868,7
Выбираем максимальную зимнюю суммарную нагрузку в зимний период, котораяравна
/>
Далее чтобы найти потребляемую мощность потребителя за какой-токонкретный час, находим ее по формуле:
/>(2.3)
/>
Таким образом, находим остальные почасовые нагрузки потребителей в летнийпериод, представленные в таблице 2.3.
Таблица 2.3 Расчет почасовых нагрузок потребителей в летний периодЧасы сут
%л
/>
%л
/>
%л
/>
%л
/> 0-1 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 1-2 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 2-3 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 3-4 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 4-5 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 5-6 15 826,2 20 19,32 10 15,75 60 42,42 6-7 60 3304,9 35 33,81 20 31,5 60 42,42 7-8 60 3304,9 35 33,81 20 31,5 60 42,42 8-9 50 2754,1 65 62,79 60 94,5 90 63,63 9-10 50 2754,1 65 62,79 60 94,5 90 63,63 10-11 50 2754,1 100 96,6 60 94,5 100 70,71 11-12 50 2754,1 100 96,6 100 157,5 100 70,71 12-13 50 2754,1 85 82,11 100 157,5 90 63,63 13-14 50 2754,1 85 82,11 70 110,25 80 56,56 14-15 40 2203,3 85 82,11 40 63 90 63,63 15-16 40 2203,3 85 82,11 40 63 90 63,63 16-17 50 2754,1 80 77,28 40 63 90 63,63 17-18 50 2754,1 80 77,28 40 63 90 63,63 18-19 50 2754,1 60 57,96 60 94,5 90 63,63 19-20 50 2754,1 60 57,96 90 141,75 90 63,63 20-21 100 5508,2 30 28,9 90 141,75 80 56,56 21-22 100 5508,2 30 28,9 90 141,75 80 56,56 22-23 100 5508,2 30 28,9 50 76,75 60 42,42 23-24 90 4957,4 30 28,9 50 76,75 60 42,42 2340 1795,5 1868,7 1308,08
На основании данных таблиц 2.2 и 2.3 строем график нагрузок жилых зданий (см.рис 2.1), график нагрузок детского сада (см. рис 2.2), график нагрузок школы (см.рис 2.3), график нагрузок предприятий торговли (см. рис 2.4).
/>
Рис 2.1 График нагрузок жилых зданий.
/>
Рис 2.2 График нагрузок детского сада.
/>
Рис 2.3 График нагрузок школы.
/>
Рис 2.4 График нагрузок предприятий торговли.
Далее по формуле 2.1 определяем число часов использования максимальнойнагрузки:
/>
Находим время максимальных потерь:
/>
Исходя из расчетов в данной главе, мы рассчитали число часовиспользования максимальной нагрузки, нагрузку потребителей в зимний и летнийпериод и время максимальных потерь.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>3. ВЫБОРРАСПОЛОЖЕНИЯ ПОДСТАНЦИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10/0,4 КВ
Правильное размещение трансформаторных подстанций (ТП) вмикро-районе типа существенно влияет на экономические показатели и надежностьсистемы электроснабжения потребителей.
Для определения оптимального местоположения трансформаторныхподстанций на генеральном плане строится картограмма электрических нагрузок.Силовые нагрузки представляют в виде кругов, а осветительные нагрузки – в видесекторов. Площадь кругов и секторов в выбранном масштабе соответствует полнойнагрузке потребителей.
Координаты центра электрической нагрузки определяются поформулам
/>(3.1)
/>(3.2)
где Рİ – активная мощность İ – гообъекта, подключенного к шинам ТП, кВт; Χİ, Υİ– координаты центра нагрузок отдельных потребителей, см [5].
Трансформаторные подстанции располагают как можно ближе кцентру нагрузок, что позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребленияэлектрической энергии и сократить протяженность распределительных сетей низкогонапряжения, уменьшить расход цветного материала и снизить потери электрическойэнергии.
ТП1
/>
/>
Расчет производим далее и результаты заносим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 Расположение трансформаторныхподстанций. ТП1 ТП2 ТП3 ТП4 ТП5 ТР6 ТП7 X 6,24 17,5 14,85 21,5 33,85 34,5 33,8 Y 12,8 14 9,37 6,08 10,3 26,3 19,3
В этой главе мы рассчитали места расположения трансформаторныхподстанций, что позволит нам оптимизировать работу всей распределительной сети10/0,4 кВ данного района.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>4. ВЫБОРТРАНСФОРМАТОРОВ В ТП/>/>/>/>/>4.1 Расчет мощности и количества трансформаторов
Активная расчетная нагрузка линии на шинах 0,4 кВ ТП присмешанном питании потребителей различного назначения (жилые дома и общественныездания), РР.Л., кВт, определяется по формуле:
/>(4.1)
где Р ЗД. МАКС – наибольшая нагрузка здания из числа зданий,питаемых по линии, кВт; РЗД.İ — расчетные нагрузки другихзданий, питаемых по линии, кВт; КУİ – коэффициент участия вмаксимуме электрических нагрузок общественных зданий (помещений) или жилыхдомов (квартир и силовых электроприемников) [9].
Расчетная реактивная нагрузка линии при смешанном питаниипотребителей различного назначения (QР), кВАр, определяется поформуле:
/>(4.2)
где QМАКС. – наибольшая реактивная нагрузказданий, питаемых от шин ТП, квар; QР.İ – расчетная реактивнаянагрузка всех остальных зданий, квар
Полная нагрузка подстанции, кВ·А, определяется по формуле:
/>(4.3)
Коэффициент мощности ТП определяется по формуле:
/>(4.4)
Коэффициент загрузки трансформаторов
/>(4.5)
где ΣSН.ТР — суммарная номинальная мощностьтрансформаторов, установленных на ТП, кВ·А
ТП1
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Выбираем трансформатор ТМ630/10. Остальные расчеты заносим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 Выбор трансформаторов ТП1 ТП2 ТП3 ТП4 ТП5 ТП6 ТП7
/> 825,084 1513,74 532,02 1071,91 1161,37 920,024 1239,2
/> 166,65 313,7 95,6 230,89 279,45 191,72 251,29
/> 841,745 1545,9 540,46 1096,49 1194,52 939,79 1264,42
/> 0,98 0,97 0,98 0,98 0,97 0,97 0,98
/> 0,67 0,77 0,68 0,87 0,95 0,75 1
/> 1,34 1,55 1,35 1,74 1,89 1,49 2 ТР 2*630 2*1000 2*400 2*630 2*630 2*630 2*630
Мы выбираем двух трансформаторные подстанции из-за высоких нагрузок,обусловленных наличием электроплит, электротитанов и электрического обогреваквартир. Благодаря этому, исходя из того что практически все потребители входятво вторую категорию по надежности, нам необходимо резервировать свои сети.
В этой главе, на основании наших расчетных нагрузок потребителей мыопределили количество и мощность трансформаторов в трансформаторных подстанцияхна 10 кВ./>/>/>/>/>/>/>/>/>/>
4.2 Выбор схем построения электрических сетей напряжением 0,38-20 кВ
Распределительная и питающая сеть 10(6) кВ используется дляпитания городских потребителей коммунально-бытового и промышленного характера.Принцип построения городских сетей выбирается применительно к основной массеэлектроприемников для обеспечения требуемого уровня надежностиэлектроснабжения. В данном случае мне не целесообразно возведение РП так какпонизительная подстанция находится в 400 м от района. Основным принципом построения распределительной сети 10(6) кВ для электроснабжения электроприемниковпервой категории является двухлучевая схема с двухсторонним питанием приусловии подключения взаимно резервирующих линий 10(6) кВ к разным независимымисточникам питания. На рисунке 4.1. представлена схема соединениятрансформаторных подстанций.
/>
Рис. 4.1. Схема соединения
В этой главе, на основании наших расчетных нагрузок потребителей мыопределили количество и мощность трансформаторов в трансформаторных подстанцияхна 10 кВ./>/>/>/>
5. ОСВЕЩЕНИЕ/>/>/>/>/>/>/>/>/> 5.1 Сети наружногоосвещения
Основной задачей наружного освещения улиц и внутрирайонныхпроездов является обеспечение безопасности движения в темное время суток.Уличное освещение должно обеспечивать нормированную величину освещенности или величинусредней яркости дорожного покрытия. Освещенность должна быть по возможностиравномерной.
В сетях наружного освещения следует применять напряжение380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали.
Сети наружного освещения рекомендуется выполнять кабельнымиили воздушными линиями с использованием самонесущих изолированных проводов. Вобоснованных случаях для воздушных распределительных сетей освещения улиц,дорог, площадей, территорий микрорайонов и населённых пунктов допускаетсяиспользовать неизолированные провода.
Линии, питающие светильники, подвешенные на тросах, должнывыполняться кабелями, проложенным по тросу, самонесущими изолированнымипроводами.
Линии сети наружного освещения должны подключаться к пунктампитания с учетом равномерной нагрузки фаз трансформаторов, для чего отдельныелинии следует присоединять к разным фазам или с соответствующим чередованиемфаз.
В установках наружного освещения рекомендуется применятьпреимущественно высокоэкономичные газоразрядные источники света высокогодавления:
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные) различной мощности – на улицах идорогах всех категорий, а также в транспортных и пешеходных тоннелях.
Коэффициент мощности светильника должен быть не ниже 0,85.
Сечения нулевых жил кабелей в осветительных установках сгазоразрядными источниками света следует, как правило, принимать равнымисечению фазных проводов.
Опоры с венчающими их светильниками рекомендуется размещатьпо односторонней схеме при ширине пешеходной части до 12 м, а при большей ширине – по двухрядной прямоугольной или шахматной схеме
При воздушных сетях расстояние между светильникамиограничивается стрелой провеса проводов и обычно не превышает 40 м.
Выбранные сечения проводников осветительной сети должныобеспечивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки безперегрева сверх допустимых температур, срабатывание защитных аппаратов притоках К.З. (короткого замыкания) Расчетная нагрузка РР.О., Вт,питающей осветительной сети определяется как.
На линиях наружного освещения, имеющих более 20 светильниковна фазу, ответвления к каждому светильнику должны защищаться индивидуальными предохранителями или автоматическимивыключателями.
Для начала произведем расчет освещения основной проезжей части. По СНИПамсредняя горизонтальная освещенность таких дорог должна составлять 10 лк.Воспользуемся типовым решением подобной задачи, и освещение будем производить лампамиДРЛ на 250 Вт на фонарях высотой 11 м с расстоянием друг от друга в 25 м.
Запитывание этого освещения будет производиться от ТП2, так как онанаходится ближе всего к центру нагрузки этого освещения. Электроэнергия от ТП2до фонарей освещения будет производиться кабелям, а далее проводами СИП.
Расчетная нагрузка питающей осветительной сети определяется как [8]:
/>(5.1)
где РУСТ. – установленная мощность ламп, Вт; КС –коэффициент спроса (одновременности), КС = 1 – для наружногоосвещения; КПРА – коэффициент, учитывающий потери мощности впускорегулирующем аппарате, КПРА = 1,1./>/>/>/>/>/>/>/>/> 5.2 Расчет сетейнаружного освещения жилых зданий
Находим нагрузку питающей осветительной сети в головныхотрезках участков на которые мы разбили линию, находим по формуле 5.1:
/>
/>
/>
/>
/>
Расчетный ток осветительной сети IР.О., А, длятрехфазной сети (с нулевым проводом и без него) при равномерной нагрузке фазопределяется по формуле:
/>(5.2)
где UН – номинальное напряжение сети, UН= 380 В; cosφ – коэффициент мощности нагрузки. Для ламп ДРЛ cosφ =0,9.
/>
/>
/>
/>
/>
Найдя мощность и токи в головных отрезках можно выбрать провод, так какдалее по линии нагрузки будут только падать. Мы выбираем провод СИП-1 />мм2 с допустимымтоком Iдоп=70(А), Iкз=10(кА). Здесь и далее на освещениебудем ставить кабели АВВБ 16 мм2.
Потери напряжения на участках линии определяются по формуле,%,
/>(5.3)
где С – коэффициент, равный 46 для схем трехфазной сети с нулевымпроводом и алюминиевыми жилами; S — сечение данного участка осветительной сети,мм2; LУЧ – длина участка линии, м.
/>
Данные расчёта потерь напряжения сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 Расчет потерь напряжения на освещении основной проезжейчасти.
№уч P Вт
Lуч м
Sмм2
/>%
№уч P Вт
Lуч м
Sмм2
/>% КЛ1 15125 100 16 2,055 3300 25 16 0,112 W2.7 6050 25 16 0,206 3025 25 16 0,103 5775 25 16 0,196 2750 25 16 0,09 5500 25 16 0,187 2475 25 16 0,084 5225 25 16 0,177 2200 25 16 0,074 4950 25 16 0,168 1925 25 16 0,065 4675 25 16 0,159 1650 25 16 0,056 4400 25 16 0,149 1375 25 16 0,046 4125 25 16 0,14 1100 25 16 0,037 3850 25 16 0,13 825 25 16 0,028 3575 25 16 0,12 550 25 16 0,018 275 25 16 0,009 4,418% КЛ1 15125 25 16 2,055 1650 25 16 0,056 W2.8 8800 25 16 0,299 1375 25 16 0,046 8525 25 16 0,29 1100 25 16 0,037 8250 25 16 0,28 825 25 16 0,028 7975 25 16 0,271 550 25 16 0,018 7700 25 16 0,262 275 25 16 0,009 7425 25 16 0,252 W2.10 3025 25 16 0,103 7150 25 16 0,243 2750 25 16 0,09 6875 25 16 0,234 2475 25 16 0,084 6600 25 16 0,224 2200 25 16 0,074 6325 25 16 0,215 1925 25 16 0,065 W2.9 3025 25 16 0,103 1650 25 16 0,056 2750 25 16 0,09 1375 25 16 0,046 2475 25 16 0,084 1100 25 16 0,037 2200 25 16 0,074 825 25 16 0,028 1925 25 16 0,065 550 25 16 0,018 275 25 16 0,009
/> 4,8%
Потери нас удовлетворяют так как на ТП2 стоят трансформаторы ТМ1000/10 скоэффициентом загрузки Кз=0,7. Допустимая потеря />=6,7%.
Далее производим расчет освещения улиц и дорог меньшегозначения. По СНИПам средняя горизонтальная освещенность таких дорог должнасоставлять 4 лк. Воспользуемся типовым решением подобной задачи, и освещениебудем производить лампами ДРЛ125ХЛ Вт нафонарях высотой 8м с расстоянием друг от друга в 35 м и типом светильника РКУ01-125-008.
Производим расчет освещения подключенного к ТП1. данные расчета сведены втаблицу 5.2.
Таблица 5.2 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП1№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.1.1 1237 2,08 9 W.1.2 962,5 1,63 6 W.1.3 412,5 0,69 3 КЛ1.2 550 0,93 4 КЛ1.1 2200 3,7 16
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА).
Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем по формулам
/>
/>
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Данные расчёта потерь напряжения сведены в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП1
/> W1.1%
/> W1.2%
/> W1.3% 0,15 0,15 0,012 0,058 0,026 0,019 0,052 0,019 0,013 0,045 0,013 0,01 0,039 0,01 0,033 0,026 0,019 0,013 0,01
/> 0,444 0,385 0,8
Потери нас удовлетворяют. Производим расчет освещения подключенного к ТП2.данные расчета сведены в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП2№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W2.1 825 1,39 6 W2.2 137,5 0,23 1 W2.3 412,5 0,7 3 W2.4 1237,5 2,09 9 W2.5 275 0,46 2 W2.6 412,5 0,7 3 КЛ.2.1 1100 1,86 8 КЛ.2.2 1787,5 2,98 13
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА). Выбор кабелей. Кабели рассчитываем по формулам
/>
/>
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении подключенного к ТП2 представлен втаблице 5.5.
