Электроснабжение городского района
Расчет нагрузки жилого дома и общественных зданий, осветительной нагрузки микрорайона. Обоснование схемы распределения электрической энергии. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций, кабельных линий. Расчет токов короткого замыкания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.02.2017 |
| Размер файла | 448,4 K |
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/
1. Характеристика потребителей электрической энергии
электрический трансформаторный ток замыкание
В данном проекте рассматривается электроснабжение жилого микрорайона города.
Исходными данными для проектирования являются: генеральный план микрорайона, который представлен на листе 1 со сведениями об этажности зданий и количестве квартир.
В микрорайоне предусмотрено наличие детского сада, школы, магазинов.
По степени надежности электроснабжения, проектируемые здания относятся ко II категории потребителей. К I категории относятся электродвигатели лифтов, насосов, аварийное освещение, пожарная сигнализация.
Потребители получают питание от трансформаторных подстанций (ТП), расположенных на территории микрорайона, которые питаются от распределительной подстанции.
Жилой фонд состоит из 5-и и 9-и этажных домов, подключённых к сетям природного газа. Дома оборудованы электроплитами.
Микрорайон ограничивают улицы, являющиеся магистральными, районного и местного значения категории Б и В по классификации.
Рассматриваемый в проекте микрорайон относится к III климатической зоне. Наиболее высокая температура воздуха плюс 42є С, наиболее низкая температура минус 44є С. Годовое количество осадков 358 мм. Средняя толщина снегового покрова 26 см, глубина промерзания 1,3 - 1,8 м.
2. Расчет силовых нагрузок
В основу расчета положена «Инструкция по проектированию городских электрических сетей».
Целью расчета электрических нагрузок является определение числа и мощности потребительских ТП. Расчетные электрические нагрузки жилых домов складываются из расчетных нагрузок силовых потребителей электроэнергии и нагрузок питающей осветительной сети.
Определим расчетную электрическую нагрузку квартир, приведенную к вводу жилого дома по формуле:
Ркв= Ркв.уд • n, (2.1)
где Ркв.уд. - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, принимая в зависимости от числа квартир присоединенных к линии, кВт/квартир;
n - количество квартир.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) - Рр.жд., кВт, определяется по формуле:
Рр.жд = Ркв + Ку • Рс, (2.2)
где Ку - коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников,
Ку=0,9;
Рс - расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт.
Расчетная нагрузка силовых электроприемников, приведенная к вводу жилого дома, определяется:
Рс = Рр.л. + Рст.у, (2.3)
где Рр.л. - мощность лифтовых установок, кВт;
Рст.у. - мощность электродвигателей санитарно-технических устройств, кВт.
Мощность лифтовых установок определяется по формуле:
Рр.л. = Кс • Рл • n, (2.4)
где Кс - коэффициент спроса [2];
Рл - установленная мощность электродвигателя лифта, кВт;
n - количество лифтовых установок.
2.1 Расчет нагрузки жилого дома
Жилой дом №1 по ул. Железнодорожной на 135 квартир, 9 этажей, установлены 2 лифтовые установки с мощностью, равной 8,5 кВт.
Ркв.уд. - определяется путем интерполяции:
, (2.5)
Ркв.уд 135 = 1,91 кВт/кв.
Ркв = 1,91 • 135 = 258кВт.
Расчетная нагрузка для лифтовых установок:
Рр.л.=0,8 • 8,5• 2=13,6 кВт;
Расчетная нагрузка силовых электроприемников дома:
Рс=Р р.л.=13,6 кВт.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома:
Р р.ж.д. = 258 + 13,6 = 271,6 кВт.
