--PAGE_BREAK--1. Проект системы электроснабжения 10 кВ. 1.1. Обоснование схемы.
Потребитель электроэнергии поселок, который является потребителем IIIкатегории по надежности электроснабжения. Поэтому в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) для электроснабжения этого потребителя может быть, использована однотрансформаторная подстанция.
Наилучшим местом установки трансформаторной подстанции является центр электрических нагрузок. Анализируя план — схему поселка, принимая во внимание, что воздушная линия электропередач 10 кВ проходит с северной стороны, длина отпайки от проходящей ВЛЭП составляет 0,5 км. Для того чтобы имелась возможность снимать напряжение с отпайки в случае ремонтных работ или обслуживание ее на первой опоре отпайки необходимо установить разъединитель. Подстанция принимается комплектная, где со стороны 10 кВ установлены: разъединитель как коммутационный аппарат, предохранитель как защитный аппарат. Схема электроснабжения приведена на рис. 1.1.
Рис. 1.1 Схема электроснабжения поселка
Для реализации подстанции будет применена комплексная трансформаторная подстанция наружной установки (КТПН).
1.2 Расчет электрических нагрузок.
Для того чтобы рассчитать электрическую сеть, т.е. выбрать мощность трансформатора, сечение ЛЭП, электрические аппараты, необходимо рассчитать для них расчетные нагрузки. Расчетная нагрузка это такая постоянная во времени величина, которая приводит к нагреву (установившемуся), как и maxнагрев при реальной передаче энергии потребителю в то время, когда объект будет функционировать.
В качестве исходной информации при оценке расчетной нагрузки по подстанциям является расчетные нагрузки на вводах в квартиру и расчетные нагрузки общественных учреждений и коммунальных потребителей, указанных в табл. В.2. В соответствии со СНиП расчетная нагрузка на вводе в квартиру в данном населенном пункте принимается 2,2 кВт (в случае пищеприготовление на электроплитах). Для потребителей жилищно-коммунального характера в качестве метода оценки расчетных нагрузок применяется: для жилищных потребителей метод коэффициента одновременности, как однородных потребителей; для учета в расчетной нагрузке общественных и коммунальных потребителей используется метод попарного суммирования. Согласно методу коэффициента одновременности расчетная нагрузка жилищных потребителей определяется по выражению:
,
где Pi– расчетная нагрузка на вводе в квартиру
n– число квартир в поселке
k– коэффициент одновременности
Pi=2,2 кВт
k=0,25
n=80
Pрж = кВт.
Для оценки реактивной мощности для жилищных потребителей примем cosφ= 0.95. Тогда полная мощность определяется по выражению:
Тогда Qрж= кВАр
К вышеприведенной расчетной нагрузке, которая состоит из расчетных нагрузок жилых домов, социально-культурных учреждений, необходимо добавить нагрузку уличного освещения. При ширине проезжей части 9-12 м для поселковых улиц с покрытиями простейшего типа, норма освещенности составляет 4 лк, которая достигается при удельной мощности осветительных установок Руд = 6-13 Вт/м. В качестве источника света в настоящее время целесообразно использовать ДРЛ. Единичную мощность 1 лампы примем Рл = 0.25 кВт, соsφ= 0.85, тогда
Где Кс – коэфициэнт спроса равный 0,9
L– общая длинна улиц равная 1,6 км
Тогда суммарная реактивная мощность осветительной установки составит:
Qосв= Росв∙tgj
Qосв= 5,4 кВАр
Тогда число светильников будет равно:
nс= 36
Итого расчетная нагрузка по подстанции составит:
продолжение
--PAGE_BREAK--1.3 Расчет электрической сети
1.3.1 Выбор мощности трансформатора
Условием выбора мощности трансформатора однотрансформаторных подстанций является их перегрузочная способность
Исходя из того, что расчетная нагрузка , то
принимаем ближайшей большей мощности трансформатор по шкале номинальных мощностей .Принимаем трансформатор ТМ-100.
Паспортные характеристики трансформатора:
Sнт= 10 кВА
Uк=4,5%(потеря напряжения на полном сопротивлении zтрансформатора)
Iхх = 2,2%
1.3.2 Расчет сечения ЛЭП
Сечение ЛЭП выше 1 кВ рассчитываются по следующим критериям:
1) по допустимому току;
2) по экономической плотности тока.
3) по механической прочности
4) по условию короны
5) по допустимым потерям напряжения
Расчет сечения по допустимому току
UН=10Кв
По условию механической прочности для ВЛЭП 10 кВ для западной сибири необходимо использовать провод АС – 25 (не менее 25 мм2), для которого допускаемая токовая нагрузка Iдоп= 142 А.
Iдоп>Iр
Следовательно принимаем провод АС — 25
1.3.3 Выбор электрических аппаратов
Электрические аппараты по функциональному назначению были определены на стадии обоснования схемы электроснабжения:
QS1 разъединитель — необходим для снятия напряжения с отпайки при ремонтных и профилактических работах.
QS2 разъединитель — необходим для снятия напряжения с подстанции.
FU— предохранитель — необходим для реализации защиты, трансформатора от ненормальных режимов работы.
Для защиты трансформатора от грозовых перенапряжений, на подстанции устанавливаются разрядники.
Теперь произведем выбор указанных электрических аппаратов по номинальному току:
а) выбор разъединителей.
Условием выбора является Iн >Iр, где Iн – номинальный ток разъединителя, а Iр – расчетный ток.