Таблица 5.5 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП2
/> W2.1.%
/> W2.2.%
/> W.2.3.%
/> W2.5.%
/> W2.6.% 0,305 0,305 0,058 0,058 0,058 0,039 0,01 0,019 0,065 0,065 0,033 0,013 0,058 0,058 0,026 0,01 0,052 0,052 0,019 0,046 0,046 0,013 0,019 0,013 0,01 0,013 0,01 0,01
/> 0,49 0,315 0,1 0,321 0,25
Потери нас удовлетворяют.
Производим расчет освещения подключенного к ТП3. Расчет токов и мощностейосветительной сети от ТП3 представлен в таблице 5.6.
Таблица 5.6 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП3.№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.3.1 412,5 0,7 3 W.3.2 137,5 0,23 1 W.3.3 275 1,39 6 W.3.4 687,5 1,16 4 W.3.5 1650 2,79 12
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА). Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем по формулам
/>
/>
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП3 представлен в таблице 5.7.
Таблица 5.7 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП3
/>W.3.1. %
/>W.3.2%
/> W.3.4%
/> W.3.5% 0,13 0,13 0,13 0,22 0,039 0,039 0,026 0,072 0,033 0,033 0,019 0,065 0,019 0,03 0,013 0,058 0,013 0,01 0,01 0,052 0,01 0,045 0,039 0,033 0,026 0,019 0,013 0,01
/> 0,244 0,242 0,198 0,652
Потери нас удовлетворяют.
Производим расчет освещения подключенного к ТП4. Расчет токов и мощностейосветительной сети от ТП4 представлен в таблице 5.8.
Таблица 5.8 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП4№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.4.1 825 1,39 6 W.4.2 275 0,46 2 W.4.3 275 0,46 2 КЛ.4.1 1512,5 2,55 11 W.4.4 412,5 0,7 3 W.4.5 412,5 0,7 3 КЛ.4.2 962,5 1,62 7
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА).
Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем по формулам
/>
/>
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП4 представлен в таблице 5.9.
Таблица 5.9 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП4
/> W.4.1%
/> W.4.2%
/> W.4.3%
/> W.4.4%
/> W.4.5% 0,23 0,23 0,23 0,02 0,02 0,039 0,013 0,013 0,019 0,019 0,033 0,01 0,01 0,013 0,013 0,026 0,01 0,01 0,019 0,013 0,01
/> 0,37 0,253 0,253 0,62 0,62
Потери нас удовлетворяют.
Производим расчет освещения подключенного ТП5. Расчет токов и мощностейосветительной сети от ТП5 представлен в таблице 5.10.
Таблица 5.10 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП5№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.5.1 1375 2,32 10 W.5.2 275 0,46 2 КЛ.5.1 1787,5 3,02 13 W.5.3 1100 1,86 8 W.5.4 687,5 1,16 5 КЛ.5.2 1925 3,25 14
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА).
Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем по формулам
/>
/>
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП5 представлен в таблице 5.11.
Таблица 5.11 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП5
/> W.5.1%
/> W.5.2%
/> W.5.3%
/> W.5.4% 0,51 0,51 0,25 0,25 0,065 0,013 0,052 0,033 0,058 0,01 0,045 0,026 0,052 0,039 0,019 0,045 0,033 0,013 0,039 0,026 0,01 0,033 0,019 0,026 0,013 0,019 0,01 0,013 0,01
/> 0,909 0,533 0,487 0,351
Потери нас удовлетворяют.
Производим расчет освещения подключенного к ТП6. Расчет токов и мощностейосветительной сети от ТП6 представлен в таблице 5.12.
Таблица 5.12 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП6№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.6.1 1787,5 3,02 13 КЛ.6.1 1925 3,25 14
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА). Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем поформулам
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП6 представлен в таблице 5.13.
Таблица 5.13 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП6
/> W.6.1 0,13 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,03 0,03 0,02 0,01
/>
Потери нас удовлетворяют.
Производим расчет освещения подключенного к ТП7. Расчет токов и мощностейосветительной сети от ТП7 представлен в таблице 5.14.
Таблица 5.14 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети подключенной к ТП7№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт. W.7.1 962,5 1,62 7 W.7.2 412,5 0,7 3 W.7.3 1512,5 2,55 11 W.7.4 962,5 1,62 7 КЛ.7.1 2612,5 4,41 19
Выбираем провода СИП />мм2с допустимым током Iдоп=70(А), Iкз=10(кА).
Выбор кабелей.
Кабели рассчитываем по формулам:
/>
/>
Выбираем кабели АВВБ сечением 10 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП7 представлен в таблице 5.15.
Таблица 5.15 Расчет потерь напряжения при освещении от ТП7
/> W.7.3%
/> W.7.1%
/> W.7.2% 0,46 0,46 0,46 0,045 0,079 0,072 0,039 0,045 0,019 0,033 0,039 0,013 0,026 0,033 0,01 0,019 0,026 0,013 0,019 0,01 0,013 0,01
/> 0,645 0,724 0,574
Потери нас удовлетворяют./>/>/>/>/>/>/>/>/> 5.3 Расчет сетейнаружного освещения общественных зданий
Среднюю горизонтальную освещенность территорий общественных зданийследует принимать по строительным нормам. Для детских садов и школ она должнабыть равна 10 лк.
Воспользуемся типовым решением подобной задачи, и освещение будемпроизводить лампами ДРЛ 250 Вт на фонарях высотой 11 м с расстоянием друг от друга в 25 м.
Освещение детских садов и школ производится с ВРУ. Следовательно, нетнеобходимости протягивать кабельные линии от ТП.
Данные расчета освещения территории детского сада представлены в таблице5.16
Таблица 5.16 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети детского сада.№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников шт.
WДс 1 1,375 2,32 5
WДс 2 825 1,39 3
КЛ Дс 1 2475 4,18 9
Выбираем кабели АВВБ сечением 16 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП2 представлен в таблице 5.17.
Таблица 5.17 Расчет потерь напряжения при освещении
/>WДс 1%
/> WДс 2% 0,084 0,084 0,046 0,028 0,037 0,018 0,028 0,009 0,018 0,009
/> 0,303 0,139
Потери нас удовлетворяют.
Данные расчета освещения территории школы представлены в таблице 5.18
Таблица 5.18 Расчет токов и мощности в головных участках осветительнойсети детского сада.№ уч
/>Вт
/>А Кол-во светильников щт.
WШ1 1375 2,32 5
WШ2 1925 3,25 7
КЛШ1 3575 6,04 13
Выбираем кабели АВВБ сечением 16 мм2.
Расчет потерь напряжения при освещении от ТП5 представлен в таблице 5.19.
Таблица 5.19 Расчет потерь напряжения при освещении
/> WШ1%
/> WШ2% 0,13 0,13 0,065 0,046 0,056 0,037 0,046 0,028 0,037 0,018 0,028 0,009 0,018 0,009
/> 0,389 0,259
Потери нас удовлетворяют.
Линии электропередачи до 20 кВ на территории городов, врайонах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше должны выполняться, какправило, кабельными, с алюминиевыми жилами. Кабельные линии прокладываются вземляных траншеях под тротуарами или под пешеходными дорожками внутри квартала.
Здания, которые находятся в непосредственной близости от ТП,следует питать по отдельным линиям. Для домов высотой до 16 этажей при числесекций до семи рекомендуется предусматривать один ввод в здание.
В районах застройки зданиями высотой до 3 этажей включительнолинии электропередачи следует, как правило, выполнять воздушными.
Линии наружного освещения рекомендуется располагать на общихопорах с воздушными линиями электропередачи до 1 кВ.
Вданной главе мы произвели расчет освещения в данном районе, которыйсоответствует всем техническим нормативам. Освещение каждого района запитываетсяот ближайшей трансформаторной подстанции. Освещение по району произведеновоздушной линией проводами СИП. Прилежащие к школе и детскому саду площадки освещаютсясветильниками РКУ, которые подключены через кабели АВВБ./>/>/>/>/>/>/>/>/>
6. ВЫБОРСЕЧЕНИЯ КАБЕЛЕЙ/>/>/>/>/> 6.1 Выбор сечениякабелей электрических сетей напряжением до 1 кВ
Сечения кабелей напряжением до 1 кВ выбираются в соответствиис главой 2.3 ПУЭ [5] по условию нагрева длительным расчетным током в нормальноми послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения.
На время ликвидации послеаварийного режима допускаетсяперегрузка кабелей с бумажной изоляцией до 130%, если в нормальном режиме ихнагрузка не превышала 80% допустимой. Следовательно, в послеаварийном режимесечение кабеля должно удовлетворять соотношению
/> (6.1)
где IДОП – допустимый продолжительный ток, А; К –поправочный коэффициент, учитывающий число кабелей, проложенных в одной траншее;IП.АВ. – расчетная токовая нагрузка линий в послеаварийном режиме.При этом должно учитываться число оставшихся в работе кабелей, проложенных водной траншее в послеаварийном режиме [2].
Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ (от ТП до вводовв здание) составляют не более 4-6%. Большие значения относятся к линиям,питающим малоэтажные и односекционные здания, меньшие значения – к линиям,питающим многоэтажные многосекционные жилые здания, крупные общественные зданияи учреждения.
Расчетная электрическая нагрузка линии (РР.Л)напряжением до 1 кВ при смешанном питании потребителей, кВт.
Рабочий ток, А, в линии определяется по формуле:
/>(6.2)
где n – количество кабелей, проложенных в траншее к объекту.Для потребителей второй категории, согласно ПУЭ, принимают к прокладке UН– номинальное напряжение сети, равное 380 В.
Ток послеаварийного режима, А, равен
/>(6.3)
Сечение кабеля должно удовлетворять допустимому длительномутоку, А, определенному по формуле
/>(6.4)
Выбранное сечение кабеля необходимо проверить по потеренапряжения.
Потери напряжения на i –том участке LУЧ.iкабельной линии, %, определяются по формуле
/> (6.5)
где А – коэффициент, зависящий от принятых единиц измерения,определяется по справочнику [9], А = 21,9 – для сети 0,4 кВ; А = 0, 0875 – длясети 6 кВ и А = 0,0316 – для сети 10 кВ; РР.i — активная мощностьучастка линии, кВт; n – число кабелей; S – сечение кабеля, мм2, LУЧ.i– длина i -го участка линии, км.
Далее потери напряжения на участках линии суммируются ирезультат сравнивается с располагаемыми потерями напряжения от шин ТП донаиболее удаленного потребителя.
В результате должно выполняться условие:
/>(6.6)
Кабели на стороне 0,4 кВ, защищаемые плавкимипредохранителями, на термическую стойкость не проверяются, т.к. времясрабатывания предохранителя мало и выделившееся тепло не в состоянии нагретькабель до опасной температуры.
Потери мощности в линии, кВт, определяются:
/>(6.7)
где RО – активное сопротивление 1 км кабеля при 20ОС, Ом,
Достаточно часто используется расчет потерь напряжения ипотерь мощности без учета индуктивного сопротивления линий.
Дом 1.
/>
/>
/>
/>
/>
Остальные рассчитываем и заносим в приложение 3
В данном разделе мы произвели расчет кабелей 0,4 кВ по рассчитанным намиранее нагрузкам потребителей в нашем районе. Применяемые нами кабели специальнорассчитаны на прокладку в земле и на расположение в агрессивной среде околоморя. Мы решили произвести прокладку кабелей удовлетворяющих всем этимтребованиям и выбрали АВВБ/>/>/>/>/>/>/>/>/> 6.2 Выбор сечениякабелей электрических сетей напряжением 10 кВ
Сечения проводов ВЛ и жил кабелей должны выбираться по экономическойплотности тока в нормальном режиме и проверяться по допустимому току ваварийном и послеаварийном режимах, а также по допустимому отклонениюнапряжения.
При проверке кабельных линий по допустимому длительному токудолжны быть учтены поправочные коэффициенты: на количество работающих кабелей,лежащих рядом в земле, на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме,фактическую температуру среды, тепловое сопротивление грунта и на отличиеноминального напряжения кабеля от номинального напряжения сети.
Предварительный выбор сечений проводов и кабелей допускаетсяпроизводить исходя из средних значений предельных потерь напряжения внормальном режиме – в сетях 10(6) кВ не более 6%.
Расчетная активная нагрузка городских электрических сетей10(6) кВ (РР.Л.), кВт, определяется по формуле (6.2) в разделе 6.1.
Рабочий ток в линии, А, определяется по формуле
/>(6.8)
где UН – номинальное напряжение сети, равное 10(6)кВ; n – количество кабелей, проложенных в траншее к объекту; cosφ – коэффициентмощности, принят равным 0,92.
Экономически целесообразное сечение SЭ, мм2,определяется согласно ПУЭ, из соотношения
/>(6.9)
где jЭК – нормированное значение экономическойплотности тока, А/мм2, для заданных условий работы.
В распределительных сетях 10(6) кВ кабели с алюминиевымижилами при прокладке их в траншеях рекомендуется принимать сечением не менее 70мм2, но не более 240 мм2.
Сечение кабелей по участкам линии следует принимать с учетомизменения нагрузки участков по длине. При этом на одной линии допускаетсяприменение кабелей не более трех типоразмеров.
Потери напряжения определяются по формуле (6.5) раздела 6.1. Дальнейшийход расчета аналогичен расчету сети напряжением до 1кВ.
Полученное экономическое сечение для условий нормальногорежима проверяется по допустимому току нагрева в послеаварийном режиме. Крометого, кабели должны быть подвергнуты проверке на термическую стойкость токамК.З. Начинаем расчет сечения кабелей 10 кВ.
ТП1
/>
/>
Выбираем кабель сечением 70 мм2. Так как это сечение минимальновозможное при этом напряжении.
/>
/>
/>
/>
Результаты остальных расчетов заносим в таблицу 6.1
Таблица 6.1 Расчет сечения кабелей до 1 кВ№.
/>(кВт)
/>(А)
/>(А)
/>(А)
/>(%)
/>(кВт)
/>(мм2)
/>(м) W7 1239,2 38,88 77,76 65,02 0,035 0,7634 70 190 W6 2159,2 67,75 135,5 113,3 0,16 3,660 70 300 W5 3320,6 104,2 208,4 174,3 0,22 9,812 70 340 W4 4392,5 137,8 275,6 230,4 0,16 8,914 95 240 W3 4924,5 154,5 309 258,4 0,2 11,205 95 240 W2 1513,74 47,49 94,98 79,4 0,06 1,858 70 310 W1 7263,35 227,9 455,8 381,1 0,306 25,678 150 400
/> 1,14 61,89
/>-ТП6 — ТП7
/>-ТП5 — ТП6
/>-ТП4 — ТП5
/>-ТП3 — ТП4
/>-ТП1 — ТП3
/>-ТП1 — ТП2
/>-ЦП — ТП1/>/>/>/>/>/>/>/>/> 6.3 Проверка кабелейна термическую стойкость
Выбранные в нормальном режиме и проверенные по допустимойперегрузке в послеаварийном режиме кабели проверяются по условию
/>(6.10)
где SМИН– минимальное сечение по термической стойкости, мм2; SЭ –экономическое сечение, мм2
При этом кабели небольшой длины проверяются по току прикоротком замыкании в начале кабеля; одиночные кабели со ступенчатым сечением подлине проверяют по току К.З. в начале каждого участка. Два параллельных кабеляи более проверяют по токам К.З. непосредственно за пучком кабелей, т.е. сучетом разветвления тока К.З.
/>(6.11)
где ВК – импульс квадратичного тока К.З. (тепловойимпульс тока К.З.),
А2 с; С – функция.