Реактивная нагрузка жилых объектов складывается из реактивной мощности электродвигателей лифтов и реактивной мощности квартир:
Реактивная мощность квартир:
Qкв = Ркв • tgцкв, (2.6)
где tg цкв=0,29;
Qкв = 258 • 0,29 = 74,82 кВАр
Реактивная мощность лифтов:
Qр.л. = Рр.л. • tgцл, (2.7)
где: tg цл=1,17;
Qр.л. = 13,6. • 1,17 = 15,9 кВАр
Qр.ж.д. = 74,82 + 15,9 = 90,72 кВАр
Полная мощность равна:
кВА
Расчет остальных жилых зданий аналогичен. Результаты расчетов сводится в таблицу А1, ПРИЛОЖЕНИЕ А2.2. Определение расчетных электрических нагрузок общественных зданий
Расчет электрических нагрузок общественных зданий производится по удельным расчетным электрическим нагрузкам.
Пример расчета нагрузки школы №3 на 1000 мест.
Расчетная мощность определяется по формуле:
Рр = Руд • m, (2.8)
где Руд - удельная расчетная нагрузка, кВт/место;
m - число мест.
Рр = 0,25 • 1000 =250 кВт,
Расчетная реактивная мощность определяется по формуле:
Qр = Рр • tgц (2.9)
где tg ц=0,38 [2];
Qр = 250 • 0,38 = 95 кВАр
Аналогично выполняются расчеты силовой нагрузки для других общественных зданий. Результаты расчетов сведены в таблицу Б1 ПРИЛОЖЕНИЕ Б
По микрорайону нагрузка составит:
РУ=Рр.ж.д+Рр=6225,6+777,8=7003,4 кВт
SУ=Sр.ж.д+Sр=6504,1+878=7382,1 кВА
3. Светотехнический расчет
3.1 Расчет осветительной нагрузки микрорайона
К особенностям выбранного оборудования можно отнести: малые габариты обеспечения отчетливого различия объектов, необходимого для зрительной работы. Рационально распределенный световой поток защищает глаза наблюдателя от чрезмерной яркости. Хорошая защита источников света от механических повреждений и загрязнения обеспечивается выбранной конструкцией светильников.
Проектом предусматривается освещение улиц и фасадов домов микрорайона светильниками РКЦ-250 на железобетонных опорах, и на кронштейнах по фасадам зданий между вторым и третьими этажами. Подключение наружного освещения микрорайона предусматривается от распределительных шкафов типа ВРУ-ВЗ. Щит уличного освещения ЩУО-200 устанавливается в небольших городах и населенных пунктах для автоматического регулирования уличного освещения в вечернее и ночное время, что предусматривает централизованное управление освещением. Щит комплектуется вводными автоматами на 100 А с трансформатором тока и счетчиком и четырьмя групповыми автоматами А3130 на 25 А и 40 А. В ночное время 2/3 светильников отключается.
Пример расчета наружного освещения улицы Кирова:
Для надежной работы осветительной установки и ее экономности нужно учитывать государственные нормативы (СНиП РК).
Учитывая, что ул. Осенняя является улицей общегородского значения с интенсивностью движения транспорта в обоих направлениях свыше 2000 ед/ч, средняя яркость дорожного покрытия L=1,7 кд/м2, средняя горизонтальная освещенность Еср=15 лк.
Согласно рекомендации типового проекта принимаем схему расположения светильников - двухрядная шахматная. Ширина пешеходной дорожки 1,5 м, ширина дороги 7 м, высота подвеса светильников - 10 м.
В установках, где нормирована средняя яркость покрытия, за основу расчета берется коэффициент использования по яркости зL.
По значению зn определяется необходимый поток Фґ:
(3.1)
где L - нормирования яркость, kg/м2;
kз - коэффициент запаса;
зL - коэффициент использования по яркости.
Так как принимаем двухрядную схему расположения светильников, то рассчитаем количество светильников по одной стороне, т.е. освещаемая ширина дороги d=10/2=5 м. По таблице находим значение коэффициента использования по яркости, для светильника ЖКУ-33:
b/h=5/10=0,5;
з'L=0,053;
k3=1,15;
L=1,7 кд/м2;
Поток:
Принимаем лампы типа ДНаЗ-250 Рефлакс, с потоком Fл=26500 лм.
Освещаемая площадь:
(3.2)
Расстояние между светильниками принимаем:
(3.3)
Количество светильников на ул. Осенняя принимаем:
, (3.4)
Общая мощность от освещения объекта по формуле:
Р0=Руд*N (3.5)
где Руд - удельная мощность лампы с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре
Руд=0,275 кВт.
