Электроснабжение 33 и 34 микрорайонов Северо-Западного района города Челябинска
Характеристика и технический паспорт проекта. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Выбор силовых трансформаторов и электрооборудования. Схема внутреннего электроснабжения. Устройство и расчет электрических сетей жилых зданий.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.06.2014 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аннотация
Абрамовских Д.Е. Электроснабжения 33 и 34 микрорайонов Северо-Западного района города Челябинска. - Челябинск: ЮУрГУ, Э, г. 2006, 94, с. 9 илл. Библиография литературы - 14 наименований. 7 листов чертежей формата А1.
Предложенная система электроснабжения потребителей позволяет осуществить рациональное получение, распределение и потребление электроэнергии. Приводится расчёт электрических нагрузок потребителей, в соответствии с требованиями к надёжности электроснабжения. Выбрана рациональная схема внутреннего электроснабжения потребителей по критерию минимума приведенных затрат. После расчета токов короткого замыкания выбрано электрооборудование распределительных сетей микрорайона и сетей жилого дома.
Выбраны и рассчитаны виды защит и автоматических устройств. Рассмотрены вопросы охраны труда, организации и планирования электрохозяйства.
Содержание
Введение
1. Производственная характеристика
2. Технический паспорт проекта
3. Расчет электрических нагрузок
3.1 Расчет электрических нагрузок жилых зданий
3.2 Расчет электрических нагрузок общественных зданий
3.3 Расчет уличного освещения
4. Выбор силовых трансформаторов ТП
5. Схема внутреннего электроснабжения
5.1 Технико-экономическое обоснование выбора кабельных линий 10кВ
5.2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ
6. Расчет токов короткого замыкания
6.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
6.2 Расчет токов однофазного короткого замыкания
6.3 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания на участке РП - ТП 10кВ
7. Выбор электрооборудования на ТП
7.1 Выбор выключателей нагрузки и разъединителей
7.2 Выбор трансформаторов тока
7.3 Выбор трансформаторов напряжения
7.4 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость
7.5 Выбор предохранителей
7.6 Выбор автоматических выключателей на 0,4 кВ
7.7 Выбор жестких шин
8. Устройство и расчет электрических сетей жилых зданий
8.1 Выбор электрооборудования линий, питающих квартиры
8.2 Выбор кабельных линий, питающих лифтовые установки
8.3 Выбор электрооборудования групповой квартирной сети
8.4 Выбор электрооборудования вспомогательных помещений
9. Релейная защита
9.1 Расчёт релейной защиты на высоковольтных выключателях
9.2 Параметры автоматических выключателей
10. Безопасность жизнедеятельности
10.1 Обеспечение безопасности жизнедеятельности на ТП
10.1.1 Планировка и конструктивная часть ТП
10.1.2 Защитные средства
10.1.3 Защита от волн перенапряжения и молниезащита
10.1.4 Заземляющее устройство ТП
10.1.5 Освещение ТП
11. Управление проектом энергетического хозяйства района городских электрических сетей
11.1 Система целей энергетического хозяйства предприятия
11.1.1 Анализ поля сил
11.1.2 Построение дерева целей
11.1.3 Объемы продукции и услуг по обеспечению основного производства
11.2 Определение типов организационной культуры, структуры и правовой формы предприятия и его энергохозяйства
11.2.1 Организационная культура
11.2.2 Организационная структура предприятия
11.3 Планирование на предприятии
11.4 Планирование труда и заработной платы
11.4.1 Планирование использования рабочего времени
11.4.2 Планирование численности рабочих
11.4.3 Планирование численности ремонтного персонала
11.4.4 Планирование численности персонала управления
11.4.5 Планирование фонда заработной платы
11.4.6 Планирование фонда заработной платы персонала управления
11.4.7 Планирование производительности труда
11.5 Калькуляция текущих затрат на энергетическое обслуживание
11.6 Планирование сметы текущих затрат
11.7 Основные показатели энергохозяйства
Заключение
Литература
Рецензия
Доклад
Ответы на вопросы
Раздаточный материал
Введение
В связи с непрерывным проникновением электричества во все сферы жизнедеятельности происходит рост электропотребления. Это обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных электросетей, которые являются важнейшим элементом в системе производства передачи и потребления электрической энергии.
С помощью распределительных сетей снабжаются электричеством жилые дома, общественно - коммунальные учреждения, промышленные потребители. Через городские распределительные электросети предается до 50 % вырабатываемой в стране электрической энергии.
Такие сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает приоритетное народнохозяйственное значение.
1. Производственная характеристика
электроснабжение жилое здание
Проектируемая система электроснабжения района подстанции «Шершнёвская», Калининского района города Челябинска, входит в состав Челябинских городских электросетей.
Городские электрические сети предназначены для питания потребителей, расположенных на территории города, и представляют собой совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций. Питание электроприемников Челябинских электросетей осуществляется от ЧГРЭС, ЧТЭЦ-1, ЧТЭЦ-2, ЧТЭЦ-3 и понижающих подстанций Восточная, Западная, Южная, Северная, Аэродромная, Шершнёвская, Сосновская, и др.