Тепловой импульс тока (интеграл Джоуля) определяется:
/>(6.11)
где IП.О – начальное значение периодическойсоставляющей тока К.З., А; tР.З — время действия релейной защиты, с.Принимается tР.З = 2 с. – для питающих сетей; tР.З = 0,5с. – для распределительных сетей [9]; tВ – полное время отключениявыключателя, с. В зависимости от типа выключателя tВ = 0,04-0,2 с.;TА – постоянная времени затухания апериодической составляющей токакороткого замыкания, с. Для распределительных сетей напряжением 6-10 кВ ТА= 0,01 с. На термическую стойкость проверяются только кабели на напряжение выше1000 В.
ТП7.
/>
/>
Результаты остальных расчетов приводим в таблице 6.2.
Таблица 6.2 Выбор кабелей на термическую стойкость
/>
/>
/>
/> ЦП — ТП1 60,03 9,92 25,3 150 ТП1 — ТП2 56,2 9,8 24,45 70 ТП1 — ТП3 57,39 9,7 24,7 95 ТП3 — ТП4 35,7 9,56 35,7 95 ТП4 — ТП5 45,7 8,66 22,1 70 ТП5 — ТП6 31,7 7,8 19,86 70 ТП6 — ТП7 33,4 7,4 18,8 70
Исходя из расчетов, по данным таблицы 6.3 можно определить, что сечениевсех выбранных кабелей на напряжение 10 кВ выше минимальных сечений кабелей потермической стойкости. В данном разделе мы произвели расчет кабелей 0,4 — 10 кВпо рассчитанным нами ранее нагрузкам потребителей в нашем районе. Применяемыенами кабели специально рассчитаны на прокладку в земле и на расположение вагрессивной среде около моря. Мы решили произвести прокладку кабелейудовлетворяющих всем этим требованиям и выбрали АВВБ. Также в этой главепроизвели проверку кабелей на термическую стойкость.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>7. РАСЧЕТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ/>/>/>/>/>/>/>/>/> 7.1 Расчеткоротких замыканий в электроустановках выше 1000 В
Питание потребителейосуществляется от системы бесконечной мощности.
Расчетвыполнен в относительных единицах.
Составляем схемузамещения и нумеруем ее элементы в порядке их расположения от системыбесконечной мощности к точкам к.з.
Определяем в соответствиис таблицей сопротивления элементов схемы замещения в относительных единицах.
/>
Рис.7.1 упрощенная схема районной сети 10 кВ.
Находим сопротивления трансформаторов по их номинальным данным поформулам:
/>(7.1)
/>(7.2)
ТМ 400/10
/>
/>
ТМ 630/10
/>
/>
ТМ 1000/10
/>
/>
Определяем сопротивление кабельных линий, замеряя расстояние на генпланеи вычисляя по формулам:
/>(7.3)
/>(7.4)
W1
/>
/>
Так как у нас 2 кабелянаходим их общее сопротивление
/>
Результаты остальных расчетов приводим в таблице 7.1
Таблица 7.1 Сопротивление КЛ (в относительных единицах) на 10 кВ№ линии L км Данные кабелей
R(1кабель)
X(1 кабель) Z (2 кабеля) R Ом*км X Ом*км R X W1 0,4 0,206 0,074 0,824 0,296 0,412 0.148 W2 0,31 0,443 0,08 1,37 0,248 0,68 0,124 W3 0,24 0,326 0,078 0,78 0,187 0,39 0,09 W4 0,24 0,326 0,078 0,78 0,187 0,39 0,09 W5 0,34 0,443 0,08 1,51 0,27 0,75 0,14 W6 0,3 0,443 0,08 1,33 0,24 0,67 0,12 W7 0,19 0,443 0,08 0,84 0,15 0,42 0,075
Далее складываем сопротивления до точки короткого замыкания методомсвертывания. После чего находим токи короткого замыкания по формулам:
/>(7.5)
/>(7.6)
/>(7.7)
/>(7.7)
/>(7.9)
К7
/>
/>(с)
/>
/>
/>
/>
Результаты остальных расчетовсводим в таблицу 7.2
Таблица 7.2 Расчеттрехфазных токов короткого замыканияТочки к.з.
/>
/> R.Ом X.Ом
/>
/> К1 0,044 1,79 0,42 5,8 9,92 25,2 К2 0,017 1,56 1,1 5,9 9,6 21,2 К3 0,023 1,65 0,8 5,89 9,7 22,5 К4 0,016 1,54 1,2 5,97 9,56 22,5 К5 0,009 1,37 1,96 6,11 8,56 16,7 К6 0,075 1,27 2,63 6,23 7,8 14 К7 0,0067 1,22 3,048 6,3 7,4 12,8
В этом разделе мы рассчитали сопротивления кабельных и воздушных линий итрансформаторов. Также мы рассчитали токи коротких замыканий на напряжение 10кВ./>/>/>/>/>/>/>/>/>7.2 Расчет коротких замыканий в электроустановках до 1000 В
Расчет коротких замыканий до 1000 В производим в именованных единицах.Трехфазные короткие замыкания являются более опасными, но более редкими, нежеликакие – либо другие.
Ищем сопротивление трансформаторов в именованных единицах по формулам:
/>(7.8)
/>(7.9)
Так как трансформаторов по 2, ищем их общее сопротивление.
ТМ 400/10
/>
/>
/>
ТМ 630/10
/>
/>
/>
ТМ 1000/10
/>
/>
/>
Находим сопротивление кабельных линий 10 кВ прямой и нулевойпоследовательности. Сопротивление нулевой последовательности находим для того,чтобы в будущем можно было найти однофазные короткие замыкания. Находим их поформулам:
/>(7.10)
/>(7.11)
/>(7.12)
/>(7.13)
Так как у нас по 2 линии, то соответственно ищем их общее сопротивление.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Результаты остальных расчетов сводим в таблицу 7.3
Таблица 7.3 Сопротивления прямой и нулевой последовательности на линии 10кВ.
R1(1каб)
Ом
X1(1каб)
Ом
R1(2каб)
Ом
X1(2каб)
Ом
R0(1каб)
Ом
X0(1каб)
Ом
R0(2каб)
Ом
X0(2каб)
Ом L м W1 0,082 0,074 0,04 0,015 0,33 0,3 0,16 0,15 400 W2 0,137 0,025 0,068 0,012 0,55 0,25 0,22 0,12 310 W3 0,024 0,019 0,039 0,0094 0,31 0,19 0,16 0,09 240 W4 0,024 0,019 0,039 0,0094 0,31 0,19 0,16 0,09 240 W5 0,151 0,027 0,075 0,014 0,6 0,27 0,3 0,136 340 W6 0,133 0,024 0,056 0,012 0,5 0,24 0,27 0,12 300 W7 0,084 0,015 0,042 0,0076 0,34 0,15 0,16 0,076 190
Далееищем сопротивление прямой последовательности до трансформаторов.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Далее ищем сопротивление нулевой последовательности до трансформаторов.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Остальные расчеты будутподобными.
ТП2
/>
ТП3
/>
ТП4
/>
ТП5
/>
ТП6
/>
ТП7
/>
Ищем сопротивление прямой и нулевой последовательности 0,4 кВ.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Результаты остальных расчетов сводим в таблицу приложение 4
Ищем полное сопротивление по прямой последовательности
Д1
/>
Аналогично считаем полные сопротивления прямой последовательности сводимих в приложение 5
Ищем полное сопротивление по нулевой последовательности
Д1
/>
Аналогично считаем полные сопротивления обратной последовательности исводим их в таблицу приложение 6
Исходя из тех расчетов, что мы произвели, можно начинать рассчитыватьтоки короткого замыкания.
Считаем токи трехфазного короткого замыкания на 0,4 кВ.
Ток трехфазного короткого замыкания ищем по формуле:
/>(7.7)
ТП1 Д1
/>
Аналогично считаем остальные токи трехфазного короткого замыкания иприводим их в таблице 7.4
Таблица 7.4 Токи трехфазного к.з. на 0,4 кВ
/> ТП1
/> ТП2
/> ТП3
/> ТП4
/> ТП5
/>ТП6
/> ТП7 3,83кА 1,3 кА 2 кА 1,7 кА 0,82 кА 0,66 кА 0,65 кА 1,89 кА 1,3 кА 2,5 кА 1,4 кА 1,1 кА 0,57 кА 0,67 кА 3,3 кА 1,4 кА 1,9 кА 0,89 кА 0,87 кА 0,65 кА 0,63 кА 3,9 кА 1 кА 1,8 кА 1,8 кА 0,85 кА 0,59 кА 0,62 кА 4,2 кА 1 кА 1,9 кА 1,7 кА 0,8 кА 0,69 кА 0,64 кА 2,4 кА 0,71 кА 1,8 кА 1,7 кА 0,95 кА 0,63 кА 0,67 кА 4,2 кА 1,9 кА 1,6 кА 1,1 кА 0,71 кА 0,63 кА 2,8 кА 1,6 кА 0,73 кА 1,1 кА 0,76 кА 0,53 кА 2 кА 0,71 кА 1,7 кА 0,95 кА 0,66 кА 0,57 кА 1,3 кА 0,71 кА 0,58 кА 0,66 кА 0,58 кА 4,4 кА 0,66 кА 0,65 кА 0,67 кА 0,58 кА 0,64 кА 1,1 кА 0,68 кА 0,57 кА 1,9 кА 0,79 кА 0,56 кА 1,5 кА 0,76 кА 0,55 кА 1,4 кА 0,57 кА 0,55 кА 1,4 кА 0,55 кА 0,31 кА 1,7 кА 0,53 кА 0,26 кА 1,6 кА 0,59 кА 0,41 кА 0,58 кА Максимальные токи к. з. 0,4 кВ 4,4 кА 1,9 кА 2,5 кА 1,89 кА 1,1 кА 0,79 кА 0,67 кА
Ток однофазного короткого замыкания ищем по формуле:
/>(7.14)
ТП1 Д1
/>
Аналогично считаем остальные токи однофазного короткого замыкания иприводим их в таблице 7.5
Таблица 7.5 Токи однофазного к.з. на 0,4 кВс
/> ТП2
/> ТП3
/> ТП4
/> ТП5
/>ТП6
/> ТП7 5,1 кА 1,5 кА 3 кА 3,1 кА 1,3 кА 1,7 кА 1,2 кА 2,1 кА 1,4 кА 4,3 кА 2,2 кА 2,1 кА 0,9 кА 1,3 кА 4,3 кА 1,5 кА 2,8 кА 1,1 кА 1,4 кА 1,1 кА 1,2 кА 5,5 кА 1,3 кА 2,5 кА 3,4 кА 1,4 кА 0,96 кА 1,2 кА 5,9 кА 1,3 кА 2,7 кА 3,2 кА 1,2 кА 1,3 кА 1,2 кА 3,4 кА 1,1 кА 2,5 кА 3,2 кА 1,7 кА 1,1 кА 1,3 кА 5,9 кА 2,4 кА 2,8 кА 2,2 кА 1,3 кА 1,2 кА 3,4 кА 1,9 кА 1 кА 2,2 кА 1,6 кА 0,86 кА 2,8 кА 1,2 кА 3,2 кА 1,7 кА 1,2 кА 0,95 кА 1,6 кА 1,2 кА 0,98 кА 1,2 кА 0,99 кА 4,4 кА 1,1 кА 1,1 кА 1,2 кА 0,99 кА 1 кА 2,3 кА 1,2 кА 0,95 кА 2,3 кА 1,7 кА 0,94 кА 1,7 кА 1,5 кА 0,92 кА 1,6 кА 0,9 кА 0,89 кА 1,7 кА 0,85 кА 0,53 кА 2,1 кА 0,79 кА 0,42 кА 1,9 кА 0,96 кА 0,74 кА 0,92 кА 5,9 кА 2,4 кА 4,3 кА 3,4 кА 2,3 кА 1,7 кА 1,3 кА
В этой главе мы произвели расчет сопротивления КЛ, ВЛ, трансформаторов попрямой, обратной и нулевой последовательности. На основании этого былпроизведен расчет токов короткого замыкания на шинах трансформаторныхподстанций со стороны 10 кВ и на отходящих от ТП к домам линиях (на ВРУ) нанапряжение 0,4 кВ.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>8. ВЫБОР И ПРОВЕРКАОБОРУДОВАНИЯ/>/>/>/>/>/>/>/>/> 8.1 Выбороборудования на стороне 10 кВ
Для питаниякоммунально-бытовых электропотребителей микрорайона применяются типовыетрансформаторные подстанции серии К–42–630–м4 на два трансформатора мощностью630 кВ∙А и К–42–400–м4 на два трансформатора мощностью 400 кВ∙А,размещенные в отдельно стоящих одноэтажных зданиях. Основные показатели подстанцийприведены в таблице 8.1.
Причем распределениеэлектроэнергии на напряжение 10 кВ осуществляется через распределительноеустройство (РУ), укомплектованное камерами КСО-366, распределениеэлектроэнергии на напряжение 0,4 кВ осуществляется со щита одностороннегообслуживания, укомплектованного панелями серии ЩО-70.
Таблица 8.1 Основныепоказатели подстанций 10/0,4 кВТип ТП
Число трансформаторов и
их мощность, шт × кВ∙А
Площадь застройки,
м2
Строительный обьем,
м3
Стоимость,
тыс.руб. К–42–630–м4
2×630/> 64,05 243,4 1121 К–42–400–м4 2×400 51,94 201,5 984 К–42–1000–м4 2×1000 85,31 305,4 1562
Выбор и проверка оборудованияна стороне 10 кВ
Выбор жёстких шин икабелей
В ТП 10 кВ ошиновка исборные шины выполняются жёсткими алюминиевыми шинами.
1. Выбор сечения шин и кабелей производитсяпо нагреву (по допустимому току). Условие выбора,
/> ,(8.1)
где IДОП. – допустимый ток для шин и кабелейвыбранного сечения А;
IМАХ = IР.Л. П.АВАР.Р., принимаемпо таблице 3.8, А.
2. Проверка шин натермическую стойкость к токам короткого замыкания,
/>(8.2)
где S – выбранное сечение шины, мм2 ;
SМИН. – минимальное сечение по термическойстойкости, мм2, определяется по формуле
/>(8.3)
где I(3)П.О. К.З. – периодическая составляющаядействующего значения тока короткого замыкания;
С – термическийкоэффициент, равный 91 /> ( дляалюминиевых шин),
tФ – время срабатывания релейной защиты, принимаем 2,25с
3. Проверка шин намеханическую прочность. Шины механически прочны, если,
/>,(8.4)
где σДОП.– допустимое механическое напряжение в материале шины по, принятое равным 75МПа ;
σРАСЧ. –напряжение в материале шины, возникающее при возникновении изгибающего момента,МПа,
/>(8.5)
где f – наибольшее удельное усилие притрёхфазном коротком замыка — нии, Н ∙ м-1 ;
/> – длина пролета междуопорными изоляторами, принимается равной 1,2 м ;
W – момент сопротивление шиныотносительно оси, перпендикулярной действию усилия, см3,определяемый по выражению,
/>(8.6)
где b и h – размеры шин, см.
Наибольшее удельноеусилие между фазами при протекании трёхфазного КЗ, Н∙м-1определяется как,
/> (8.7)
где а – расстояние междуосями смежных фаз, а = (0,2 –0,3) м ;
iУ – мгновенный ударный трёхфазный ток короткогозамыкания, кА, принимается по таблице 4.1.
Выбор кабелей от шин 10кВ к силовым трансформаторам проводится по допустимому току,
/>(8.8)
где IР.МАХ – максимальный рабочий ток (токфорсированного режима), А, определяется как
/>,(8.9)
По термической стойкостикабель не проверяется, так как защищён плавкими предохранителями.
Выбор шин ТП 7.