Ро=0,275*28=7,7 кВт
Qо=Рo*tgц=7,7*0,61=4,7 кВАр
Cosц=0,85 для ламп ДНаЗ.
Пример расчета наружного освещения школы №3 выполненного светильниками ЖКУ-33 100 Вт.
Для надежной работы осветительной установки и ее экономности большое значение имеет правильный выбор светильников. При выборе светильника, учитываются условия окружающей среды, в которой будет работать светильник, требуемое распределение светового потока и экономичность самого светильника.
Учитывая минимальное присутствие транспорта, принимаем среднюю горизонтальную освещенность покрытия Еср=10 лк, среднюю яркость территории - 0,6 лм/м2.
Число светильников, используемых при освещении больших площадей не проезжих территорий, определяется как:
(3.6)
где - площадь освещаемой территории, .;
- коэффициент использования светового потока по освещенности
=0,288.
k3=1,15;
Фл - световой поток лампы.
Фл =9000 лм для ДнаЗ-100
Результаты расчета числа установок наружного освещения территории детских яслей-сада, территории общеобразовательной школы и территории сквера приведены в таблице В1 ПРИЛОЖЕНИЕ В
Для освещения проездов, подходов к корпусам детских яслей-сада необходимо 13 светильников ЖКУ33-100 с лампами ДнаЗ-100 Рефлакс.
Для освещения проездов, подходов к корпусу общеобразовательной школы и стадиону необходимо 20 светильников ЖКУ33-100 с лампами ДнаЗ-100 Рефлакс.
Для освещения территории сквера необходимо 14 светильников ЖКУ33-100 с лампами ДнаЗ-100 Рефлакс.
Для включения дуговых ламп используется специальная пускорегулирующая аппаратура. Освещение дворов осуществляется настенными светильниками над каждым подъездом.
Суммарная осветительная нагрузка:
РУосв=44,66 кВт
QУосв=27,03 кВАр
3.2 Электрический расчет осветительной сети
Расчет электрических осветительных сетей производится по минимуму проводникового материала.
В практике для расчета сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала используется формула:
, (3.7)
где Мприв - приведенный момент мощности, кВт•м;
С - коэффициент, зависящий от схемы питания и марки материала проводника, С=44;
ДU - допустимая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания до наиболее удаленной лампы, %.
Согласно ПУЭ ДU=2,5%
Расчет сети освещения рассмотрим на примере уличного освещения по ул. Ольховая первый участок, запитанный от ТП3:
Рисунок 3.1. Расчетная схема
Определяется момент на участке 0-1 по формуле
М0-1 = Р•1•n, (3.8)
где P - расчетная мощность лампы, кВт;
l - расстояние до лампы, м;
n - количество ламп, шт.
М0-1=0,288•46•17=225,2 кВт•м;
Момент на участке 1-2 определяется по формуле:
, (3.9)
где l0 - расстояние до первой лампы, м;
l1 - расстояние между лампами, м.
кВт•м
Момент на участке 1-3:
кВт•м
Мприв=М0-1+М1-2+М1-3=225,2+1033,3+132,48=1391 кВт•м;
мм2.
Принимаем изолированный самонесущий провод, марки СИП-2 3х16+1х25 с алюминиевой несущей жилой упрочненной стальной проволокой,
Определяются фактические потери напряжения на участке 0-1 по формуле:
, (3.10)
Располагаемые потери напряжения на участке 0-1:
ДUp0-1=ДU-ДUф0-1 (3.11)
ДUp0-1= 2,5-0,4=2,1%
Сечения на участке 1-2 и 1-3:
мм2
мм2
ДUф0-1+ДUф1-2<ДU
0,4%+1,86%<2,5%
2,26%<2,5%
0,4%+0,23<2,5%
0,63%<2,5%
Проверка выбранных проводников на нагрев током нагрузки.