Электрические сети подразделяются на электроснабжающие напряжением 35 - 110 кВ и распределительные напряжением 6 - 10 и 0,4 кВ. В ЧГЭС вновь вводимые ТП и РП питаются на напряжении 10 кВ. В ряде мест так же осуществляется перевод на питающее напряжение 10 кВ с напряжения 6 кВ.
Потребители Челябинских электросетей делятся на потребителей жилого и общественного фонда, промышленных потребителей, коммунальных потребителей общегородского значения (водопровод, канализация, электрифицированный транспорт и т.д.), потребителей пригородных районов.
Нагрузка проектируемых микрорайонов состоит только из жилых и общественных зданий и сооружений и уличного освещения. Основную нагрузку, около 75%, составляют жилые здания.
2. Технический паспорт проекта
1. Объекты электроснабжения - жилые дома, общественные здания и сооружения.
2. Основные потребители электроэнергии - освещение внутреннее и уличное, бытовые электроприборы, электродвигатели лифтов, насосов и вентиляторов.
3. Суммарные установленные мощности электроприемников жилых и общественных зданий - 8,999 МВА.
4. Категория основных потребителей по надежности электроснабжения - II.
5. Количество ТП - 8, трансформаторы типа ТМ-10-1000. Питание ТП предусматривается по двум двойным сквозным магистралям от подстанции «Шершнёвская».
6. РУ - 10 кВ ТП укомплектовано камерами КСО - 386М, РУ-0.4 кВ укомплектовано щитами ЩО70-3М.
7. Сети 10 кВ и 0,4 кВ выполняются кабелями марки ААШв, кабели прокладываются на глубине 0,7 м. под газонами и тротуарами и на глубине 1,0 м. под проездами с защитой асбоцементными трубами диаметром 100 мм.
8. Уличное освещение выполняется светильниками с лампами ГРЛ мощностью 250 Вт, опоры для сети наружного освещения приняты железобетонные серии ЭК -01-01.
9. Питание жилых домов осуществляется от ВРУ, вводная панель типа ВРУ1- 11 - 10 УХЛ4 без счетчиков и распределительная панель типа ВРУ1-48-00 УХЛ4 с двумя секциями 5Ч250+5Ч250 с ПН2-100.
3. Расчет электрических нагрузок
Верное определение расчетных нагрузок является важным этапом выбора системы электроснабжения (СЭС), т.к. в зависимости от них устанавливаются параметры всех элементов системы.
Расчетные нагрузки потребителей определяются по указаниям «Электрооборудование жилых и общественных зданий» СП 31-110-2003 /1/.
3.1 Расчет электрических нагрузок жилых зданий
Расчетная электрическая нагрузка квартир Ркв, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле (1):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где РКВ.УД. - удельная расчетная нагрузка электроприёмников квартир, кВт/квартира, /1, табл.6.1/;
nКВ - количество квартир.
Расчетная нагрузка силовых приемников Рс, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле (2):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Где мощность лифтовых установок Р рл, кВт, определяется по формуле (3):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где k'С - коэффициент спроса /1, табл.6.2/;
n - количество лифтовых установок;
Рn - установленная мощность электродвигателя лифта, кВт;
Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и др. санитарно-технических устройств РСТУ, кВт определяется по формуле (4):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где k”C - коэффициента спроса /2,табл. 6.4/;
n - количество санитарно-технических устройств.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома определяется по формуле (5):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где kУ - коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников.
Расчетные коэффициенты реактивной мощности приняты по /3, табл.2.1.4/.
Расчет производится для вечернего максимума нагрузок, как наибольшего.
Полная мощность определяется по формуле (6):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
3.2 Расчет электрических нагрузок общественных зданий
Расчет электрических нагрузок общественных зданий производится аналогично расчету нагрузок жилых домов. Электрические нагрузки зданий принимаются по проектным данным.
Мощность, которую общественные здания вносят в максимум электрических нагрузок, определяется по формуле (7):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где РР.СУМ - расчетная нагрузка здания ;
kу - коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий из /1, табл.6.13/.
3.3 Расчет уличного освещения
Уличное освещение выполняется светильниками с лампами ГРЛ мощностью 250 Вт.
Расчет нагрузки, составляемой уличным освещением, производится с помощью удельной мощности освещения. Удельная мощность определяется по выражению (8):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ЕНОРМ = 6 лк - норма освещенности для городских улиц;
КЗАП = 1,5 - коэффициент запаса для ламп ГРЛ, учитывающий снижение освещенности в период эксплуатации осветительной установки;
z = 1,15 - поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность светового потока;
u = 0.51 - коэффициент использования светового потока осветительной установкой;
ц - световая отдача лампы (9):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где Ц = 50000 лм - световой поток лампы ГРЛ мощностью 1000 Вт;
РЛ - электрическая мощность лампы.
РУД=0,406 Вт/м2;
=50лм/Вт
Установленная мощность светильников (10):
РУСТ=РУДЧ S,
где S = 375000 м2 - примерная площадь освещаемых улиц районов.
РУСТ =152250 Вт.
Суммарная мощность освещения (11):
Количество светильников (12):
РУСТ=РЛ. nСВ
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
пСВ =609
К установке принимаем 609 светильников.
Расчетная мощность уличного освещения:
РОСВ = 152,25 кВт.