Выбираются алюминиевыешины прямоугольного сечения АД 31Т 30×4
Осуществим проверку шин:
1.По допустимому току
/>(8.10)
/>
2.Проверка шин натермическую стойкость к токам короткого замыкания,
/>(8.11)
/> = 116,8 мм2,
/>
3.Проверка шин намеханическую прочность:
Наибольшее удельноеусилие при трёхфазном КЗ,
/>
Момент сопротивления шиныотносительно оси, перпендикулярной действию усилия,
/>
Напряжение в материалешины, возникающее при воздействии изгибающего момента,
/>
/>(8.12)
/>
Максимальный рабочий токкабеля ( с учетом потерь мощности в трансформаторах),
/>.
Выбирается кабель маркиАВВБ 1(3×35), прокладываемый в воздухе />
Таблица 8.2 Выборшинопроводов на 10 кВ№ТП Линия подсоединяющая к данной секции ТП Тип жёстких шин Кабели Марка Число и сечение ТП 1 ЦП – ТП1 АД31Т45*5 АВВБ 1(3×150) ТП 2 ТП1 – ТП2 АД31Т45*5 АВВБ 1(3×70) ТП 3 ТП1 – ТП3 АД31Т45*5 АВВБ 1(3×95) ТП 4 ТП3 – ТП4 АД31Т45*5 АВВБ 1(3×95) ТП 5 ТП4 – ТП5 АД31Т35*4 АВВБ 1(3×70) ТП 6 ТП5 – ТП6 АД31Т35*4 АВВБ 1(3×70) ТП7 ТП6 – ТП7 АД31Т30*4 АВВБ 1(3×70)
Выбор разъединителей
Производится:
1.По напряжениюустановки,
/>;(8.13)
2. По току,
/>;(8.14)
3. По конструкции, породу установки ;
4. По электродинамическойстойкости,
/>(8.15)
где iУ – мгновенный ударный ток короткого замыкания, кА [2];
iПР.СКВ. – предельный сквозной ток короткогозамыкания, кА ;
5. По термическойстойкости,
/>(8.16)
где IТЕРМ. – предельный ток термическойстойкости, кА ;
tТЕРМ. – длительность протекания предельноготока термической стойкости, с; ВК – тепловой импульс, кА2∙ с, определяемый выражением,
/>(8.17)
где IП.О.КЗ – периодическая составляющаядействующего значения тока короткого замыкания, кА ;
tОТКЛ. – время отключения, принимаетсяравным 0,6 с ;
TА – постоянная времени, принимается равной 0,05 с .
Выполним проверкуразъединителей РВФЗ-10/630 II-IIУ3, установленных на ТП 7, для двух секций шин.
Так как подстанция ТП 7проходная и не получает питание с двух сторон, то проверка для двух секций шинодинакова ( по токам КЗ ).
1. По напряжению установки,/>;
2. По электродинамическойстойкости, />
3. Проверка натермическую стойкость :
– главных ножей :
/>
/>
/>
– заземляющих ножей :
/>,
/>.
Проверка разъединителейТП рассчитывается аналогично и результаты расчета сведены в таблицу 8.3
Таблица 8.3 Выбор ипроверка разъединителей на ТП
Номер
ТП Тип разъединителя
IПР.СК
, кА
IУ, кА
ВК ,
кА2∙с
I2ТЕР.Г.Н∙
tТЕР, кА2∙с
I2ТЕР.З.Н.∙tТЕР
, кА2 ∙ с ТП 1 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 24,8 63,96 1600 400 ТП 2 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 21,2 59,9 1600 400 ТП 3 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 22,5 61,16 1600 400 ТП 4 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 20,8 59,41 1600 400 ТП 5 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 16,7 48,45 1600 400 ТП 6 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 14 39,55 1600 400 ТП 7 РВФЗ-10/630 II-IIУ3 52 12,8 39,54 1600 400
Выбор выключателейнагрузки
1. По напряжениюустановки,
/>(8.18)
2. По току,
/>(8.19)
3. По конструкции и родуустановки ;
4. По элекродинамическойстойкости,
/>(8.20)
5. По термическойстойкости,
/>(8.21)
Выберем и проверимвыключатель нагрузки на ТП 1. Выбранный выключатель нагрузки ВНР-10/400 – 103У3.
Проверка:
1. По напряжениюустановки, />
2. По электродинамическойстойкости, />
3. По термическойстойкости,
/>
/>
Выбор выключателейнагрузки на остальных ТП сведён в таблице 8.4
Таблица 8.4 Выбор ипроверка выключателей нагрузки
№
ТП Тип выключателя нагрузки
iУ, кА
IПР.СКВ.
, кА
I2ТЕРМ. ∙ tТЕРМ.
, кА2 ∙ с
ВК, кА2 ∙ с ТП1
ВНР-10/400 — 103У3 24,8 25 100 63,96 ТП2
ВНР-10/400 — 103У3 21,2 25 100 59,9 ТП3
ВНР-10/400 — 103У3 22,5 25 100 61,16 ТП4
ВНР-10/400 — 103У3 20,8 25 100 59,41 ТП5
ВНР-10/400 — 103У3 16,7 25 100 48,45 ТП6
ВНР-10/400 — 103У3 14 25 100 39,55 ТП7
ВНР-10/400 — 103У3 12,8 25 100 39,54
Выбор предохранителей иплавких вставок
Производится:
1. По напряжениюустановки,
/>(8.22)
2. По номинальному токупредохранителя,
/>(8.23)
3. По конструкции и родуустановки ;
4. По току отключения,
/>(8.24)
где I(3)П.О.КЗ – периодическая составляющаядействующего значения />тока короткогозамыкания, кА
IОТКЛ. – предельно отключаемый ток, кА.
5. Номинальный токплавкой вставки предохранителя выбирается по условиям защиты, а также поусловиям селективности,
/>(8.25)
где КОТС –коэффициент отстройки, КОТС = ( 1,1 – 1,25 ).
Выбор предохранителей на ТП1. На ТП 1 устанавливается предохранитель типа ПКТ 103-10-80-20У3.
Проверка:
1. По напряжениюустановки, />;
2. По номинальному токупредохранителя, />
3. По току отключения, />;
4. Номинальный токплавкой вставки предохранителя выбирается по условиям защиты, а также поусловиям селективности. />
Выбор предохранителей надругих ТП аналогичен и приведён в таблице 8.5
Таблица 8.5 Выбор и проверка предохранителейТП Тип выключателя
I(3)П.О.КЗ
, кА
IОТКЛ., кА
IМАХ, А
IНОМ. ВСТ., А ТП1 ПКТ 103-10-50-31,5У3 9,82 31,5 47,6 50 ТП2 ПКТ 103-10-100-12,5У3 9,6 12,5 87,4 100 ТП3 ПКТ 103-10-50-31,5У3 9,7 31,5 30,7 80 ТП4 ПКТ 103-10-80-20У3 9,56 20 61,88 50 ТП5 ПКТ 103-10-80-20У3 8,66 20 67,05 80 ТП6 ПКТ 103-10-80-20У3 7,8 20 53,12 80 ТП7 ПКТ 103-10-80-20У3 7,4 20 71,55 80
/>/>/>/> />/>/>/>8.2 Выбор оборудования на стороне 0,4 кВ
Выбор шин
Производится аналогично 8.1при использовании формул (8.1- 8.11).
Максимальный рабочий ток IР. МАХ., А, определяется выражением,
/>,(8.26)
где SНОМ – номинальная полная мощность ТП,определяемая по таблице 5.1.
Для ТП 1 :
/>(8.27)
При этом сечение нулевойшины принимается не менее половины сечения фазной шины.
Результаты выбора шин настороне 0,4 кВ приведён в таблице 8.6
Таблица 8.6 Выбор шин настороне 0,4 кВ№ТП h × b, мм
IР. МАХ., А
IДОП, А
SМИН., мм2
S, мм2
σРАСЧ., МПа
σДОП., МПа
Размеры
нулевой
шины ТП 1 100×10 1190 1820 340,5 1000 19,189 75 50×5 ТП 2 100×10 2184 1820 337,8 1000 18,886 75 50×5 ТП 3 100×10 767,9 1820 334,2 1000 18,479 75 50×5 ТП 4 100×10 1547,2 1150 369,8 1000 18,47 75 40×4 ТП 5 100×10 1676,3 1820 338,5 1000 18,967 75 50×5 ТП 6 100×10 1328 1820 341,2 1000 19,262 75 50×5 ТП 7 100×10 1788,6 1820 324,5 1000 19,292 75 50×5
Выбор плавких вставок предохранителей
Выбор плавких вставокпредохранителей приводится в таблице 8.28 и ведётся по условиям,
/>(8.28)
где КОТС –коэффициент отстройки, КОТС = ( 1,1 – 1,25 )
/>(8.29)
где I(1)КЗ – однофазный ток короткогозамыкания, определяемый по
таблице 7.8. Производимвыбор плавких вставок предохранителей и заносим данные в таблицу приложение 7
В качестве секционных панелейвыбираются панели ЩО-70-1-94У3, номинальный ток панели 1000 />.
Для питания уличного освещенияустанавливаются панели ЩО-70-1-94У3.
/>/>/>/>/>9. ВЫБОР ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Трансформаторы подстанции подключены к ВЛ через выключатели,с помощью которых поврежденный трансформатор должен отключиться от сети вбезтоковую паузу. Отключение осуществляется с помощью защиты трансформатора,реагирующей на к.з. в зоне ее действия, вызываемое отключениемкороткозамыкателя на стороне высшего напряжения трансформатора.
В качестве релейнойзащиты принимаются следующие виды защиты: продольная дифференциальная, газовая[3].
/>
Дифференциальная защитавыполнена на реле ДЗТ-11, которое благодаря наличию тормозной обмоткиобеспечивает несрабатывание защиты от токов небаланса от внешних к.з. Первичныйток срабатывания защиты с реле ДЗТ определяют только по условию отстройки отброска тока намагничивания при включении ненагруженного трансформатора поднапряжение. Расчет защиты приведен в таблице.
/>
Относительнаяпогрешность, обусловленная регулированием напряжения по стороне ВН, принятаравной половине суммарного диапазона регулирования напряжения. Е = 0,1 – полнаяпогрешность трансформаторов тока.
tg j — тангенс угла наклона кгоризонтальной оси касательной, проведенной из начала координат к тормознойхарактеристике реле, соответствующей минимальному торможению. Для ДЗТ-11 tgj=0,87.
Наименьший коэффициентчувствительности продольной дифференциальной защиты трансформаторов должен бытьоколо двух.
Нарисунке 9.3 изображены Прохождениетоков нулевой последовательности в схеме дифференциальной защиты при внешнихкоротких замыканиях.
Таким образом, соединениеодной из групп трансформаторов тока в треугольник обеспечивает компенсациюсдвига фаз между вторичными и первичными токами силового трансформатора нетолько при симметричной нагрузке и трёхфазных коротких замыканиях, но и прилюбом несимметричном повреждении или нагрузочном режиме.
/>
Таким образом, соединениеодной из групп трансформаторов тока в треугольник обеспечивает компенсациюсдвига фаз между вторичными и первичными токами силового трансформатора нетолько при симметричной нагрузке и трёхфазных коротких замыканиях, но и прилюбом несимметричном повреждении или нагрузочном режиме.
Производим расчетпродольной дифференциальной защиты трансформатора и заносим его в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 Расчетпродольной нагрузки дифференциальной защиты трансформатора ТМ 630/110Величины Расчетная формула Расчетное значение 1 Номинальная мощность трансформатора, кВА
SН 630
2 Номинальное напряжение обмоток защищаемого трансформатора, кВ
ВН
НН
UВН
UНН
10
0,4 3 Относительная погрешность, обусловленная регулированием напряжения на стороне ВН DU 0,08
4 Схема соединения трансформаторов тока:
на стороне ВН
на стороне НН
Y
D
5 Коэффициент трансформации трансформаторов тока:
на стороне ВН
на стороне НН
nВН
nНН
60
400 6 Значение тока трехфазного к.з. на выводах НН, приведенное к напряжению ВН, кА
IK 0,50 Определение установок и чувствительности защиты 7 Номинальный ток защищаемого трансформатора на стороне ВН, А
/>
/>А 8 Первичный ток срабатывания по условию отстройки от бросков тока намагничивания
/>
/>= 1,5×57,8=86,7 А 9 Ток срабатывания реле, приведенный к стороне ВН, А
/>
/>А 10 Расчетное число обмоток реле, включаемых в плечо защиты со стороны ВН
/>
/> 11 Принятое число витков обмотки реле, включаемых со стороны ВН
/>
WВН = 39 12 Расчетное число витков обмотки реле, включаемых со стороны НН
/>
/> 13 Принятое число витков обмотки реле, включаемых со стороны НН
WHH – ближайшее число
WHH = 18 14 Расчетное число витков тормозной обмотки по условию отстройки от тока небаланса при к.з. на стороне НН
/>
/> 15 Принятое число тормозной обмотки
WT > WTрасч
WT = 9 16 Минимальное значение тока в реле при двухфазном к.з.
/>
/>А 17 Минимальное значение коэффициента чувствительности защиты
/>
/>
Газовая защита. Принцип действия Расширителя масляного бака
Так как трансформаторноемасло, использующееся для изоляции и охлаждения, имеет высокий коэффициенттемпературного расширения, а температура масла в процессе эксплуатации аппаратаможет изменяться в широких пределах (-45°С…+90°) объем масла в баке такжеизменяется. Для компенсации изменения объема масла служит расширительный бак —резервуар, соединенный с баком трубопроводом и частично заполненный маслом.Объем расширителя выбран таким образом, чтобы во всем диапазоне изменениятемператур уровень масла в расширителе находился в допустимых пределах.Расширитель оборудуется индикатором уровня масла, воздухоосушителем дляпоступающего воздуха, трубопроводом для доливки в бак масла. На рисунке 9.4 изображено газовое реле.
/>
Рис. 9.4 Газовое релеБухгольца.
В рассечкутрубопровода, соединяющего бак и расширитель, устанавливается газовое реле(например, ранее выпускавшиеся типа РГЧЗ-66, ПГ-22, немецкого производстваBF-50,BF-80, или отечественные РЗТ-50, РЗТ-80). Газовое реле имеет герметичныйкорпус со смотровыми окошками. Сверху на корпусе реле имеется специальныйкраник, предназначенный для выпуска воздуха и отбора проб газа. Газовое релеимеет два поплавковых элемента, действующих при срабатывании на замыканиемеханически связанных с ними контактов, и реагирующих на снижение уровня маслав реле, а также струйный элемент (подвешенная на пути масла пластинка скалиброванным отверстием), срабатывающим при интенсивном движении потока маслаиз бака в расширитель. В нормальном режиме корпус газового реле заполненмаслом, и контакты, связанные с его поплавковыми и струйным элементами,разомкнуты.
Работагазовой защиты
Привнутреннем повреждении в баке защищаемого аппарата — горение электрической дуги,или перегрев внутренних элементов — трансформаторное масло разлагается свыделением горючего газа, содержащего до 70% водорода. Выделяющийся газподымается к крышке, и так как аппарат устанавливается с наклоном 1-2% всторону расширителя, движется в расширитель. Проходя через газовое реле, газвытесняет из него масло. При незначительном выделении газа, или снижении уровнямасла в расширителе до уровня верхнего поплавкового элемента, он срабатывает, изамыкаются контакты, действующие на сигнал (1-я ступень газовой защиты). Призначительном выделении газа срабатывает нижний поплавковый элемент и замыкаютсяконтакты, действующие на отключение (2-я ступень газовой защиты). Приинтенсивном движении потока масла из бака в расширитель срабатывает струйный элемент,действующий на отключение, аналогично 2-й ступени газовой защиты.
Особенностигазовой защиты.