Определяется ток на участке 0-1:
, (3.12)
где Рр0 - расчетная мощность на данном участке, кВт;
Uл - номинальное напряжение сети, В;
сos ц - коэффициент мощности,
Cos ц=0,85.
А
Iдоп=100А - допустимый ток нагрузки.
А
А
8,9А<100А
6,3<100A
1,57A<100A
Проверка линий уличного освещения на потерю напряжения проводится для наиболее протяженных и загружаемых участков. Внутридворовая линия освещения пятиэтажных зданий выполняется двухпроводной, проводом марки СИП-2 1х16+1х25.
От ТП линии освещения запитываются кабелем марки АВБбШв.
Результаты расчетов сведены в таблицу Д1 ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Выбранные электрические сети наружного освещения удовлетворяют условиям проверки согласно ПУЭ.
4. Выбор схемы распределения электрической энергии
Питание потребителей осуществляется от шести ТП.
Распределение электроэнергии от РП до потребительских ТП осуществляется по распределительным сетям 10 кВ. Распределительная и питающая сети 10 кВ используются для совместного питания городских коммунально-бытовых объектов. Городские сети 10 кВ выполняются с изолированной нейтралью.
Схем построения городских распределительных сетей довольно много. Выбор схемы зависит от требования высокой степени надежности электроснабжения, а также от территориального расположения потребителей относительно РП и относительно друг друга.
Следует учитывать, что к электрической сети предъявляются определенные технико-экономические требования, с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого варианта.
Экономические требования сводятся к достижению по мере возможности наименьшей стоимости передачи электрической энергии по сети, поэтому следует стремиться к снижению капитальных затрат на строительство сети. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрической сети. Одновременный учет капитальных вложений и эксплуатационных расходов может быть произведен с помощью метода приведенных затрат. В связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по приведенным затратам.
Выбор наиболее приемлемого варианта, удовлетворяющего технико-экономическим требованиям, - это один из основных вопросов при проектировании любого инженерного сооружения, в том числе и электрической сети.
Рассмотрим схемы электрических сетей заданного района, а также проанализируем их достоинства и недостатки, с тем, чтобы выбрать наилучшие варианты для технико-экономического сравнения.
Распределительные сети ВН выполняются по схемам: радиальной (одностороннего питания), магистральной, по разомкнутой петлевой с АВР, по замкнутой петлевой.
Широко в городских сетях применяется распределительная сеть 10 кВ выполненная по кольцевой схеме изображенной на рисунке 4.1. Эта схема дает возможность двухстороннего питания каждой ТП. При повреждении какого-либо участка каждая ТП будет получать питание, согласно обеспеченной надежности электроснабжения потребителей.
Рисунок 4.1. Кольцевая схема электроснабжения
В проекте для сравнения рассматриваются две схемы распределительных сетей ВН: кольцевая схема электроснабжения и двухлучевая магистральная схема, изображенная на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2. Двухлучевая магистральная схема электроснабжения
Электрические сети 10 кВ на территории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше выполняются, как правило, кабельными. Кабельные линии прокладывают в траншеях на глубине не менее 0,7 м.
Городские распределительные сети 0,4 кВ могут иметь различные схемы построения. Для питания ЭП II и III категории, в частности жилых и бытовых зданий, применяют радиальную схему с двумя кабельными линиями.
Рисунок 4.3. Радиальная схема электроснабжения 0,4 кВ
Сети 0,4 кВ выполняются трехфазными четырехпроводными, кабелем марки АВБбШв. Сечения питающих линий выбираются по потере напряжения с проверкой по длительно допустимому току в нормальном и аварийном режимах. В ВРУ зданий установлено устройство АВР.
5. Выбор элементов системы электроснабжения
5.1 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций
Согласно ПУЭ электроприемники II категории необходимо обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
Для выбора мощности трансформаторов определяется максимальная полная мощность, приходящаяся на подстанцию:
, (5.1)
Где PУmax - суммарная активная мощность, кВт;
cosцср.взв - средневзвешенное значение cosц, который определяется через tgцср.взв:
(5.2)
Мощность одного трансформатора определяется по формуле:
, (5.3)
где К3 - принимаемый коэффициент загрузки трансформатора, К3 =0,7
По определенной мощности одного трансформатора находится ближайшая стандартная мощность трансформатора Sном и выбирается тип трансформатора. Выбранные трансформаторы проверяются по действительному коэффициенту загрузки:
Пример расчета мощности трансформаторов потребительской подстанции №1 приведен в таблице 5.1.