4. Выбор силовых трансформаторов ТП
Согласно нормам «Электрооборудование жилых и общественных зданий» СП 31-110-2003 /1/ в районах многоэтажной застройки (9 этажей и выше) при напряжении 10 кВ оптимальная мощность двухтрансформаторных ТП составляет 2Ч1000 кВ А.
К установке на ТП принимаются трансформаторы типа: ТМ - 1000 / 0,4 кВ. Параметры трансформаторов /2/:
Для определения нагрузки трансформаторных подстанций закрепляем за подстанцией близлежащие дома и суммируем их нагрузку, взятую из таблиц 1 и 2. При этом, если в жилом здании находится и общественное помещение, то нагрузка такого здания определяется с учетом участия общественного помещения в максимуме нагрузки.
Наибольшая реактивная мощность, которую трансформаторы могут пропустить из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ (13):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где n - число трансформаторов на ТП ;
КЗ.Д = 0,7 - допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в
нормальном режиме для II категории электроприемников;
SН.Т - номинальная мощность трансформаторов ТП ;
РР - расчетная активная нагрузка на ТП .
Величина Q 1р является расчетной, поэтому в общем случае реактивная нагрузка трансформатора (14):
Q 1 = Q 1Р,
если Q 1Р < Q Р;
Q 1 = Q Р,
если Q 1Р > Q Р.
Мощность конденсаторов, которые следует установить на стороне низшего напряжения ТП (15):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном (16) и послеаварийном режимах будут соответственно (17):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Потери мощности в трансформаторах ТП (18):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Результаты расчета трансформаторных подстанций сведены в таблицу 4. Картограмма нагрузок ТП приведена в таблице 3.
Таблица 3 - Картограмма нагрузок
№ ТП |
№ объекта |
Рр, кВт |
Угол, ? |
Х, м |
Y, м |
r, мм |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Микрорайон 34 |
|||||||
ТП1 |
Жилые дома и общественные здания |
1046,6 |
350,4 |
295 |
425 |
35,6 |
|
Освещение территории |
30,0 |
9,6 |
|||||
ТП2 |
Жилые дома и общественные здания |
958,8 |
349,2 |
285 |
231 |
33,6 |
|
Освещение территории |
30,0 |
10,8 |
|||||
ТП3 |
Жилые дома и общественные здания |
1056,9 |
350,5 |
204 |
435 |
35,8 |
|
Освещение территории |
30,0 |
9,5 |
|||||
ТП4 |
Жилые дома и общественные здания |
987,4 |
350,2 |
202 |
243 |
35,3 |
|
Освещение территории |
30,0 |
9,8 |
|||||
Микрорайон 33 |
|||||||
ТП5 |
Жилые дома и общественные здания |
945,8 |
348,9 |
674 |
401 |
33,1 |
|
Освещение территории |
30,0 |
11,1 |
|||||
ТП6 |
Жилые дома и общественные здания |
914,2 |
350,8 |
672 |
203 |
36,3 |
|
Освещение территории |
30,0 |
9,2 |
|||||
ТП7 |
Жилые дома и общественные здания |
1061,9 |
351,4 |
543 |
401 |
37,5 |
|
Освещение территории |
30,0 |
8,6 |
|||||
ТП8 |
Жилые дома и общественные здания |
1156,0 |
351,5 |
553 |
236 |
37,9 |
|
Освещение территории |
30,0 |
8,5 |
5. Схема внутреннего электроснабжения
Принцип выполнения городской электрической сети выбирается применительно к основной массе электроприемников рассматриваемого района города. Согласно СП 31-110-2003 /1/ при этом выполняются следующие требования:
- нагрузочная способность линий и трансформаторов должна определяться принятым способом построения распределительной сети, расчетными режимами ее работы, с учетом перегрузочной способности оборудования и кабелей в послеаварийном режиме;
- РП 10 кВ следует, как правило, выполнять с одной секционированной системой сборных шин с питанием по взаиморезервируемым линиям, подключенным к разным секциям шин, на секционном выключателе должно предусматриваться устройство АВР.
Основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроприемников второй категории является сочетание петлевых схем 10 кВ, обеспечивающих двухстороннее питание каждой ТП, и петлевых схем 0,38 кВ для питания потребителей.
Целесообразность принятия той или иной схемы обосновывается технико-экономическим сравнением.
5.1 Технико-экономическое обоснование выбора кабельных линий 10 кВ
Выбор кабельных линий осуществляется по экономической плотности тока, которая устанавливает оптимальное соотношение между затратами цветного металла и потерями электроэнергии в линии.
Расчетный ток кабеля в i-ой кабельной линии в нормальном режиме (19):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где РР, QР - расчетная активная и реактивная нагрузки кабельной линии;
nК - количество кабелей;
Uном - номинальное напряжение кабельной линии.
Сечение i-ой кабельной линии, определяемое по экономической плотности тока (20):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где j э = 1,4 - экономическая плотность тока (по ПУЭ /3, таблица 1.3.36/).
По результату расчета выбирается кабель, имеющий ближайшее большее стандартное сечение. По условиям окружающей среды выбирается тип кабеля.