Газоваязащита маслонаполненных аппаратов имеет абсолютную селективность и срабатываеттолько при повреждениях внутри бака защищаемого объекта. Защита реагирует наповреждения, сопровождающиеся выделением газа, выбросом масла из бака врасширитель или аварийным понижением уровня масла. Газовая защита — одна изнемногих, после которых не допускается действие АПВ (автоматическое повторноевключение), так как в большинстве случаев отключаемые ей поврежденияоказываются устойчивыми.
/>/>/>/>/>10. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Экономическое обоснование дипломного проекта содержитопределение проектных технико-экономических показателей, капитальных затрат настроительство системы электроснабжения города, расчёт ежегодныхэксплуатационных расходов, связанных с обслуживанием и ремонтом электрическихсетей, обеспечивающих поставку и распределение электрической энергии дляпотребителей, а также расчёт дисконтированных показателей экономическойэффективности проекта.
Исходные данные длярасчета экономической эффективности проекта.
а) Нагрузка потребителей,кВт:
10 домов по 120 квартир– РΣоу=1801,4 (КВА);
1 дом с 80 квартирами– РΣоу=130,55 (КВА);
14 домов по 40 квартир– РΣоу=1113,7 (КВА);
20 домов по 60 квартир– РΣоу=2080,4 (КВА);
29 дома по 20 квартир– РΣоу=1459,3 (КВА);
3 дома по 32 квартиры – РΣоу=203,2 (КВА) ;
5 домов по 6 квартир– РΣоу=156,1 (КВА);
Общественные учреждения –РΣоу=501,498 (КВА);
б) Максимальное числочасов использования нагрузки в год согласно ДБН 360 – 92 «Градостроительство, планировка изастройка городов и сельских поселений», ч/год:
для домов сэлектроплитами – Tmax.ждэ =3837,5;
для общественныхучреждений – Tmax.оу = 3599,9;
в) Коэффициентнормативных технологических потерь электроэнергии – Ктех.пот =12,58%.
г) Нормативный срокстроительства, лет – Тн = 1.
д) Удельные капиталовложенияна 1км КЛ, руб:
Выше 1 кВ:
АВВБ 3х70 – ККЛ70= 190 781;
АВВБ 3х95 – ККЛ95= 243 382;
АВВБ 3х150 – ККЛ150= 339 243;
До 1 кВ:
АВВБ 4х10– ККЛ10=57673
АВВБ 4х16– ККЛ16=73483
АВВБ 4х25– ККЛ25=101430
АВВБ 4х35– ККЛ35=128504
АВВБ 4х50– ККЛ50=176048
АВВБ 4х70– ККЛ70=217974
АВВБ 4х95– ККЛ95=298926
е) Удельныекапиталовложения на 1км ВЛ, руб:
1-цепная ВЛ 0,4 кВ(СИП2а–4х16) – КВЛ0,4-4х16 = 66 001;
ж) Стоимостьтрансформаторов:
ТМ 400/10/0,4 – 243 000руб;
ТМ 630/10/0,4 – 371 000руб;
ТМ 1000/10/0,4 – 550 600руб.
з) Стоимость ТП взависимости от мощности трансформаторов, руб:
ТП 2 х 400 – КТП400= 3 486 000;
ТП 2 х 630 – КТП630= 3 742 000 ;
ТП 2 х 1000 – КТП1000= 4 101 200.
и) Ежегодные затраты натехническое обслуживание и ремонт электрических сетей, %:
ТП – Иор.ТП =4,3;
КЛ 10 кВ – Иор.КЛ10= 4,3;
КЛ 0,4 кВ – Иор.КЛ10= 3,0;
ВЛ 0,4 кВ – Иор.ВЛ35= 2,2;
к) Расчетный срокэксплуатации проекта, лет – Т = 24.
л) Нормы амортизационныхотчислений, %:
КЛ кВ – НаКЛ =4,0;
ВЛ 0,4 кВ – НаВЛ= 2,0;
Электрооборудование – НаЭО= 4,4.
м) Тариф на поставкуэлектрической энергии, руб/кВт·ч – Тэ = 2,89.
н) Длины траншей скабелями, м:
Выше 1 кВ:
АВВБ 3х70 – ℓКЛ70= 1 140;
АВВБ 3х95 – ℓКЛ95= 480;
АВВБ 3х150 – ℓКЛ150= 400;
До 1 кВ:
АВВБ 4х10 – ℓКЛ10= 005;
АВВБ 4х16 – ℓКЛ16= 835;
АВВБ 4х25 – ℓКЛ25= 165;
АВВБ 4х35 – ℓКЛ35= 440;
АВВБ 4х50 – ℓКЛ50= 0;
АВВБ 4х70 – ℓКЛ70= 6;
АВВБ 4х95 – ℓКЛ95= 5;
н) Длины ВЛ, м:
1-цепная ВЛ 0,4 кВ (СИП2а– 4х16) – ℓВЛ0,4-4х16 =6 950;
о) Кол-во ТП, шт:
ТП 2 х 400 – NТП400 = 1;
ТП 2 х 630 – NТП630 = 5;
ТП 2 х 1000 – NТП1000 = 1.
п) Норматранспортно-заготовительных отчислений, % – Нтз = 6.
Определение экономическойэффективности проекта.
Определение потребляемойЭЭ по группам потребителей.
Все формулы данной главывзяты [7].
Суммарная нагрузка дляжилых домов с электрическими плитами.
ΣРmax.ждэ = 1801,4 + 130,55 + 1113,7 + 2080,4+ 1459,3 + 203,2 + 156,1 = 6944,65 (кВт);
Количество ЭЭ,потребляемое за год жилыми домами с электрическими плитами.
Wждэ = ΣРmax.ждэ · Тmax.ждэ = 6944,65 · 3 837,5 = 26 650 094,4(кВт·ч);
Количество ЭЭ,потребляемое за год общественными учреждениями.
Wоу = РΣоу · Тmax.оу = 501,498 · 3 599,9 = 1 805 342,65(кВт·ч).
Количество ЭЭ,потребляемое за год всеми потребителями района.
Wa = Wждэ + Wоу = 26 650 094,4 + 1 805 342,65 = 28 455437,05 (кВт·ч).
Потери ЭЭ.
/>
Количество ЭЭ,потребляемая за год всеми потребителями района с учетом потерь.
Wобщ = Wа – ΔWпот = 28 455 437,05 – 3 579 693,98 = 24 875 743,07 (кВт·ч).
Определение величиныкапитальных вложений.
Капитальные вложения – это инвестиции, направленные насоздание основных фондов, которые определяются укрупненным методом. Расчетстроительства представляет собой суммарную стоимость всей системыэлектроснабжения района города.
Стоимость прокладкикабелей.
В стоимость прокладкикабелей входят: стоимость кабелей, и прокладка их в траншеи. Стоимость прокладкикабеля находим по формуле 10.1
ΣККЛ = N ·ℓКЛ · ККЛ(10.1)
где N – колличество кабелей в траншее.
ΣККЛ70= 2 · 1,140 · 190 781 = 434 980,7 (руб);
На основанииформулы 10.1 производим расчет прокладки КЛ и заносим результаты этих расчетовв таблицу 10.1
Таблица 10.1 Стоимостьпрокладки кабелейU кВ Марка кабеля
Сечение мм2 Общая длина м. Стоимость 1 км в руб Стоимость прокладки руб 10 АВВБ 3х70 1 140 190 781 434 980,7 10 АВВБ 3х95 480 243 382 233 646,7 10 АВВБ 3х150 400 339 243 271 394,4 0,4 АВВБ 4х10 1 005 57 673 115 922,7 0,4 АВВБ 4х16 3 835 73 493 563 691,3 0,4 АВВБ 4х25 2 165 101 430 439 191,9 0,4 АВВБ 4х35 1 440 128 504 370 091,5 0,4 АВВБ 4х50 590 176 048 207 736,6 0,4 АВВБ 4х70 116 217 974 50 569,9 0,4 АВВБ 4х95 575 298 926 343 764,9
Общая стоимость кабельныхлиний.
ΣККЛ10 = 434980,7+233 646,7+271 394,4= 940 021,8 (руб).
ΣККЛ0,4=115922,7+563 691,3++439 191,9+370 091,5+207 736,6+50 569,9+343 764,9=2 090 969(руб)
Общая стоимость КЛ:
ΣККЛ =940 021,8 + 2 090 969 = 3 030 990,8 (руб)
Стоимость ВЛ.
ΣКВЛ0,4-4x16 = ℓВЛ0,4-4x16 · КВЛ0,4-4x16 = 6 950 · 66 001 = 458 706,9 (руб);
Общая стоимость
Стоимость ТП
ΣКТП= NТП·КТП N
ΣКТП400= 1·3 486 000 =3 486 000 (руб);
ΣКТП630= 5·3 742 000 =18 710 000 (руб);
ΣКТП1000=1·4 101 200 = 4 101 200 (руб).
Общая стоимость ТП. [1]
ΣКТП= ΣКТП400 + ΣКТП630 + ΣКТП1000(10.2)
ΣКТП= 3 486 000 + 18 710 0000 + 4 101 200 = 26 297 200 (руб).
Капитальные затраты.
ΣК =ΣККЛ + ΣКВЛ + ΣКТП(10.3)
ΣК = 3030 990,8 + 458 706,9 + 26 297 200 = 29 786 897,7 (руб).
Капитальные затраты сучетом транспортно-заготовительных расходов.
Кобщ= ΣК · (1 + Нтз / 100)(10.4)
Кобщ= 29 786 897,7 · (1 + 6 / 100) = 31 574 111,6 (руб).
Годовые эксплуатационныеиздержки на электроснабжение города.
Ежегодные затраты наобслуживание.
ИорКЛ10= ΣККЛ · ИорКЛ10% / 100(10.5)
ИорКЛ10= 940 021,8 · 4,3 / 100 = 40 420,9 (руб);
ИорКЛ0,4= 2 090 969 · 3/100 = 62 729,07(руб)
ИорВЛ0,4= 458 706,9 · 2,2/100 = 10 091,6(руб)
ИорТП= 26 297 200 · 4,3/100 = 1 130779,6 (руб)
Суммарные ежегодныезатраты на обслуживание.
Иор= ИорКЛ10 + ИорВЛ0,4+ ИорКЛ0,4 + ИорТП (10.6)
Иор = 40 420,9+ 10091,6 + 62 729,07 + 1 130 779,6 = 1 244 021,2 (руб).
Амортизационныеотчисления.
Балансовая стоимостьэлектрооборудования
Бст.эо= ΣКТП · (1 + Нтз / 100) (10.7)
Бст.эо= 26 297 200 · (1 + 6 / 100) = 27 875 032 (руб).
Балансовая стоимостьлиний.
Бст.= ΣККЛ · (1 + Нтз / 100)(10.8)
Бст.КЛ= 3 030 990,8 · (1 + 6 / 100) = 3 212 850,3 (руб);
Бст.ВЛ= 458 706,9 · (1 + 6 / 100) = 486 229,3 (руб)
Амортизационныеотчисления на основные фонды.
Иа.эо= Бст.эо · На.эо / 100 (10.9)
Иа.эо= 27 875 032· 4,4 / 100 = 1 226 501,2 (руб);
Иа.КЛ= 128 514,1 (руб); Иа.ВЛ = 9724,6 (руб).
Суммарные амортизационныеотчисления на основные фонды.
Иа= Иа.эо + Иа.КЛ+ Иа.КЛ (10.10)
Иа = 1 226 501,2 + 128 514,1 + 9724,6 = 1 364 739,9 (руб).
Общепроизводственные годовыеиздержки.
Ипр= 0,55 · Иор (10.11)
Ипр= 0,55 · 1 244 021,2 = 684 211,7 (руб).
Доход от реализацииуслуг.
Дэ=Wа · Тэ(10.12)
Дэ= 28 455 437,05 · 2,89 = 82 236 213,1 (руб).
Коммерческие издержки
Иком= 0,03 · Дэ (10.13)
Иком= 0,03 · 82 236 213,1 = 2 467 086,4 (руб).
Суммарные издержки поэнергоснабжению города.
ИΣ= Иор + Иа + Ипр + Иком (10.14)
ИΣ= 1 244 021,2+1 364 739,9+684 211,7+2 467 086,4=5 760 059,2 (руб).
Себестоимость услуг попоставке ЭЭ.
/>(10.15)
/>
Определение финансовыхпоказателей проекта.
Доход от реализации услугпо поставке ЭЭ потребителям.
Дэ= 82 236 213,1 руб.
Рентабельность продукции.
/>(10.16)
/>
Эксплуатационные расчетыбез амортизационных отчислений.
Иэксп= ИΣ – Иа (10.17)
Иэксп= 5 760 059,2 – 1 364 739,9 = 4 395 319,3 (руб).
Налогооблагаемая прибыль.
Пнал= Дэ – ИΣ (10.18)
Пнал= 82 236 213,1 – 5 760 059,2 = 76 476 153,9(руб).
Налог на прибыль.
Нпр= 0,13 · Пнал (10.19)
Нпр=0,13 · 5 760 059,2 = 9 941 900 (руб).
Дисконтированныепоказатели проекта.
Чистая дисконтированнаяприбыль
/>,(10.20)
где ПДС – чистаядисконтированная прибыль за весь срок эксплуатации,
Т – расчетный срокэксплуатации,
ДЭt — доход от реализации электроэнергиив год t в руб.,
Иэксп –эксплуатационные издержки в год t вруб.,
Кt – капитальные затраты в год t в руб.,
Нпрt – налог на прибыль в год t в руб.,
(1 + ЕД)–t – дисконтный множитель, где ЕД1= 5%, ЕД2 = 15%,
Критерием эффективностиинвестиций является положительное значение интегрального эффекта ПДС > 0.
При ЕД1 = 5%ΣПДС5%= 34 595 125,9 руб., при ЕД2 = 15 %ΣПДС15% = 31 586 854,1 руб.
Определениедисконтированной среднегодовой рентабельности инвестиций (индекс доходности) PI. 31 574 111,6
/>(10.21)
/> при ЕД1 = 5%;
/> при ЕД2 = 15%.
Критерий экономическойэффективности проекта по индексу доходности РI5% = 2,2 > 1 сохраняется при ЕД1 = 5%.
Внутренняя норма прибыли «е»(IRR).
/>(10.22)
/>
Значение внутренней нормырентабельности е = 16,5 % означает, что на строительство выгодно брать кредитыпод процент меньше расчетного значения 16,5 %.
Период возврата капитала(срок окупаемости проекта) равен году расчетного периода, после которогокумулятивная (нарастающим итогом) сумма чистой дисконтированной прибылипереходит из отрицательных значений через 0 в положительные значения. Срококупаемости проекта наступает на 8-м году расчетного периода. При этомсохраняется критерий эффективности капиталовложений.
/>/>/>/>/>11. СПЕЦИАЛЬНАЯЧАСТЬ
В специальной части мы будемрассчитывать электроснабжение школы. Выбор всей аппаратуры будем производить изпунктов (2.8.1, 2.6.2, 2.3.17, 2.3.22, 2.3.25) санитарных правил и норм.
В учебныхпомещениях предусматривается преимущественно люминесцентное освещение сиспользованием ламп: ЛБ, ЛХБ, ЛЕЦ. Для общего освещения учебных помещений иучебно — производственных мастерских следует применять люминесцентные светильникиследующих типов: ЛС002-2х40, ЛП028-2х40, ЛП0022х40, ЛП034-4x36, ЦСП-5-2х40.Могут использоваться и другие светильники по типу приведенных с аналогичнымисветотехническими характеристиками и конструктивным исполнением.
В учебных кабинетах, аудиториях, лабораториях уровни освещенности должнысоответствовать следующим нормам: на рабочих столах — 300 лк, на классной доске- 500 лк, в кабинетах технического черчения и рисования — 500 лк, в кабинетахинформатики на столах — 300 — 500 лк, в актовых и спортивных залах (на полу) — 200 лк, в рекреациях (на полу) — 150 лк.