Таблица 5.1. Потребители ТП №1
|
Наименование объекта |
Р, кВт |
Q, квар |
S, кВА |
|
|
Железнодорожная №1 |
271,6 |
90,72 |
286,35 |
|
|
Осенняя №26 |
194,4 |
56,38 |
202,4 |
|
|
Осенняя №28 |
194,4 |
56,38 |
202,4 |
|
|
Школа №3 |
250 |
95 |
267 |
|
|
Итого: |
910,4 |
298,48 |
958,15 |
cosцср.взв. = 0,95
Суммарная расчетная активная мощность PУmax, определяется при питании от трансформаторной подстанции жилых домов и общественных зданий по формуле:
PУmax= Pзд.max+Pзд.1•К1+ Pзд.2•К2+ … + Pзд.n•Кn (5.4)
где Pзд.max - наибольшая из электрических нагрузок, питаемой подстанцией, кВт;
Pзд.1, Pзд.2, Pзд.n - расчетные нагрузки зданий, кВт;
К1, К2, Кn - коэффициенты, учитывающие несовпадение максимумов нагрузки (квартир и общественных зданий).
PУmax=271,6+194,4*0,9+194,4*0,9+250*0,95=859,02 кВт
кВА
Мощность одного трансформатора:
кВА
Принимаем два трансформатора типа ТМГ-1000/10/0,4 кВ
Проверяем выбранные трансформаторы по действительному коэффициенту загрузки:
Расчет мощности трансформаторов других подстанций проводится аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу Е1 ПРИЛОЖЕНИЕ Е.
5.2 Выбор кабельных линий
Выбор кабелей 10 кВ
Cечение жил кабелей выбирается по экономической плотности тока в нормальном режиме и проверяется по допустимому длительному току в аварийном и послеаварийном режимах, а также по допустимому отклонению напряжения.
Сечение определяется как отношение расчетного тока к экономической плотности тока:
(5.5)
где - экономическая плотность тока, принимаемая
=1.4;
- расчётный ток, А.
При определении расчётной нагрузки учитываем коэффициенты совмещения максимумов нагрузки трансформаторов в зависимости от их количества.
Пример расчёта:
Рассмотрим на примере линии W3:
(5.6)
где - коэффициент совмещения максимума нагрузки трансформаторов, который находится по табл. 2.4.1 [6].
(кВ?А),
(5.7)
, А,
.
Проверка по допустимому длительному току в послеаварийном режиме.
Рассмотрим случай выхода из строя одной из линий от РП. При этом необходимо проверить сечения всех кабелей, нагрузка которых увеличивается.
Условием проверки является выражение:
, (5.8)
где - послеаварийный ток, А;
- коэффициент прокладки, [6];
- коэффициент перегрузки, [6].
Пример расчёта:
Рассмотрим в качестве примера W3.
(5.9)
где - коэффициент совмещения максимумов нагрузки
трансформаторов принимаем по табл. 46.6 [спарвочн].
кВ•А,
А,
А.
Условие проверки (5.8) соблюдается: 265,6 А < 283 А
Для W6 выбираем кабель АПвП-10-3Ч150 ; .
Рассчитаем потери напряжения в линиях 10 кВ в нормальном и послеаварийном режимах по выражению:
(5.10)
где - ток нагрузки, А;
- длина кабеля, км;
- коэффициент мощности нагрузки;
- соответственно, удельное активное и индуктивное сопротивление, Ом/км.
Примечание - аварийным режимом считается повреждение на линии W9.
Приведём в качестве примера расчёт потери напряжения в линии W3 в нормальном режиме по формуле (5.10):
В,
где - суммарные потери напряжения с учётом потерь в предыдущих линиях.