Для выбранного кабеля определяется длительно допустимый ток с учетом условий прокладки (21):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где КП. - поправочный коэффициент на число параллельно прокладываемых кабелей (по ПУЭ /3, таблица 1.3.26/);
Кt - поправочный коэффициент на температуру среды, в которой прокладывается кабель (по ПУЭ /3, таблица 1.3.3/);
IДОП. - длительно допустимый ток для данного кабеля;
NК - число параллельных кабелей в кабельной линии;
Выбранное сечение проверяется в аварийном режиме (22):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где КАВ = 1,2 - коэффициент перегрузки (по ПУЭ /3 таблица 1.3.2).
Так же выбранное сечение проверяется по потере напряжения (23):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где хО , rО - удельные активное и реактивное сопротивление кабеля ;
l - длина кабельной линии, м.
Потери мощности в линии (24):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
После расчета токов короткого замыкания кабели должны быть проверены на термическую устойчивость.
Технико-экономическое сравнение сводится к сравнению стоимости кабельных линий и потерь в них, т.к. стоимость ТП во всех вариантах будет одинакова. В первом приближении стоимость дополнительного оборудования, устанавливаемого на РП по сравнению с ТП, учитывать не будем.
Приведенные затраты по варианту определяются по выражению (25):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ЕН = 0,12 - нормативный коэффициент приведения /4, табл.2.23/;
К - капитальные вложения по варианту;
ИН - ежегодные издержки производства, определяются по выражению (26):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ИА - амортизационные отчисления;
ИМ - стоимость потерь электроэнергии;
ИЭ - эксплуатационные расходы.
Амортизационные отчисления определяются по выражению (27):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ЕА - годовая норма амортизации /4, таблица 2.23/.
Эксплуатационные расходы определяются по выражению (28):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ЕТ.Р. -нормативные отчисления на текущий ремонт /4, таблица 2.23/.
Стоимость потерь электроэнергии определяется по выражению (29):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где m - стоимость 1 кВт потерь электроэнергии, определяется по выражению:
где б, в - основная и дополнительная ставка тарифа (=0, =1,43 руб/кВтЧч);
Т м=5300 - годовое число использования получасового максимума активной нагрузки /5, таблица 7.12/;
Т г=8760 - годовое число часов работы предприятия.
ф - годовое число часов максимальных потерь (30):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Вариант I:
На рисунке 1 приведена схема для 1-го варианта электроснабжения, представляющая собой кольцевые распределительные линии для каждого микрорайона. Каждый трансформатор питается от разных источников.
Рисунок 1. Схема электроснабжения района (вариант 1)
Расчет кабельных линий для варианта I сведен в таблицу 5. Экономический расчет по варианту I сведен в таблицу 7.
Вариант II:
На рисунке 2 приведена схема для 2-го варианта электроснабжения. Она представляет собой две двойные сквозные магистрали. Каждый из двух трансформаторов ТП питается от разных источников, разных секций шин ПС, тем самым обеспечивается надежное питание потребителей II категории.
Рисунок 2. Схема электроснабжения района (вариант 2)
Расчет кабельных линий сведен для варианта II в таблицу 6. Экономический расчет по варианту сведен в таблицу 8.
В результате технико-экономического сравнения выбран вариант I, потому что приведенные затраты в ценах на 01.01.06 /6/ по этому варианту меньше на 19,4%.
5.2 Выбор кабельных линий 0,4 кВ
Выбор кабельных линий 0,4 кВ производится аналогично выбору кабельных линий 10 кВ. Результаты выбора сведены в таблицу 9.
6. Расчет токов короткого замыкания
Определение токов короткого замыкания необходимо для проверки электрических аппаратов и проводников по условиям КЗ.
6.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
Для проверки кабельных линий и электрических аппаратов ТП необходим ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ подстанции Шершнёвская. Воспользуемся реальными данными: Iкз1 = 12,86 кА.
В электроустановках до 1 кВ проверяются только распределительные щиты, токопроводы и силовые шкафы, в соответствии с 1.4.2 ПУЭ /3/.
При расчетах токов К.З. в сетях напряжением ниже 1 кВ необходимо учитывать индуктивные и активные сопротивления короткозамкнутой цепи.
При расчетах токов К.З. можно считать, что данная электроустановка питается от системы неограниченной мощности - сопротивление системы до вводов трансформатора можно не учитывать.
При равенстве сопротивлений во всех трех фазах значение периодической составляющей тока трехфазного К.З. в трехпроводной или четырехпроводной сети определяется по формуле (31):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где r, x - суммарное активное и индуктивное сопротивление цепи К.З., мОм.
Схема сети для расчетов токов К.З. на 0,4 кВ приведена на рисунке 3.
По /7, таблица 3.41/ активное и индуктивное сопротивление трансформатора: rТ=3,0 мОм; xТ = 7,5 мОм.
Сопротивление шин от трансформатора до РУ:
rШ = r0Чl = 0,142Ч15 = 2,1 мОм;
xШ = x0Чl = 0,2Ч15 = 3,0 мОм,
где r0, x0 - активное и индуктивное сопротивление 1 м шин.
Сопротивление контактов автомата ВА53-39, при IНОМ=400А /4, табл.2.54/:
rа = 0,65 мОм, xа = 0,17 мОм.
Сопротивление кабеля ААШв 4х240 /8, табл.5.3/:
r01 = 0,129 мОм/м, x01 = 0,071 мОм/м.
rК = r01ЧlК = 0,129Ч100 = 12,9 мОм;
xК = x01ЧlК = 0,071Ч100 = 7,1 мОм.