Исходя изэтих требований производим расчет.
Расчетнагрузки в здании уроков труда.
В зданииуроков труда мы имеем 2 кабинета труда для мальчиков и 2 для девочек. Всянагрузка делится на осветительную и силовую. Так как в классах имеются довольномощные электроустановки, необходимо в непосредственной близости установитьщиток с автоматическими выключателями, из соображения безопасности.
В кабинетахтруда для мальчиков помимо освещения 16 светильников ЛП028-2х40, имеется 4токарных станка по металлу по 260 Вт, 2 настольных циркулярных станка по 1700Вт, 2 фрезерно – сверлильных станка по 260 Вт, 2 шлифовально полировочныхстанка по 160 Вт.
В кабинетахтруда для девочек помимо освещения 16 светильников ЛП028-2х40, имеется 1 плитаэлектрическая профессиональная на 15 кВт, 1 холодильный шкаф 450 Вт, 10 швейныхмашинок по 90Вт.
Освещение вкоридоре и санузлах 4 светильника ЛП028-2х40
На каждогопотребителя из соображений безопасности устанавливаем отдельный автоматическийвыключатель.
/>
/>
/>
/>
Выборавтоматических выключателей.
На каждыйстанок или бытовой прибор с высокой потребляемой мощностью, и кабинет ставимотдельный автоматический выключатель.
Токовуюотсечку автоматических выключателей рассчитываем из формулы 11.1.
/>(11.1)
/>
Выбираемавтомат ближайший по номиналу токовой отсечки. Для данной электропечи выбираемавтоматический выключатель Acti9 Ik60N 3П 63А C Schneider Electric. Трехфазный автоматическийвыключатель рассчитан на отсечку по току в 63 А.
По аналогиипроизводим расчёт остальных выключателей и сводим их в таблицу 11.1.
Таблица 11.1 Выбор автоматических выключателей№ Щитка Эл. Аппарат. Автоматический выключатель ОЩ 1 Циркулярный станок х1 6 А Токарный станок х2 2 А Фрезерно – сверлильный станок х1 2 А Шлифовально полировочный станок х1 1 А Освещение и розетки кабинета х1 10 А ОЩ 2 Циркулярный станок х1 6 А Токарный станок х2 2 А Фрезерно – сверлильный станок х1 2 А Шлифовально полировочный станок х1 1 А Освещение и розетки кабинета х1 10 А ОЩ 3 Эл. печь х1 63 А Коридор 2 А Раздевалка 10 А Каб. Труда. 10 А Каб. Труда (кухня) 10 А
Расчетнагрузки школы по первому этажу
Для освещениябольших залов школ, таких как спортивный зал, столовая разрешается использоватьЛампы ДРЛ 125 Вт. Расчет электроснабжения школыпроизводим аналогично зданию для уроков труда.
/>
Коридор искладское помещение подключаем на 1 автоматический выключатель.
/>
Остальныепомещения при спортивном зале: 2 раздевалки, 2 туалета, снарядную комнату икомнату для персонала также подключаем на однофазный автоматическийвыключатель.
/>
/>
Комната дляперсонала кухня и моечная подключена на 1 выключатель.
/>
Кухняснабжена пассивной вентиляцией и вытяжками.
На кухненаходятся 3 эл. печи мощностью по 15 кВт. Каждую печь подключаем на отдельныйтрехфазный автоматический выключатель.
/>
Холодильнаякомната и склад также подключены к 1 выключателю.
/>
Коридор навходе.
/>
/>
/>
/>
Так какучебные классы все одинаковые, то расчет будем производить только 1 раз наоднотипные кабинеты. Каждый кабинет подключается на 1 автоматическийвыключатель.
Кабинет 11,12, 13, 14, 15, 16, 18 однотипные.
/>
/>
Кабинеты 39 и40 также однотипные.
/>
Кабинет врачаснабжен фармацевтическим холодильником.
/>
Кабинетдиректора, секретаря директора и подсобка подключена на 1 автоматическийвыключатель.
/>
/>
По аналогиипроизводим расчёт выключателей по формуле 11.1 и сводим их в таблицу 11.2.
Таблица 11.2 Выбор автоматических выключателей№ Щитка Эл. Аппарат. Автоматический выключатель ОЩ 4 Спортзал 6 А Коридор и складское помещение 2 А Раздевалки, санузлы, снарядная, комната для персонала 6 А ОЩ 5 Столовая 6 А Печь 3х63 А Кухня, моечная, помещение для персонала 10 А Склад, холодильная комната 10 А ОЩ 6 Коридор 2 А Малый спорт зал 2 А Подсобное помещение 2 А ОЩ 7 Кабинет 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18 7х6 А Кабинет 17, подсобка 6 А Кабинет 19, 20 2х4 А Коридор 10 А Звонок, каб директора, секретарь директора 10 А
Расчетнагрузки школы по второму этажу.
/>
Так какучебные классы все одинаковые, то расчет будем производить только 1 раз наоднотипные кабинеты. Каждый кабинет подключается отдельный автоматическийвыключатель.
Кабинет 21,22, 23, 24, 25, 26 однотипные.
/>
/>
Кабинеты 29 и30 также однотипные.
/>
/>
Кабинет зубноговрача снабжен стоматологической установкой.
/>
Учительская.
/>
Компьютерныйкласс на 18 компьютеров мощностью 500 Вт. Компьютеры разбита на 3 группы,каждая из которых подключена к отдельному автоматическому выключателю.
/>
/>
По аналогиипроизводим расчёт выключателей по формуле 11.1 и сводим их в таблицу 11.3.
Таблица 11.3 Выбор автоматических выключателей№ Щитка Эл. Аппарат. Автоматический выключатель ОЩ 8 Коридор 10 А Кабинет 21, 22, 23, 24, 25, 26 6х6 А Библиотека 6 А Учительская 10 А Кабинет 29, 30 2х4 А Стоматологический кабинет 10 А ОЩ 9 Компьютер 6шт 3х16 А Освещение 6 А
Расчетнагрузки школы по третьему этажу.
/>
Так какучебные классы все одинаковые, то расчет будем производить только 1 раз наоднотипные кабинеты. Каждый кабинет подключается на 1 автоматическийвыключатель.
Кабинет 31,32, 33, 34, 35, 36 однотипные.
/>
/>
Кабинеты 39 и40 также однотипные.
/>
Кабинетпсихолога.
/>
Учительская.
/>
Компьютерныйкласс на 18 компьютеров мощностью 500 Вт. Компьютеры разбита на 3 группы каждаяиз которых подключена к отдельному автоматическому выключателю.
/>
/>
По аналогиипроизводим расчёт выключателей по формуле 11.1 и сводим их в таблицу 11.4.
Таблица 11.4 Выбор автоматических выключателей№ Щитка Эл. Аппарат. Автоматический выключатель ОЩ 10 Коридор 10 А Кабинет 31, 32, 33, 34, 35, 36 6х6 А Учительская 10 А Кабинет 39, 40 2х4 А Каб. психолога 6 А ОЩ 11 Компьютер 6шт 3х16 А Освещение 6 А
Общаямощность школы.
/>
Более точныйрасчет школы показал, что реальная потребляемая мощность данной школы на 4 % большеупрощенного расчета который мы делали в начале дипломного проекта.
В даннойглаве мы произвели расчет электрической части школы. Основная нагрузка школысостоит из освещения, печей столовой, станков здания для занятий трудом икомпьютерных классов. Помимо мощности потребителей мы рассчитали и выбралиавтоматические выключатели./>/>/>/>
12. ОХРАНА ТРУДА
Классификацииэлектрооборудования и электротехнических устройств трансформаторных подстанций
Электрическиемашины и аппараты, применяемые в электроустановках, должны обеспечивать какнеобходимую степень защиты их изоляции от вредногодействия окружающей среды, так и необходимую безопасность в отношении пожараили взрыва вследствие какой-либо их неисправности [4].
Существуетследующие классификации видов исполнения электрооборудования (электрическихустройств): общего назначения; специальное (тропического исполнения,холодостойкое, влагостойкое, химически стойкое); открытое (незащищенное отприкосновения к движущимся и токоведущим частям); защищенное (от случайногоприкосновения к его движущемся и токоведущим частям и от случайного попаданиявнутрь посторонних предметов и пыли); водозащищенное, брызгозащищенное,каплезащищенное, пылезащищенное; закрытое (защищенное злектороборудование,выполненное так, что возможность сообщения между его внутренним пространством иокружающей средой может иметь место только через не плотности соединения междучастями электрооборудования или через отдельные небольшие отверстия); герметичное(защищенное, выполненное так, что исключена возможность сообщения между еговнутренним пространством и окружающей средой); взрывозащищенное (электрооборудование,в котором предусмотрины конструктивные меры для устранения или затруднениявозможности воспламенения окружающей взрывоопасной среды).
Электрооборудованиеи электротехнические устройства подразделяются по напряжению — до 1000 В и выше1000 В и по применению — для наружной и внутренней установки.
Электрооборудованиепожароопасных помещений
Впожароопасных помещениях всех классов следует применять только защищенныеэлектропроводки (кабели марок ВРГ, АВРГ, или провода АПРВ, АПВ и АПРТО втонкостенных стальных трубках). Допускается открытая прокладка изолированныхпроводов на изоляторах, но при условии их удаления от мест скопления горючихматериалов и невозможности механического повреждения (например, на недоступнойвысоте). Допускается применение алюминиевых проводов только при условиинадежного их соединения сваркой, пайкой или опрессовкой. Соединительные иответвительные коробки должны быть пылезащищенного исполнения.
Сооружениераспределительных устройств напряжением выше 1000 В в пожароопасных помещенияхне рекомендуется, но при необходимости допускается при условии применения щитови шкафов в закрытом исполнении.
Проектированиеи монтаж электрооборудования напряжением до 1000 В пожароопасных установокследует вести в соответствии с инструкцией ВСН 294-72, утвержденнойМинмонтажспецстроем России, которая согласована с Госэнергонадзором и ГУПО МВДРоссии. В этой инструкции даны указания по монтажу электропроводок, оконцеваниюи соединению жил проводов и кабелей, монтажу электродвигателей, пусковойаппаратуры, светильников, крановых устройств, токопроводов, заземления.
Причинапожаров в электроустановках
Впроцессе получения, транспортировки и преобразования электрической энергии вмеханическую, тепловую и другие виды энергии в результате аварии, ошибочныхдействий и халатности обслуживающего персонала возможно появление источниковзажигания, природа которых основана на тепловом проявлении электрического тока.Так, из статистики пожаров следует, что пожары связанные с эксплуатациейэлектроустановок, происходит главным образом от КЗ; от нарушения правилэксплуатации электронагревательных приборов; от перегрузки электродвигателей иэлектрических сетей; от образования больших местных переходных сопротивлений;от электрических искр и друг.
Короткиезамыкания представляют наибольшую пожарную опасность.
При КЗ вместах соединения проводов сопротивление практически равно нулю, в результатечего ток, проходящий по проводникам и токоведущим частям аппаратов и машин,достигает больших значений. Токи КЗ на несколько порядков превышают номинальныетоки проводов и токоведущих частей и достигают сотен и тысяч ампер. Такие токимогут не только перегреть, но и воспламенить изоляцию, расплавить токоведущиечасти и провода. Плавление металлических деталей машин и аппаратовсопровождается обильным разлетом искр, которые в свою очередь способнывоспламенить близко расположенные горючее вещества и материалы, послужитьпричиной взрыва.
Короткиезамыкания в электроустановках возникают по разным причинам. Чаще всего онибывают из-за отказа электрической изоляции вследствие ее старения и отсутствияконтроля за ее состоянием.
Неправильнаяэксплуатация электроустановок неизбежно ведет к возникновению пожаров,поскольку либо не выполняются условия по предотвращению непредусмотренногоаккумулирования выделяющегося тепла, либо не соблюдаются пожаробезопасныерасстояния до горючих материалов (например, при эксплуатации нестандартныхэлектронагревательных приборов для обогрева помещений), либо игнорируетсячеткие технические указания по режиму работы.
Способыи средства тушения пожаров в электроустановках
Подтушением пожаров понимаются действия отдельных людей, подразделений пожарнойохраны и придаваемых им сил или работа автоматических установок пожаротушения сцелью прекращения горения.
Прекращениягорения может быть достигнуто различными путями:
— охлаждением зоны горения или горящего вещества;
— снижением скорости реакции окисления за счет разбавления реагирующих веществ;
— изоляция горящего вещества от зоны горения;
— химическим торможением реакции окисления (горения).
Реакцияперечисленных способов может быть достигнута сочетанием огнетушащих итехнических средств или только техническими средствами.
Выборогнетушащего средства для прекращения горения зависит от обстановки на пожаре иопределяется:
— свойствами и состоянием горящего материала;
— видомпожара (на открытом пространстве, в ограниченном объеме);
— условиями тепло- и газообмена на пожаре;
— параметрами пожара (площадью горения, температурой и т. п.);
— условиями проведения работ по прекращению горения (например, наличием илиотсутствием непосредственной угрозы лицам, осуществляющим подачу средств тушения);
— наличием и количеством огнетушащих средств;
— эффективностью огнетушащего средства.
Практическивсе огнетушащие средства характеризуются комплексным взаимодействием, т. е.одновременно производят, например, охлаждение горящего материала и разбавлениязоны горения. Однако прекращение горения достигается одним из применяемыхспособов, а остальные только способствуют прекращению горения. Это определяетсясоотношением свойств огнетушащего средства и горящего материала. Например,воздушно-механическая пена при тушении легковоспламеняющихся жидкостей охлаждаетверхний слой жидкости и одновременно изолирует ее зоны горения. Однако основнымпроцессом, приводящим к прекращению горения, например, бензина, являетсяизоляция, поскольку пена с температурой 5-15°С не может охладить бензин нижетемпературы его вспышки (минус 35°С). В зависимости от основного процесса,приводящего к прекращению горения, наиболее распространенными способами средивыше перечисленных групп являются:
— способы охлаждения — охлаждения конденсированной фазы сплошными струями воды,охлаждение распыленными струями воды, охлаждение путем перемешивания горючихматериалов;
— способы разбавления — разбавление газовой и конденсированной фазой (твердой,жидкой) струями тонко распыленной воды, разбавление горючих жидкостей водой,разбавление негорючими газами или водяным паром;
— способы изоляции — изоляция слоем пены различной кратности, изоляция слоемогнетушащего порошка;
— способы химического торможения реакции горения — с помощью огнетушащих порошковили галоидопроизводных углеводов.
Вкачестве примера можно привести способы тушения натрия, который можетиспользоваться как теплоноситель. Основными из них являются: самотушение вотносительно герметичных помещениях; тушение порошковым составом (глинозем);тушение в поддонах с гидрозатвором; слив натрия в аварийные емкости исамотушения натрия в них.
Тушениенатрия в относительно герметичных помещениях осуществляется с подачей азота ибез его подачи. Азот подается от насосной станции и хранится и хранится вресиверах под повышенным давлением. Включение системы, как правило,осуществляет оператор. В помещения, где утечка натрия незначительна, подачаазота не производится. Для тушения также используются порошковые составы(техническая окись алюминия — глинозем), которые подаются по трубопроводам поддавлением азота, поступающего из ресиверов. Выброс порошка происходит вблизивозможных мест протечек натрия.
Принциптушения натрия в поддонах заключается в том, что пролившийся теплоносительстекает по наклонным плоскостям поддона и попадает в сливное устройство, вкотором устраивается гидрозатвор, где горение натрия прекращается из-запредотвращения попадания воздуха внутрь поддона. Избыточное давление,образуется внутри поддона за счет термического разрешения воздуха и уменьшениясвободного объема при стекании в него металла, сбрасывается через отверстие,расположенное в верхней части поддона.