Потери напряжения в любом режиме работы не превысят 5%.
Выбор кабелей 0,4 кВ
Выбор сечения кабеля производится аналогично кабелям 10 кВ
6. Расчёт токов короткого замыкания
6.1 Расчет токов короткого замыкания 10 кВ
Расчет проводится для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики или проверки параметров оборудования.
Введем ряд допущений, упрощающих расчет и не вносящих существенных погрешностей:
1. Линейность всех элементов схемы;
2. Приближенный учёт нагрузок;
3. Симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания;
4. Пренебрежение активными сопротивлениями, если X/R>3;
5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются;
Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2ч5%.
Расчет токов короткого замыкания упрощается при использовании схемы замещения. Расчет токов КЗ проводим в именованных единицах.
Расчетные точки короткого замыкания:
К1…К5 - на шинах ТП.
Рисунок 6.1. Схема замещения 10 кВ
Параметры системы:
(6.1)
где Ucp - среднее напряжение, кВ;
Iкз - ток короткого замыкания на шинах РП-9.
Ом.
ЭДС системы:
. (6.2)
кВ.
Параметры кабельной линии:
RКЛ = r0 • l, (6.3)
XКЛ = x0 • l, (6.4)
Rw3= 0,208 • 1,95 = 0,4056 Ом
X w3= 0,079 • 1,95 = 0,154 Ом
Ом
Параметры линий приведены в таблице 6.1
Таблица 6.1. Параметры линий
|
Участок |
Кабель |
l, м |
х0, Ом/км |
r0, Ом/км |
R, Ом |
Х, Ом |
Z, Ом |
|
|
W3 |
АПвП-10-3Ч150 |
1950 |
0,208 |
0,079 |
0,4056 |
0,154 |
0,4338 |
|
|
W4 |
АПвП-10-3Ч150 |
1560 |
0,208 |
0,079 |
0,3245 |
0,1232 |
0,3273 |
|
|
W5 |
АПвП-10-3Ч120 |
1500 |
0,261 |
0,8 |
0,3915 |
0,12 |
0,4095 |
|
|
W6 |
АПвП-10-3Ч150 |
1630 |
0,208 |
0,079 |
0,339 |
0,128 |
0,3626 |
|
|
W7 |
АПвП-10-3Ч95 |
1510 |
0,329 |
0,081 |
0,4967 |
0,1223 |
0,5115 |
|
|
W8 |
АПвП-10-3Ч150 |
1680 |
0,208 |
0,079 |
0,349 |
0,133 |
0,373 |
|
|
W9 |
АПвП-10-3Ч150 |
1350 |
0,208 |
0,079 |
0,2808 |
0,1067 |
0,3004 |
Расчёт токов КЗ выполняется для напряжения той стороны, к которой приводятся сопротивления схемы.
, (6.5)
где - полное суммарное эквивалентное сопротивление от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.
Установившееся значение тока при двухфазном КЗ определяется по значению тока трёхфазного КЗ:
. (6.6)
Ударный ток:
(6.7)
где куд - ударный коэффициент.
Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.
кА.
кА.
кА.
Расчет токов КЗ сведен в таблицу Л1 ПРИЛОЖЕНИЕ Л
6.2 Расчет токов короткого замыкания 0,4 кВ
Расчет токов КЗ выполняется с целью проверки коммутационной аппаратуры на динамическую стойкость, чувствительность и селективность действия защит. Пример расчета приведем для ТП №1 для дома №1 по улице Железнодорожная.
Рисунок 6.2. Исходная схема для расчета токов короткого замыкания
Рисунок 6.3. Схема замещения
Найдем параметры схемы замещения.
Система С:;
Трансформатор: Sн.тр=1000 кВА; Uк=5,5%; ДРк=10,2 кВт.
Индуктивное сопротивление системы:
, (6.8)
где IКЗ - ток КЗ на шинах ВН КТП.
мОм.
Сопротивления трансформатора:
; (6.9)
. (6.10)
мОм;
мОм.