Сопротивление линии, выполненной проводом марки АПВ 4х70 /7, таблица 5.3/: r02 = 0,447 мОм/м, x02 = 0,061 мОм/м.
rЛ1 = r02ЧlЛ1 = 0,447Ч2 = 0,894 мОм;
xЛ1 = x02ЧlЛ1 = 0,061Ч2 = 0,122 мОм.
Сопротивление линии, выполненной проводом марки АПВ 4х50 /8, таблица 5.3/: r03 = 0,625 мОм/м, x03 = 0,063 мОм/м.
rЛ2 = r03ЧlЛ2 = 0,625Ч10 = 6,25 мОм;
xЛ2 = x03ЧlЛ2 = 0,063Ч10 = 0,63 мОм.
Сопротивление контактов рубильника на 250А /4,табл.2.55/: rР=0,4 мОм.
Сопротивление трансформатора тока rТТ = 0,4 мОм; xТТ = 0,7 мОм.
Переходное сопротивление контактных соединений: для распределительных щитов на подстанции rПРУ - 5 мОм; на шинах ВРУ здания rПВРУ - 10 мОм; на последних РЩ rПРЩ - 15 мОм.
Определим суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи для точек 1,2,3,4:
Для точки К-1:
r1 = rа rТ + rШ + rТТ + rПРУ;
x1 = xТ+ xа + xШ + xТТ.
Для точки К-2:
r2 = r1 + rР + rК + rПВРУ;
x2 = x1 + xК.
Для точки К-3:
r3 = r2 + rЛ1 + rТТ + rПРЩ;
x3 = x2 + xЛ1 + xТТ.
Для точки К-4:
r4 = r3 + rЛ2 ;
x4 = x3 + xЛ2.
Ударный ток короткого замыкания (32):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где К у =1,3 - ударный коэффициент.
Далее определяем ток трехфазного К.З. для всех точек по выражению (31) и ток ударного К.З. Результат расчетов сведен в табл.10.
Таблица 10 - Расчёт трёхфазных токов к.з.
Точка |
UНОМ.СР., кВ |
r,мОм |
x,мОм |
z,мОм |
IП.О.(3)., кА |
КУ |
IУ, кА |
|
К-1 |
0,4 |
11,2 |
8,6 |
14,1 |
16,4 |
1,3 |
30,1 |
|
К-2 |
0,4 |
37,7 |
17,4 |
41,5 |
5,6 |
1,3 |
10,2 |
|
К-3 |
0,4 |
54,0 |
18,3 |
57,0 |
4,1 |
1,3 |
7,4 |
|
К-4 |
0,4 |
60,2 |
18,9 |
63,1 |
3,7 |
1,3 |
6,7 |
6.2 Расчет токов однофазного короткого замыкания
Для проверки срабатывания защитного аппарата при замыкании между фазным и нулевым проводами необходимо определение расчетный ток однофазного К.З.
Ток однофазного короткого замыкания можно определить по приближенной формуле (33):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где UФ - номинальное фазное напряжение сети;
zП - полное сопротивление петли, созданной фазным и нулевым проводами;
zТ - полное сопротивление трансформатора току К.З. на корпус.
Для проводов и жил кабеля (34):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где rП - суммарное активное сопротивление фазного rФ и нулевого rN проводов;
xП - индуктивное сопротивление проводов и жил кабеля.
Схема сети для расчетов токов однофазного короткого замыкания приведена на рисунке 3.
Параметры схемы замещения нулевой последовательности. Для этого найдем сопротивления в короткозамкнутой петле линии фаза-нуль.
Сопротивления /8, таблица 6.2/:
Шины
rШ = r0Чl = 0,142Ч15 = 2,13 мОм,
xШ = x0Чl = 0,2Ч15 = 3,00 мОм;
одной жилы кабеля q = 70 мм2
rФ.К. = r01ЧlК = 0,447Ч100 = 44,7 мОм;
нулевой жилы кабеля q = 35 мм2
rN.К = r0.N1ЧlК = 0,894Ч100 = 89,4 мОм;
индуктивное сопротивление петли кабеля [5, табл. 8.19]
xП.К. = x0.ПЧlК = 0,15Ч100 = 15 мОм.
Сопротивления /8, таблица 6.2/:
одного провода q = 70 мм2
rФ.П.1 = r02ЧlП2 = 0,447Ч2 = 0,894 мОм;
нулевой жилы провода q = 35 мм2
rN.П1 = r0.NЧlП2 = 0,894Ч2 = 1,79 мОм;
индуктивное сопротивление петли провода [5, табл. 8.19]
xП.П1. = x0.П.ЧlП2 = 0,15Ч2 = 0,3 мОм.
Сопротивления /8, таблица 6.2/:
одного провода q = 50 мм2
rФ. П2 = r03ЧlП3 = 0,625Ч10 = 6,25 мОм;
нулевой жилы провода q = 25 мм2
rN.П2 = r0.NЧlП3 = 1,25Ч10 = 12,5 мОм;
индуктивное сопротивление петли провода /8, таблица 7.5/
xп.п2 = x0.п.Чlп2 = 0,15Ч10 = 1,5 мОм.