Привозможности пролива большого количества натрия применяют способ его слива ваварийные емкости. Полы помещений, из которых сливается натрий, могутоблицовываться сталью и должны иметь сливные тралы, в сторону которыхвыполняется уклон пола. Трап может закрываться легкоплавким покрытием иметаллической решеткой.
Краткоостановимся на основных средствах тушения пожаров в электроустановках,находящихся на элеваторе.
Вода — наиболее распространенное и достаточно эффективное огнетушащее средство. Имеявысокую теплоемкость — 4,19 Дж/(кг х град) — при нормальных условиях, онаобладает хорошими охлаждающими свойствами.
При попаданииводы на горящее вещество некоторое ее количество испаряется и превращается впар (из 1 л воды образуется 1700 л пара), разбавляя реагирующие вещества.Обладая высокой теплотой парообразования (около 2260 Дж/кг), вода отнимает отзоны горения большое количество тепла, т.е. наблюдается охлаждающий эффект.
Водаимеет высокую термическую стойкость. Только при температуре выше 1700°С ее парыразлагаются на водород и кислород. Поэтому тушение водой большинства твердыхматериалов и горючих жидкостей безопасно, поскольку температура при их горениине превышает 1300°С.
Наибольшийогнетушащий эффект достигается при подаче воды в распыленном состоянии.Применение растворов смачивателей, снижающих поверхностное натяжение воды,позволяет уменьшить расход воды при тушении некоторых материалов на 30 — 50%.
Огнетушащиепорошковые составы (ОПС) используются для прекращения горения твердых, жидких игазообразных веществ и подразделяются на четыре группы. К первой относитсясоставы на основе карбонатов натрия или калия — типа ПС, ко второй на основесиликагеля — типа СИ, к третьей -на основе различных флюсов (хлоратов металлов)- типа ВИ, к четвертой составы на основе фосфорно-аммонийных солей — типа ПФ.
Порошковыесоставы не электропроводны, не корродируют металлы и не токсичны, заисключением порошков типа СИ, которые обладают слабой токсичностью икоррозийной активностью. Недостатком ОПС является их способность к слеживанию(комкованию), что затрудняет хранение, особенно длительное, а также подачу взону горения. Слеживаемость зависит от степени дисперсности и влажностипорошка. Влажность ОПС не должна быть более 0,5 %.
Порошковымисоставами тушат по поверхности и по объему зоны горения. При тушении ОПС поповерхности огнетушащий эффект заключается в основном в изоляции горящейповерхности от доступа воздуха, а при объемном тушении — в ингибирующемдействии порошка, заключающимся в обрыве цепей реакции горения.
Порошковыесоставы обладают избирательной огнетушащей способностью. Так, составы типа ПСэффективно используются для тушения натрия. Порошки типа ПСБ и ПФ имеют общееназначение: ими тушат жидкости, газы, электрооборудование, двигатели и т. д.
Необходимымусловием для прекращения горения при тушении порошком по поверхности являетсяпокрытие поверхности слоем ОПС определенной толщины, обычно не превышающей 2 см. Удельный расход ОПС зависит от вида горящего материала и условий его горения.
Дляпрекращения горения при объемном тушении необходимо создать в течениинескольких секунд во всей зоне горения такую концентрацию порошка, при которойповерхность порошка обеспечит требуемую скорость подавления активных центровреакции горения. Это достигается введением порошка с требуемой интенсивностью иравномерным его распределением по всей зоне горения. Например, при горении вразлившемся состоянии (на бетоне, асфальте, металле) трансформаторного маслаудельный расход порошка ПС составляет 0,36кг/м2 при расчетномвремени подачи для тушения 30 с.
Опасныефакторы при пожарах в электроустановках
Припожарах в электроустановках может наблюдаться воздействие на людей следующихопасных факторов: открытого огня и искр; повышенной температуры воздуха,оборудования и т. п., токсичных продуктов горения или термического разложения;дыма и как следствие — снижение видимости; пониженной концентрации кислорода;обрушение конструкции, элементов оборудования и зданий; взрыва; высокогонапряжения.
При этомхарактерно одновременное воздействие на человека тепловых потоков и продуктовгорения, что приводит, например, к более быстрому развитию токсичного эффекта иповышению чувствительности организма к воздействию токсичных продуктов горенияили термического разложения веществ и материалов. Кроме того, отравление некоторымитоксикантами, например окислами азота, может способствовать дополнительномуперегреванию организма человека. При пожарах в электроустановках образуются такиетоксиканты, как окись СО и двуокись CO2углерода, хлористый водород HCl,цианистый водород HCN, сероводород H2S, аммиак NH3, окислы азота NO2 и др., что создает опасность отравления людей.Физические нагрузки, переносимые человеком во время тушения пожара, усиливаютдействие указанных токсикантов, влияя на физиологические процессы в том же направлении,что и повышенная температура.
Воздух,который вдыхает человек, состоит в основном из смеси двух газов: азота (79%) икислорода (21%), а выдыхаемый — из азота (79%), кислорода (17%) и двуокисиуглерода (4%). Часть вдыхаемого кислорода остается в легких человека и идет наокисление углерода. При пожаре во вдыхаемом воздухе содержится окись углерода ипоэтому даже при достаточном количестве кислорода у человека может возникнутькислородная недостаточность. Считается, что снижение концентрации кислорода ввоздухе до 14% становится опасным жизни человека.
Дым,выделяющийся при горении различных веществ и материалов (горючих жидкостей,изоляции проводов и кабелей и т. п.), лишает человека возможностиориентироваться, а достижение критической величины по плотности задымленияпомещения означает, что видимость на определенном расстоянии от человекапотеряна и он не способен самостоятельно эвакуироваться, т. е. пройтизадымленный участок до эвакуационного выхода или безопасной зоны. В целомсуществует вероятность эвакуации при концентрации дыма, превышающей критическоезначение, когда человек, продвигается в задымленной среде на ощупь, рано илипоздно обнаруживает выход из помещения. Однако, как показали исследованияповедения людей в случае пожара, 43% всех погибших при пожаре погибли именноиз-за того, что не смогли покинуть помещение ввиду его сильной задымленности,т. е. не смогли преодолеть сильно задымленный участок. Даже в случае, когдалюди хорошо знали планировку здания и расположение эвакуационных выходов изпомещения, они решались преодолеть задымленную зону не более 15 м. Установлено также, что человек чувствует себя в опасности, если видимость менее 10м.
Тепло,выделяющееся при горении веществ и материалов, может вызвать ожоги кожи илитепловой удар, нарушающие нормальное тепловое состояние организма, что можетпривести к смертельному исходу. Температурные области, не соответствующиеусловиям теплового комфорта, можно разделить на три зоны. В первойтемпературной зоне (20 — 60°С)организм способен компенсировать неблагоприятноевоздействие тепловой нагрузки, т. е. сохранять тепловой баланс за счетрасширения кровеносных сосудов и потоотделения и поддерживать такое устойчивоесостояние в течении нескольких часов. Во второй температурной зоне (60 — 120°С)воздействие тепловой нагрузки не компенсируется и тепловой баланс организманарушается. Происходит интенсивное накопление организмом тепла. В третьейтемпературной зоне (выше 120°С) тепловые нагрузки настолько велики, что их воздействиевызывает болевые ощущения, если же оно продолжительно, то возникают ожоги.Зарубежными исследованиями установлено, что предельной для организма человекаявляется температура окружающей среды, равная 149°С. При наличии влаги ввоздухе такая температура приводит к мгновенному поражению дыхательных путей.Пределом переносимой тепловой нагрузки считают 130-134 кДж кг"1(31-32 ккал Кг"1). Реальную опасность для человека представляетлучистый тепловой поток, интенсивность которого более 550 Вт X м'2. Ориентировочно можносчитать, что среднеобъемная температура воздуха в помещении порядка 70°Спредставляет опасность для жизни человека, тем более что следует принимать вовнимание воздействие других опасных факторов (дыма, токсичных продуктовгорения). Вышеперечисленное предопределяет необходимость принятия мер попредотвращению воздействия на людей опасных факторов пожара. Особенно этокасается защиты органов дыхания людей, принимающих участие в тушении крупныхили развившихся пожаров./>/>/>/>/>/>/>/>/>
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дипломнаяработа выполнена в полном объёме в соответствии с заданием на дипломноепроектирование. Тема дипломной работы является актуальной дляэлектрообеспечения городов, тесно связана с вопросами эксплуатацииэлектроэнергетической системы города и отвечает требованиям по энергосбережениюв электроэнергетике.
Дипломнаяработа состоит из двенадцати разделов. В первой (электротехнической) частидипломной работы определены электрические нагрузки для района города снаселением 15 тысяч жителей.
Врезультате разработки электрической части дипломной работы установлено, что дляэлектрообеспечения района города с населением 15 тыс. жителей, ссоответствующим количеством общественных коммунальных учреждений и промышленныхпредприятий. После понижения напряжения в ГПП с 220 кВ на 10кВ вся нагрузка приблизительно равномерно распределяется по 7 ТП-10/0,4, вкаждой из которых устанавливается по два трансформатора типа ТМ мощностью от400 до 1000 кВА каждый.
Произведёнрасчёт и определены сечения и марки кабелей, подходящих к ТП-10/0,4 и сечениепроводов ВЛ-0,4 кВ. Рассчитана распределительная сеть 0,38 кВ для школы.Выполнен расчёт токов короткого замыкания согласно заданию, выбраны и провереныкоммутационные и защитные аппараты для питающих и распределительных сетей.
В целом всепоставленные задачи в электрической части дипломного проекта на тему «Реконструкция системыэлектроснабжения жилого микрорайона г. Холмска»
кабель сеть замыкание коммутационный
/>/>/>/>СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Бабурова, Л.И.,Зенова, И.М., Методические указания по выполнению экономической частидипломного проекта на тему «Электрообеспечение района города» дляспециальности 7.090.603 «Электрические системы электропотребления» /Л.И. Бабурова, И.М. Зенова — Севастополь: СНИЯЭиП, 2004.
2. Коноплёв, К.Г.Руководство по выполнению электрической части дипломных проектов по тематике «Электрообеспечениерайона города». / К.Г. Коноплёв – Севастополь, СНИЯЭиП, 2002. – 84 с.
3. Основы техникирелейной защиты / М.А. Беркович, В.В. Молчанов, В.А. Семенов. – 6-е изд.,перераб и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 376 с.
4. Патрикеев, Л.Я.Фомин, А.М. Куликова, Н.А. Электробезопасность. / Л.Я. Патрикеев, А.М. Фомин,Н.А. Куликова — Севастополь, СНИЯЭиП, 2002.
5. Порошенко, А.Г.Проектирование электроснабжения с применением ПЭВМ. Учебное пособие / А.Г.Порошенко, — Барнаул: изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 1994. – 162 с.
6. Пособие к курсовомуи дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей вузов: Уч.пособие для студентов электроэнергет. спец. вузов, 2-е изд., перераб. и доп. / В.М.Блок,Г.К. Обушев и др.; Под ред. В.М. Блок. – М.: Высш.шк., 1990. – 383с.: ил.
7. Родина, Г.Е.Экономические и организационные вопросы разработки варианта электроснабженияобъекта: Методические указания к выполнению дипломных работ конструкторско-технологическогохарактера для студентов специальности 1004 всех форм обучения / Г.Е. Родина — Алт.политехн. ин-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Б.И., 1990. – 35 с.
8. Федоров, А.А.,Стракова, Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования поэлектроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. / А.А.Федоров, Л.Е. Стракова – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.: ил.
9. Федоров, А.А.Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. В двух томах. М., / А.А.Федоров — «Энергия». — 1972.
Приложение 1
Удельные расчетные нагрузки потребителейНаименование
/>
/>
/>(кВт)
/>
М1 0,8 0,75 0,25
10 м2
М2 0,82 0,7 0,23
6 м2
М3 0,8 0,75 0,25
25 м2
М4 0,8 0,75 0,25
25 м2
М5 0,8 0,75 0,25
75 м2
М6 0,8 0,75 0,25
50 м2
М7 0,8 0,75 0,25
120 м2
М8 0,9 0,48 0,16
200 м2
М9 0,8 0,75 0,25
50 м2
М10 0,8 0,75 0,25
15 м2
М11 0,82 0,7 0,23
6 м2
М12 0,8 0,75 0,25
25 м2
П1(парикм) 0,97 0,25 1,5 2 раб.м
П2 0,97 0,25 1,5 2 раб.м Почта 0,9 0,48 0,5 10 раб.м Дом (6 кв.) 0,98 0,2 5,1 6 кв. Дом (20 кв.) 0,98 0,2 2,467 20 кв. Дом (32 кв.) 0,98 0,2 2,075 32 кв. Дом (39 кв.) 0,98 0,2 1,97 39 кв. Дом (40 кв.) 0,98 0,2 1,95 40 кв. Дом (58 кв.) 0,98 0,2 1,725 58 кв. Дом (60 кв.) 0,98 0,2 1,7 60 кв. Дом (80 кв.) 0,98 0,2 1,6 80 кв. Дом (114 кв.) 0,98 0,2 1,48 114 кв. Дом (119 кв.) 0,98 0,2 1,47 119 кв. Дом (120 кв.) 0,98 0,2 1,47 120 кв. СОШ 0,935 0,38 0,25 450 чел Д/сад 0,97 0,25 0,46 300 чел
Приложение 2
Нагрузка электроприемниковНаименование Р, кВт Q, кВАр S, кВА
М1 2,5 1,87 3,125
М2 1,38 0,966 1,69
М3 6,25 4,69 7,8
М4 6,25 4,69 7,8
М5 18,25 14,06 23,44
М6 12,5 9,375 15,635
М7 30 22,5 37,5
М8 32 15,36 35,49
М9 12,5 9,375 15,635
М10 3,75 2,8 4,69
М11 1,38 0,966 1,69
М12 6,25 4,69 7,8
П1(парихм) 3 0,75 3,09
П2 3 0,75 3,09 Почта 5 2,4 5,55 Дом (6 кв.) 30,6 6,12 31,21 Дом (20 кв.) 49,34 9,868 50,32 Дом (32 кв.) 66,4 13,28 67,72
Дом (39 кв.)(д5) 79,83 16,12 81,44
Дом (39 кв.)(д6) 83,08 20,058 85,47 Дом (40 кв.) 78 15,6 79,55
Дом (58 кв.)(д1;2) 109,78 25,398 112,68 Дом (60 кв.) 102 20,4 104,02 Дом (80 кв.) 128 25,6 130,55
Дом (114 кв.)(д3) 187,76 47,817 193,5
Дом (119 кв.)(д4) 178,34 35,82 181,9 Дом (120 кв.) 176,64 35,328 180,14 СОШ 255 85,5 240,697 Д/сад 138 34,5 142,25
Приложение 3
Расчет сечения кабелей до 1 кВ№Ж.д.