Сопротивления линий:
; (6.11)
. (6.12)
RW = 0,13·80=10,4 мОм;
XW = 0,077·80=6,16 мОм;
Сопротивления автоматических выключателей:
RQF1=0,74 мОм; XQF1=0,55 мОм;
RQF2=1,8 мОм; XQF2=0,86 мОм.
Переходные сопротивления неподвижных контактных соединений:
Rк1=0,6 мОм;
Rк2=0,75 мОм.
(6.13)
мОм.
Сопротивление дуги:
, (6.14)
где - падение напряжения на дуге, кВ;
- максимальный ток КЗ, А. из таблицы 7.3
, (6.15)
где - напряженность в стволе дуги, при
;
- длина дуги.
, (6.16)
где ; - суммарные индуктивное и активное сопротивления прямой последовательности до точки КЗ со стороны системы.
Минимальный ток КЗ определяется по выражению:
. (6.17)
Ударный ток определяется по выражению:
, (6.18)
где - ударный коэффициент.
(6.19)
, (6.20)
где - частота сети, .
Для точки К1:
, (6.21)
. (6.22)
XУК1 = 1,19+ 8,65 + 0,55 = 10,39 мОм;
RУК1 = 1,632 + 0,74+0,6 = 2,97 мОм;
Расстояние между фазами проводника а для ТП с трансформаторами на 1000 кВА составляет 60 мм, т.к. а > 50 мм, то LД = а = 60 мм.
В;
мОм;
кА;
Найдем ударный ток:
с;
;
кА.
Для точки К2:
, (6.23)
. (6.24)
XУК2 = 10,39 + 0,86 + 6,16 = 17,41 мОм;
RУК2 = 2,97 + 1,8 + 10,4 +0,675 = 15,845 мОм;
кА.
Расстояние между фазами проводника а составляет 2,8 мм, т.к. а < 5 мм, то LД = 4а = 11,2 мм.
В;
мОм;
кА;
Найдем ударный ток:
с;
;
кА.
Токи однофазного КЗ в сетях с напряжением до 1кВ, как правило, являются минимальными. По их величине проверяется чувствительность защитной аппаратуры.
Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ определяется по формуле:
, (6.25)
где - полное сопротивление питающей системы, трансформатора, а также переходных контактов точки однофазного КЗ;
- полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.
, (6.26)
где , , , - соответственно индуктивные и активные сопротивления прямой и обратной последовательности силового трансформатора;
, - соответственно индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора.
мОм.
, (6.27)
где - удельное сопротивление петли фаза-нуль элемента;
- длина элемента.
Значение тока однофазного КЗ в точке К2:
ZП = 0,36·80=28,8 мОм;
кА;
7. Выбор и проверка коммутационной и защитной аппаратуры
7.1 Выбор выключателей нагрузки
Выключатели выбираются по номинальному значению тока и напряжения, роду установки и условиям работы, конструктивному исполнению и отключающим способностям.
Выбор выключателей производится:
по напряжению
Uном ? Uсети, ном, (7.1)
Где Uном - номинальное напряжение выключателя, кВ;
Uсети, ном - номинальное напряжение сети, кВ.
2) по длительному току
Iном ? Iраб, max, (7.2)
где Iном - номинальный ток выключателя, А
Iраб, max - максимальный рабочий ток, А
3) по отключающей способности:
(7.3)
где ia,r - апериодическая составляющая тока КЗ, составляющая времени до момента расхождения контактов выключателя;
ia,норм - номинальный апериодический ток отключения выключателя;
Допускается выполнение условия:
(7.4)
где внорм - нормативное процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения;
ф - наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения контактов;
ф = фз, мин + tсоб, (7.5)
где фз, мин = 1,5 с - минимальное время действия защит;
tсоб - собственное время отключения выключателя.
4) на электродинамическую стойкость выключатель проверяется по сквозному предельному току короткого замыкания:
(7.6)
где Iпр, скв - действительное значение предельного сквозного тока короткого замыкания;
- начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в цепи выключателя.