Определим суммарные активные и индуктивные сопротивления петли фаза-нуль для точек 2,3,4:
Для точки К-2:
r2 = rШ + rФ.К + rN.К;
x2 = xШ + xП.К.
Для точки К-3:
r3 = r2 + rФ.П1 + rN.П1;
x3 = x2 + xП.П1.
Для точки К-4:
r4 = r3 + rФ.П2 + rN.П2 ;
x4 = x3 + xП.П2.
Полное сопротивление трансформатора току К.З. на корпус /7, таблица 2.50/: zТ1=40,5 мОм.
Результаты расчетов сведены в таблицу 11.
Расчет токов однофазных К.З.
Таблица 11 - Расчёт однофазных токов к.з.
Точка |
UФ, В |
rР, мОм |
xР, мОм |
zР, мОм |
zР+zТ1/3, мОм |
IК(1), кА |
|
К-2 |
220 |
136,2 |
18,0 |
137,4 |
150,9 |
1,5 |
|
К-3 |
220 |
136,9 |
18,3 |
140,1 |
153,6 |
1,4 |
|
К-4 |
220 |
157,7 |
19,8 |
158,9 |
172,4 |
1,3 |
6.3 Расчет токов трехфазного короткого замыкания на участке от ГПП до ТП 10кВ
На шинах Шершнёвской подстанции периодическая составляющая трехфазного тока КЗ равна 12,86 кА.
Схема сети для расчетов токов К.З. на 10 кВ приведена на рисунке 4.
Рисунок 4. Схема сети для расчетов токов К.З. на 10 кВ
Рассчитаем полное сопротивление энергосистемы:
Определим сопротивление линии от Шершнёвской подстанции до РП1.
Сопротивление кабеля ААШв 3х240:
r01 = 0,13 Ом/км, x01 = 0,08 Ом/км;
rК1 = r0ЧlК = 0,13Ч5 = 0,65 Ом;
xК1 = x0ЧlК = 0,08Ч5 = 0,4 Ом.
Определим сопротивление линии РП1 до ТП3.
Сопротивление кабеля ААШв 3х95:
r01 = 0,33 Ом/км, x01 = 0,08 Ом/км;
rК2 = r0ЧlК = 0,33Ч0,09 = 0,03 Ом;
xК2 = x0ЧlК = 0,08Ч0,09 = 0,007 Ом.
Определим полные сопротивления в короткозамкнутой цепи для точек 1,2.
Для точки К-1:
z1 = zс+zк1;
Для точки К-2:
z2 = zс+zк1+zк2;
Ударный ток короткого замыкания:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где К у =1,9 - ударный коэффициент.
Далее определяем ток трехфазного К.З. для всех точек и ток ударного К.З. Результат расчетов сведен в табл.12.
Таблица 12 - Расчёт трёхфазных токов к.з.
Точка |
UНОМ.СР., кВ |
z, Ом |
IП.О.(3)., кА |
КУ |
IУ, кА |
|
К-1 |
10,5 |
1,23 |
4,93 |
1,9 |
9,4 |
|
К-2 |
10,5 |
1,26 |
4,81 |
1,9 |
9,1 |
7. Выбор электрооборудования на ТП
К установке на ТП приняты ячейки серии КСО-386М.
7.1 Выбор выключателей нагрузки и разъединителей
Выбор выключателей нагрузки производится по следующим параметрам:
напряжению установки (35):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
длительному току (36):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
электродинамической стойкости (37):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
термической стойкости (38):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где ВК - тепловой импульс по расчету, кА2Чс;
IТЕР - предельный ток термической стойкости;
tТЕР - длительность протекания тока термической стойкости.
Выбор разъединителей производится по следующим параметрам:
напряжению установки (39):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
длительному току (40):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
электродинамической стойкости (41):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
термической стойкости (42):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Результаты выбора сведены в таблицу 12 и таблицу 13.
Таблица 12 - Выключатели нагрузки и разъединители в РП
Расчетные параметры |
Выключатель нагрузки |
Разъединитель |
|
ВВТП-10-10/630-УХЛ2 |
РВФЗ-10/630 II-IIУ3 |
||
UУСТ = 10 кВ |
UНОМ = 10 кВ |
UНОМ = 10 кВ |
|
IМАХ = 421,1 А |
IНОМ = 630 А |
IНОМ = 630 А |
|
IП.О. = 4,9 кА |
IОТК.НОМ. = 10 кА |
IОТК.НОМ. = 20 кА |
|
iУ = 9,4 кА |
iДИН = 35 кА |
iДИН = 50 кА |
|
ВК = 24 кА2Чс |
IТЕР2.tТЕР = 1200 кА2 Чс |
IТЕР2.tТЕР = 400 кА2Чс |
Таблица 13 - Выключатели нагрузки и разъединители в ТП
Расчетные параметры |
Выключатель нагрузки |
Разъединитель |
|
ВВТП-10-10/630-УХЛ2 |
РВФЗ-10/630 II-IIУ3 |
||
UУСТ = 10 кВ |
UНОМ = 10 кВ |
UНОМ = 10 кВ |
|
IМАХ = 260,5 А |
IНОМ = 630 А |
IНОМ = 630 А |
|
IП.О. = 4,8 кА |
IОТК.НОМ. = 10 кА |
IОТК.НОМ. = 20 кА |
|
iУ = 9,1 кА |
iДИН = 35 кА |
iДИН = 50 кА |
|
ВК = 23 кА2Чс |
IТЕР2.tТЕР = 1200 кА2 Чс |
IТЕР2.tТЕР = 400 кА2Чс |
7.2 Выбор трансформаторов тока
Выбор трансформаторов тока производится по следующим параметрам:
напряжению установки (43):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
току (44):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где I 1.ном - номинальный ток первичной обмотки;
конструкции и классу точности;
электродинамической стойкости (45):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
термической стойкости (46):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
вторичной нагрузке (47):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где Z 2 - вторичная нагрузка трансформатора тока, принимается равной:
где r2 определяется по формуле (48):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Сопротивление контактов rК принимается 0,05 Ом при двух- трех приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.