/>(кВт)
/>(А)
/>(А)
/>(А)
/>(%)
/>(кВт)
/>(мм2)
/>(м) 1 176,64 130,08 260 217 1,73 2,8 95 85 2 49,34 36,3 72,67 60,03 2,7 1,23 16 80
М2 1,38 2,43 4,86 3,74 0,49 4,94 10 90 3 128 94,26 188,52 157,63 2,1 2,43 50 75 4 78 57,44 114,88 98,05 0,68 0,49 25 20 5 78 57,44 114,88 98,05 0,51 0,37 25 15 6 78 57,44 114,88 98,05 2,73 1,96 25 80 7 78 57,44 114,88 98,05 0,51 0,37 25 15 8 8 57,44 114,88 98,05 2,05 1,5 25 60 9 78 57,44 114,88 98,05 3,76 2,7 25 110
М1 2,5 4,51 9,02 6,9 0,08 2,84 10 15 10 102 75,11 150,22 125,61 4,47 4,22 35 140 11 102 75,11 150,22 125,61 5,11 4,82 35 160 12 02 75,11 150,22 125,61 3,99 3,77 35 125 13 49,34 36,33 72,67 60,76 4,05 1,84 16 12 14 49,34 36,33 72,67 60,76 4,05 1,84 16 12 15 30,6 45,07 45,07 34,67 4,61 1,3 16 11 16 176,64 130,08 260,16 217,58 0,51 0,83 95 25 17 109,78 81,68 163,35 136,58 2,06 2,14 35 60 18 30,6 45,07 45,07 34,67 4,5 1,28 25 170 19 30,6 45,07 45,07 34,67 4,61 1,3 16 110 20 30,6 45,07 45,07 34,67 5,06 1,44 25 190 21 30,6 45,07 45,07 34,67 5,36 1,51 25 200 22 176,64 130,08 260,16 217,53 0,81 1,32 95 40 23 49,34 36,33 72,67 60,76 1,35 0,61 16 40 24 49,34 36,33 72,67 60,76 1,69 0,77 16 50 25 102 75,11 150,22 125,61 3,19 3,01 35 100 26 176,64 130,08 260,16 217,53 2,04 3,31 95 100 Дсад 138 102,67 205,35 171,69 2,52 3,27 70 116 27 49,34 36,33 72,66 60,76 1,01 0,46 16 30 28 102 75,11 150,22 125,61 0,48 0,45 35 15 29 49,34 36,33 72,66 60,76 1,18 0,54 16 35 30 49,34 36,33 72,66 60,76 1,52 0,69 16 45 31 102 75,11 150,22 125,61 2,55 2,41 35 80 32 102 75,11 150,22 125,61 3,03 2,86 50 95 33 176,64 130,08 260,16 217,5 1,02 1,65 95 50 34 102 75,11 150,22 125,61 2,87 2,71 35 90 35 49,34 36,33 72,66 60,76 4,7 2,15 16 140 36 176,64 130,08 260,16 217,53 0,31 0,49 95 15 37 187,76 139,69 279,39 233,6 0,87 1,53 95 40 38 178,84 131,33 262,66 219,62 0,82 1,35 95 40 39 176,64 130,08 260,16 217,53 2,04 3,31 95 100
М8 37 29,67 59,34 49,61 5,06 2,1 16 200 Почта 5 4,01 8,02 6,7 0,03 1,49 10 5 40 102 75,11 150,22 125,61 5,74 5,4 35 180 41 176,64 130,08 260,16 217,53 1,63 2,65 95 80 42 102 75,11 150,22 125,61 4,47 4,2 50 200 43 102 75,11 150,22 125,61 4,91 4,62 50 220 44 78 57,44 114,88 96,5 4,9 3,44 25 140 45 102 75,11 150,22 125,61 2,87 2,7 35 90 46 102 75,11 150,22 125,61 0,48 0,45 35 15 47 102 75,11 150,22 125,61 0,64 0,6 35 20 48 102 75,11 150,22 125,61 2,87 2,7 35 90 Сош 225 173,67 347,34 290,42 0,66 1,49 150 40
М6 42,5 76,68 76,68 58,98 5,96 3,49 25 160
М7 12,5 22,55 22,55 17,35 1,37 0,24 10 50 49 102 75,11 150,22 125,61 5,11 4,3 35 160 50 49,34 36,33 72,66 60,76 4,73 2,15 16 140 51 78 57,44 114,68 96,05 4,78 3,44 25 140 52 49,34 36,33 72,66 60,76 4,22 1,92 16 125 53 78 57,44 114,68 96,05 3,76 2,7 25 110 54 49,34 36,33 72,66 60,76 3,38 1,54 16 100 55 83,08 61,81 123,62 103,35 3,28 2,56 25 90 56 102 75,11 150,22 125,61 2,39 2,26 35 75 57 49,34 36,33 72,66 60,76 2,87 1,3 16 85 58 49,34 36,33 72,66 60,76 2,87 1,3 16 85 59 49,34 36,33 72,66 60,76 2,7 1,23 16 80 60 49,34 36,33 72,66 60,76 2,53 1,15 16 75 61 102 75,11 150,22 125,61 1,6 1,51 35 50 62 78 57,44 114,88 96,05 2,39 1,72 25 70 63 78 57,44 114,88 96,05 1,71 1,23 25 50 64 49,34 36,33 72,66 60,76 1,86 0,85 16 55 65 49,34 36,33 72,66 60,76 2,03 0,92 16 60 66 49,34 36,33 72,66 60,76 1,69 0,77 16 50 67 78 57,44 114,88 96,05 1,71 1,23 25 50 68 66,4 48,9 97,8 81,77 2,5 1,53 16 55 69 66,4 48,9 97,8 81,77 5,68 3,48 16 125 70 66,4 48,9 97,8 81,77 4,54 2,78 16 100 71 49,34 36,33 72,66 60,76 3,04 1,38 16 90 72 78 57,44 114,88 96,05 4,8 3,46 25 90 73 49,34 36,33 72,66 60,76 3,38 1,54 16 100 74 49,34 36,33 72,66 60,76 3,55 1,61 16 105 75 49,34 36,33 72,66 60,76 3,71 1,69 16 110 76 49,34 36,33 72,66 60,76 3,88 1,77 16 115 77 102 75,11 150,22 125,61 2,55 2,41 35 80 78 49,34 36,33 72,66 60,76 4,73 2,15 16 140 79 49,34 36,33 72,66 60,76 5,23 2,38 16 155 80 49,34 36,33 72,66 60,76 5,91 2,69 16 175 81 49,34 36,33 72,66 60,76 4,21 1,92 25 195 82 49,34 36,33 72,66 60,76 4,54 2,1 25 210
М9 12,5 22,55 22,55 17,35 3,76 0,65 16 220
М10 3,75 6,77 6,77 5,2 1,56 0,08 10 190
М11 1,38 2,43 2,43 1,87 0,24 4,39 10 80
Приложение 4
Сопротивления прямой и обратной последовательности 0,4 кВ 1 Кабель 2 Кабеля 1 Кабель 2 Кабеля L, м
S, мм2 №
R1, Ом
X1, Ом
R1, Ом
X1, Ом
R0, Ом
X0, Ом
R0, Ом
X0Ом ТП1
Д1 0,03 0,007 0,014 0,003 0,11 0,07 0,055 0,033 85 95
Д2 0,16 0,008 0,078 0,004 0,62 0,08 0,31 0,041 80 16
Д3 0,05 0,006 0,023 0,003 0,19 0,06 0,043 0,031 75 50
Д4 0,02 0,002 0,012 0,001 0,09 0,02 0,05 0,009 20 25
Д5 0,02 0,001 0,09 0,001 0,07 0,01 0,037 0,07 15 25
Д6 0,1 0,007 0,05 0,004 0,39 0,07 0,198 0,036 80 25
Д7 0,02 0,001 0,009 0,001 0,07 0,01 0,037 0,07 15 25
Д8 0,07 0,005 0,037 0,003 0,29 0,05 0,179 0,027 60 25
Д9 0,14 0,01 0,068 0,005 0,55 0,01 0,273 0,05 110 25
М1 0,28 0,01 0,014 0,005 1,12 0,01 0,558 0,05 90 10
М2 0,05 0,002 0,023 0,001 0,19 0,02 0,093 0,01 15 10 ТП2
Д10 0,12 0,012 0,062 0,006 0,5 0,12 0,249 0,06 140 35
Д11 0,14 0,014 0,071 0,007 0,57 0,14 0,285 0,07 150 35
Д12 0,11 0,011 0,056 0,005 0,45 0,11 0,223 0,054 125 35
Д13 0,23 0,012 0,116 0,006 0,93 0,12 0,466 0,061 120 16
Д14 0,23 0,012 0,116 0,006 0,93 0,13 0,466 0,061 120 16
Д15 0,21 0,011 0,213 0,011 0,85 0,11 0,427 0,056 110 16
Д16 0,01 0,002 0,004 0,011 0,03 0,02 0,016 0,01 25 95
Д17 0,05 0,005 0,027 0,003 0,21 0,05 0,107 0,026 60 35
Д18 0,21 0,15 0,211 0,015 0,84 0,15 0,422 0,077 170 25
Д19 0,21 0,011 0,213 0,011 0,85 0,11 0,427 0,056 110 16
Д20 0,24 0,017 0,24 0,017 0,94 0,17 0,471 0,086 190 25
Д21 0,25 0,018 0,248 0,018 0,99 0,18 0,496 0,091 200 25
Д22 0,01 0,003 0,007 0,002 0,05 0,03 0,026 0,016 40 95
Д23 0,08 0,004 0,039 0,002 0,31 0,04 0,155 0,02 40 16
Д24 0,1 0,005 0,059 0,003 0,39 0,05 0,194 0,026 50 16
Д25 0,09 0,009 0,045 0,004 0,36 0,09 0,178 0,044 10 35
Д26 0,03 0,008 0,016 0,004 0,13 0,08 0,065 0,039 10 95 Д.с. 0,05 0,009 0,026 0,005 0,21 0,09 0,103 0,046 116 70 ТП3
Д27 0,06 0,003 0,029 0,002 0,23 0,03 0,116 0,015 30 30
Д28 0,01 0,001 0,07 0,001 0,05 0,01 0,027 0,007 15 15
Д29 0,07 0,004 0,034 0,002 0,27 0,04 0,136 0,018 35 35
Д30 0,09 0,005 0,044 0,002 0,35 0,05 0,175 0,023 45 45
Д31 0,07 0,007 0,036 0,003 0,28 0,07 0,142 0,035 80 80
Д32 0,08 0,008 0,042 0,003 0,34 0,08 0,169 0,041 95 95 ТП4
Д33 0,02 0,04 0,008 0,002 0,07 0,04 0,033 0,02 95 35
Д34 0,08 0,008 0,04 0,004 0,32 0,08 0,16 0,039 35 16
Д35 0,27 0,014 0,136 0,007 1,09 0,14 0,54 0,071 16 95
Д36 0,01 0,001 0,002 0,001 0,2 0,01 0,01 0,006 95 95
Д37 0,01 0,003 0,007 0,002 0,5 0,03 0,026 0,016 95 95
Д38 0,01 0,003 0,007 0,002 0,5 0,03 0,026 0,016 95 95
Д39 0,03 0,008 0,016 0,004 0,13 0,08 0,065 0,039 95 16
М8 0,39 0,002 0,194 0,01 1,55 0,2 0,78 0,102 16 10 Поч 0,02 0,001 0,008 0,001 0,06 0,006 0,031 0,003 10 5 ТП5
Д40 0,16 0,02 0,08 0,008 0,64 0,16 0,32 0,078 35 180
Д41 0,03 0,01 0,013 0,003 0,1 0,06 0,052 0,031 95 80
Д42 0,12 0,02 0,062 0,008 0,5 0,16 0,25 0,083 50 200
Д43 0,14 0,02 0,068 0,009 0,55 0,18 0,37 0,091 50 220
Д44 0,17 0,013 0,087 0,006 0,69 0,13 0,35 0,064 25 140
Д45 0,08 0,008 0,04 0,04 0,32 0,08 0,16 0,039 35 90
Д46 0,01 0,001 0,007 0,001 0,05 0,01 0,03 0,007 35 15
Д47 0,02 0,002 0,009 0,001 0,07 0,02 0,04 0,009 35 20
Д48 0,08 0,008 0,04 0,004 0,32 0,08 0,16 0,039 35 90
М6 0,2 0,015 0,198 0,015 0,79 0,15 0,39 0,073 25 160
М7 0,16 0,006 0,155 0,006 0,62 0,06 0,31 0,028 10 50 СОШ 0,01 0,004 0,004 0,001 0,03 0,03 0,02 0,015 150 40 ТП 6
Д49 0,16 0,016 0,08 0,008 0,64 0,16 0,32 0,078 35 160
Д50 0,27 0,014 0,136 0,007 1,09 0,14 0,54 0,071 16 140
Д51 0,17 0,013 0,087 0,006 0,69 0,13 0,35 0,064 25 140
Д52 0,24 0,013 0,121 0,006 0,97 0,13 0,49 0,064 16 125
Д53 0,14 0,01 0,068 0,005 0,55 0,1 0,27 0,05 25 110
Д54 0,19 0,01 0,097 0,005 0,78 0,1 0,39 0,051 16 100
Д55 0,11 0,008 0,056 0,004 0,45 0,08 0,22 0,041 25 90
Д56 0,07 0,007 0,033 0,003 0,27 0,07 0,13 0,033 35 75
Д57 0,16 0,009 0,082 0,004 0,66 0,9 0,33 0,043 16 85
Д58 0,16 0,009 0,082 0,004 0,66 0,9 0,33 0,043 16 85
Д59 0,16 0,008 0,078 0,004 0,62 0,08 0,62 0,08 16 80
Д60 0,15 0,008 0,073 0,004 0,58 0,08 0,58 0,08 16 75
Д61 0,04 0,004 0,022 0,002 0,18 0,04 0,18 0,04 35 50
Д77 0,07 0,007 0,036 0,003 0,28 0,07 0,28 0,07 35 80
Д78 0,27 0,014 0,136 0,007 1,09 0,14 1,09 0,14 16 140
Д79 0,3 0,016 0,15 0,008 1,2 0,16 1,2 0,16 16 155
Д80 0,34 0,018 0,17 0,009 1,36 0,18 1,36 0,18 16 175
Д81 0,24 0,018 0,121 0,009 0,97 0,18 0,97 0,18 25 195
Д82 0,26 0,019 0,13 0,01 1,04 0,19 1,04 0,19 25 210 ТП7
Д62 0,09 0,006 0,043 0,003 0,35 0,06 0,17 0,03 25 70
Д63 0,06 0,005 0,051 0,002 0,25 0,05 0,12 0,02 25 50
Д64 0,11 0,006 0,053 0,003 0,43 0,06 0,21 0,03 16 55
Д65 0,12 0,006 0,058 0,003 0,47 0,06 0,23 0,03 16 60
Д66 0,1 0,005 0,049 0,003 0,39 0,05 0,19 0,03 16 50
Д67 0,06 0,005 0,031 0,002 0,25 0,05 0,12 0,02 25 50
Д68 0,11 0,006 0,053 0,003 0,43 0,06 0,21 0,03 16 55
Д69 0,24 0,013 0,121 0,006 0,97 0,13 0,49 0,06 16 125
Д70 0,19 0,01 0,097 0,005 0,78 0,1 0,39 0,05 16 100
Д71 0,17 0,009 0,087 0,005 0,7 0,09 0,35 0,05 16 90
Д72 0,17 0,009 0,087 0,005 0,7 0,09 0,35 0,05 25 90
Д73 0,19 0,01 0,097 0,005 0,78 0,1 0,39 0,05 16 100
Д74 0,2 0,011 0,102 0,005 0,81 0,11 0,41 0,05 16 105
Д75 0,21 0,011 0,107 0,006 0,85 0,11 0,43 0,06 16 110
Д76 0,22 0,012 0,112 0,006 0,89 0,12 0,45 0,06 16 115
М9 0,43 0,022 0,43 0,02 1,71 0,22 0,85 0,11 16 220
М10 0,55 0,021 0,59 0,02 2,36 0,21 1,18 0,1 10 190
М11 0,25 0,01 0,25 0,01 0,99 0,1 0,5 0,04 10 80
Приложение 5
Полные сопротивления прямой последовательности 0,4кВ
/>
Приложение 6
Полные сопротивленияобратной последовательности 0,4кВ
/>
Приложение 7
Выбор предохранителей наТП.
/>
/>
/>
/>