Выбираем разъединитель для наружной установки типа РЛНД 1 – 10 с номинальным током Iн=400А.
б) выбор предохранителя.
Предохранитель выбирается по номинальному току патрона и номинальному току плавкой вставки, которая устанавливается в нем в нем. Номинальный ток патрона выбирается по условию Iн >Iр, принимаем предохранитель марки ПКТ с номинальным напряжением 10 кВ. Плавкая вставка должна быть выбрана из условия
IНПЛ>1,3×3,7=4,81 А
Принимаем IНПЛ= 8 А
1.4 Проверка электрооборудования на действие токов КЗ.
В соответствии с ПУЭ проверки на действие IКЗ, в рассматриваемой электрической сети, подлежат только электрические аппараты (на термическое и динамическое воздействие). Для проверки разъединителя QS1 расчетной точкой КЗ является точка К1 (место присоединения отпайки к магистральной ЛЭП). Этот ток является исходной информацией IK1=3кА, поэтом току проверим разъединитель QS1 на термическую и динамическую стойкость:
а) проверка на термическую устойчивость.
Условием проверки является:
, (*)
где — ток термической стойкости; — время его действия; — ток КЗ в точке К1; — время отключения тока КЗ.
=10кА, =4 с.
Тогда условный импульс тепла, который может выдержать разъединитель
— оно определяется временем срабатывания защиты и отключения коммутационного аппарата:
tсз= срабатывание защиты, tоткл= собственное время срабатывания защитного аппарата
Для разьединителя QS1расчётная точка КЗ К1, а для QS2 точка К2
Рассчитаем ток КЗ для точки К1, К2 и для этого составим схему замещения.
Полное сопротивление до К1 равно
Полное сопротивление до К2 равно
Рассчитаем токи в точках К1 и К2
Тогда фактический импульс тепла для разъединителя QS1равен
где tп= tоткл=0,5с.
Т.к. при К.З. в указанной точке на ГПП будет срабатывать токовая отсечка без выдержки времени и ток К.З. будет отключаться масляным выключателем с собственным tоткл= 0,5 с.
Условие (*) выполняется следовательно разъединитель обладает термостойкостью.
QS2находящийся в более удаленной точке и выбранный таким же как QS1 так же обладает термостойкостью.
б) проверка разъединителя на динамическую устойчивость.
Условием проверки является:
, (**)
где — ток динамической стойкости; — ударный ток КЗ.
Для разъединителей, как справочная информация, ток динамической стойкости задан предельным сквозным током, равным 25 кА
Условие (**) выполняется, ток ударный на много меньше тока динамической стойкости, поэтому разъединитель обладает динамической устойчивостью.
в) Проверка предохранителя на действие тока К.З.
выполняется по условию IНскв>IКЗ(К2) (***)
где IНскв =12,5 кА
12,5кА > 0.9кА
условие (***) выполняется, поэтому предохранитель способен отключить ток К.З. неповреждаясь.
продолжение
--PAGE_BREAK--1.5 Конструктивное исполнение
Воздушная линия 10 кВ: опоры железобетонные,
расстояние между опорами – 100 м; изоляторы штыревые. Подстанция 10/0,4 типа КТПН установлена на бетонном фундаменте.
2. Проект системы электроснабжения 0,4 кВ2.1. Обоснование схемы.
Распределительная сеть до 1 кВ в жилищном посёлке выполняется ВЛЭП которые играют роль передачи электроэнергии и её распределение среди потребителей (жилых домов и др. потребителей). Местоположение подстанции, выбранное в разделе 1, указано на плане – схеме графического материала.
В качестве ТП принята комплектная ТП мощностью 100 кВА (ТМН-100), имеющая 3 фидера 0,4 кВ, следовательно, распределительную сеть формировать в виде четырёх магистралей. Анализируя расположение объекта, сформируем схему распределительной сети 0,38 кВ, которая указана на рисунке 2.1, и на плане — схеме графического материала.
2.2 Расчет электрических нагрузок.
Задачей расчета электрических нагрузок в распределительной сети 0,38 кВ является оценка расчетных нагрузок по каждой ЛЭП и фидеру. В качестве методики оценки расчетных нагрузок используется метод коэффициента одновременности для однородных потребителей и метод по парного суммирования для разнородных потребителей которые описаны в пункте 1.2. Распределения потребителей по ЛЭП представлено в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Распределение потребителей по ЛЭП
Линия
Потребители
Л1.1
9 квартир
Л1.2
8 квартир
Л2.1
14 квартир
Л2.2
Администрация, 18 квартир
ЛЗ.1
Котельная, больница и детские ясли, магазин, 6 квартир
Л3.2
3 квартиры
Л4.1
ДК
Л4.2
16 квартир
Л4.3
6 квартир
Проведём расчёт электрической нагрузки для линии Л1-2.
Расчётная нагрузка составит:
,
Для оценки реактивной мощности примем cosφ=0.95. Тогда реактивная нагрузка:
Произведём расчёт полной мощности по формуле
Проведём расчёт электрической нагрузки для линии Л3.
Расчётная нагрузка составит:
,
Для оценки реактивной мощности квартиры примем cosφ= 0.95. Тогда реактивная нагрузка:
Произведём расчёт полной мощности по формуле
Расчет нагрузок по остальным линиям аналогичен и сведен в таблице 2.2
продолжение
--PAGE_BREAK--