Сопротивление приборов определяется по выражению (49):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Для работы трансформатора в заданном классе точности необходимо выполнение условия (50):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
С помощью этого условия определяются соединительные провода:
их сопротивление (51) и их сечение (52):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где lРАСЧ - расчетная длина проводов, зависящая от схемы соединения трансформаторов тока;
- удельное сопротивление провода (для алюминия =0.0175 ОмЧмм2/м).
Результаты выбора сведены в таблицы 14, 15.
Таблица 14 - Трансформаторы тока, устанавливаемые в ячейках питающих линий и секционной перемычки.
Расчетные данные |
Трансформатор тока |
|
ТЛК-10-800-0,5/10Р-У3 |
||
UУСТ = 10 кВ |
UНОМ = 10 кВ |
|
IМАХ = 492 А |
IНОМ.1 = 800 А |
|
iУ = 16,3 кА |
iДИН = 81 кА |
|
ВК = 82,7 кА2Чс |
IТЕР2.tТЕР = 2976 кА2Чс |
Рисунок 4. Схема подключения приборов
Вторичная нагрузка трансформаторов тока, устанавливаемых на вводах и секционной перемычке:
Таблица 15 - Вторичная нагрузка трансформаторов тока.
Прибор |
Тип |
Нагрузка фазы, В.А |
|||
А |
В |
С |
|||
Амперметр |
Э-335 |
0,5 |
- |
- |
|
Счетчик активной и реактивной энергии |
Меркурий 230 АRT-03 |
2,5 |
- |
2,5 |
|
Итого: |
5,5 |
- |
5,0 |
rПРИБ = 5,5/25 = 0,22 Ом,
rПР = 0,8 - 0,22 - 0,05 = 0,53 Ом,
Примем к установке кабель КРВГ с сечением 4 мм2.
7.3 Выбор трансформаторов напряжения
К установке на каждой секции шин ТП приняты трансформаторы напряжения 3хЗНОЛ. 06-10 У3. Они присоединяются к шинам через предохранители типа ПКН 001-10У3 и разъединители типа РВФЗ-10/400 II-IIУ3.
7.4 Проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость
Проверка кабелей проводится с учетом того, что два параллельных кабеля проверяются с учетом разветвления тока К.З.
Минимальное сечение по термической стойкости определяется по выражению (53):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где n к = 1 - количество параллельных кабелей в линии;
В к = 24,0 кА2с - тепловой импульс К.З.
С = 92 А.с-1/мм2
q = 53,3 мм2.
Таким образом, минимальное сечение кабельной линии 50 мм2.
7.5 Выбор предохранителей
Предохранители выбираются по следующим параметрам:
напряжению установки;
по току;
по конструкции и роду установки;
по току отключения (20):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Максимальный рабочий ток предохранителя определяется по выражению (55):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
РУ 0.4 кВ укомплектовано щитами ЩО70-3М. Каждый щит содержит четыре отходящие линии, две из которых укомплектованы рубильниками РПС2-1Л и предохранителями ПН-2 на ток 250А, другие две - РПС4 и ПН-2 на ток 400 А.
7.6 Выбор автоматических выключателей на 0,4 кВ
Выбор автоматов производится по следующим параметрам:
напряжению установки;
роду тока и его значению;
включаемому току (56):
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
отключаемому току К.З.
Результаты выбора сведены в таблицу 16.
Таблица 16 - Выбор автоматических выключателей.
Расчетные данные |
Автоматический выключатель ВА55-43 |
|
UУСТ= 0,4 кВ |
UНОМ = 0,66 кВ |
|
IМАХ = 618,5 А |
IНОМ = 2500 А |
|
iУ = 16,3 кА |
iВКЛ.МАХ = 62 кА |
|
IП.О. = 8,9 А |
IОТК.НОМ. = 36 кА |
По ПУЭ /3/ действие автоматического выключателя обеспечивается, если выполняется условие (57):
IК(1)3ЧIРАСЦ
где IК(1) - ток однофазного короткого замыкания в точке 2 (таблица 11), =1,46 кА;
IРАСЦ - ток расцепителя выключателя, = 250 А.
Условие (57) выполняется:
1460 А > 3Ч250 А = 750 А.
Следовательно, требуемая ПУЭ степень надежности действия защитного аппарата обеспечивается.
Выбор выключателей на отходящих линиях (Таблица 17):
Таблица 17 - Выбор автоматических выключателей.
Расчетные данные |
Автоматический выключатель ВА52-39 |
|
UУСТ= 0,4 кВ |
UНОМ = 0,66 кВ |
|
IМАХ = 306,9 А |
IНОМ = 2000 А |
|
iУ = 16,3 кА |
iВКЛ.МАХ = 62 кА |
|
IП.О. = 8,9 А |
IОТК.НОМ. = 36 кА |
По ПУЭ [1] действие автоматического выключателя обеспечивается, если выполняется условие (57):
Условие (57) выполняется:
1400 А > 3Ч225 А = 675 А.
Следовательно, требуемая ПУЭ степень надежности действия защитного аппарата обеспечивается.
7.7 Выбор жестких шин
Основное электрическое оборудование подстанций и аппараты в этих цепях соединяются между собой проводниками разного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки.
Согласно ПУЭ /3/ сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах закрытых и открытых РУ всех напряжений по экономической плотности тока не проверяются.
Выбор сечения шин производиться по нагреву (по допустимому току). Условия выбора (58):
IМАХ IДОП
где IДОП - допустимый ток шины выбранного сечения.
После выбора сечения шин производятся следующие проверки:
Проверка шин на термическую стойкость при коротком замыкании производиться по условию (59):
qMIN q
где qMIN - минимальное сечение по термической стойкости (60);
q - выбранное сечение;
Подобные документы
Расчет электрических нагрузок жилых и общественных зданий. Вычисление основных параметров уличного освещения. Выбор силовых трансформаторов, токов короткого замыкания, оборудования на трансформаторных подстанциях. Электрические сети жилых зданий.
дипломная работа [751,1 K], добавлен 06.04.2014Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011Характеристика потребителей электрической энергии. Расчет электрических нагрузок, мощности компенсирующего устройства, числа и мощности трансформаторов. Расчет электрических сетей, токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования и его проверка.
курсовая работа [429,5 K], добавлен 02.02.2010Выбор оборудования на подстанции и схемы электроснабжения. Расчет электрических нагрузок, силовых трансформаторов, токов короткого замыкания, сечения питающих линий. Устройство вакуумного выключателя. Себестоимость передачи и распределения электроэнергии.
дипломная работа [222,8 K], добавлен 18.05.2014Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013Расчет электроснабжения участка разреза. Требования к схемам электроснабжения. Выбор подстанций и трансформаторов. Расчет электрических сетей, токов короткого замыкания, токов однофазного замыкания на землю в сети 6 кВ. Выбор защитной аппаратуры.
курсовая работа [182,9 K], добавлен 06.01.2013Характеристика объекта проектирования, расчет нагрузок электроприемников. Выбор трансформаторов. Проектирование сети и системы электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и проверка электрических аппаратов. Релейная защита и автоматика.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 15.02.2017Разработка принципиальной схемы электроснабжения микрорайона города. Расчет электрических нагрузок. Определение числа, мощности и мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Определение расчетной нагрузки сети, величины напряжения внешнего электроснабжения. Выбор силовых трансформаторов. Расчет воздушных и кабельных линий электропередач. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов, изоляторов и шин.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.03.2013Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015Принцип построения схем распределения электрической энергии внутри жилых зданий. Описание схемы электроснабжения двенадцати этажного дома. Метод определения электрических нагрузок в жилых зданиях. Расчётные нагрузки жилых домов второй категории.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 24.11.2010Определение категории надежности и выбор электросхемы. Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания. Выбор силовых трансформаторов, проводников, распределительных устройств, аппаратов коммутации и защиты. Проверка высоковольтного выключателя.
курсовая работа [426,9 K], добавлен 27.03.2014Общая характеристика Борзинского района, особенности климатических и природных условий. Проектирование электрической подстанции, расчет электрических нагрузок. Выбор силовых трансформаторов, расчет токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования.
дипломная работа [371,3 K], добавлен 19.08.2011Выбор схемы электроснабжения и расчет освещения района работ. Определение электронагрузок и средневзвешенного коэффициента мощности, методы его улучшения. Расчет электрических сетей и токов короткого замыкания. Устройство и расчет защитного заземления.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 22.08.2012Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013Проектирование нагрузок системы внутризаводского электроснабжения. Выбор конденсаторной установки. Определение величины оптимальных электрических нагрузок для силовых трансформаторов и подстанции. Расчет токов короткого замыкания, марки и сечения кабелей.
курсовая работа [223,2 K], добавлен 12.02.2011Расчет электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения. Расчет трехфазных токов короткого замыкания. Расчет ежегодных издержек на амортизацию.
курсовая работа [820,9 K], добавлен 12.11.2013Развитие нетрадиционных видов энергетики в Крыму. Выбор схемы электроснабжения микрорайона. Расчет электрических нагрузок жилого микрорайона. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции. Расчет токов короткого замыкания в сетях.
курсовая работа [386,1 K], добавлен 08.06.2014Определение расчетных электрических нагрузок. Проектирование системы внешнего электроснабжения завода. Расчет токов короткого замыкания и заземления. Выбор основного электрооборудования, числа и мощности трансформаторов. Релейная защита установки.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.11.2014Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности. Защита цеховых электрических сетей. Выбор кабелей и кабельных перемычек, силовых пунктов, токов короткого замыкания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2015