5) на термическую стойкость:
выключатель проверяется по тепловому импульсу:
(7.7)
где - предельный ток термической стойкости, равный предельному току отключения выключателя;
- нормативное время протекания тока термической стойкости.
=4с при номинальном напряжении до 35 кВ
=3с при номинальном напряжении свыше 110 кВ
, (7.8)
Проектом предусматриваем комплектацию РУ 10 кВ распределительного пункта стационарными камерами одностороннего обслуживания типа КСО с вакуумными выключателями типа ВВ/TEL:
- номинальное напряжение 10 кВ;
- номинальный ток 630 А;
- номинальный ток отключения 12,5 кА;
- ток динамической стойкости 20 кА;
- ток термической устойчивости для промежутка времени 4 сек. 20 кА;
- время отключение до погасания дуги не более 0.075 сек., tа = 0.075 сек.
Выбор выключателей приведен в таблице 7.1.
Таблица 7.1. Параметры выключателей, установленных на стороне 10 кВ
|
Условия выбора |
Расчетные данные |
Тип оборудования |
|
|
BB-TEL -10/630 У2 |
|||
|
Uном Uсети |
Uсети =10 кВ |
Uном =10 кВ |
|
|
Iном Iраб.мах |
Iраб.мах =265,9 А |
Iном =630 А |
|
|
Iоткл Iкз |
Iкз =7,024 кА |
Iоткл =12,5 кА |
|
|
i дин i уд |
i уд =10,145 кА |
i дин =20 кА |
|
|
I2t Вк |
Вк =98,98 кА2с |
I2t =1600 кА2с |
7.2 Выбор предохранителей
Для защиты трансформаторов ТП применим плавкие предохранители
Условия выбора предохранителей:
Uном ?Uсети, ном, (7.9)
Iном ?Iраб.max, (7.10)
Iоткл. ном ?IКЗ. (7.11)
Выбираем предохранители типа:
Для ТП1, ТП5 (для ТМГ-1000) ПКТ104-10-160-20 У3 Iном = 160 А
Для ТП4, ТП3 (для ТМГ-1000) ПКТ103-10-800-20 У3 Iном = 80 А
Для ТП6 (для ТМГ-1000) ПКТ104-10-200-12,5 У3 Iном = 200 А
Для ТП2 (для ТМГ-630) ПКТ104-10-100-31,5 У3 Iном = 100 А
7.3 Выбор трансформаторов тока
Условия выбора трансформаторов тока:
Uном ?Uсети , (7.12)
Iном ?Iраб.max , (7.13)
iдин ?iуд, (7.14)
I2·t ?Вк. (7.15)
Таблица 7.2. Параметры трансформаторов тока на стороне 10 кВ
|
Условия выбора |
Расчетные данные |
Тип оборудования |
|
|
ТПОЛ-10 |
|||
|
Uном Uсети |
Uсети =10 кВ |
Uном =10 кВ |
|
|
Iном Iраб.мах |
Iраб.мах =265,9 А |
Iном =300 А |
|
|
i дин i уд |
i уд =10,145 кА |
iдин =81 кА |
|
|
I2t Вк |
Вк =98,98 кА2с |
I2·t = 768 кА2·с |
7.4 Выбор ограничителей перенапряжения
Условие ограничителей перенапряжения:
Uном=Uсети. (7.16)
Выбираем ОПН - KP/TEL
Uном=10 кВ
Uдоп. max=11.5 кВ
7.5 Выбор автоматического выключателя
Защита кабельных линий 0,4 кВ выполнена автоматическими выключателями.
Условия выбора и проверки автоматических выключателей:
По напряжению:
(7.17)
По номинальному току:
. (7.18)
По отстройке от пиковых токов:
, (7.19)
где Ico - ток срабатывания отсечки;
Кн - коэффициент надежности;
Iпик - пиковый ток.
4) По условию защиты от перегрузки:
. (7.20)
По времени срабатывания:
, (7.21)
где - собственное время отключения выключателя;
Дt - ступень селективности.
По условию стойкости к токам КЗ:
, (7.22)
где ПКС - предельная коммутационная способность.
7) По условию чувствительности:
, (7.23)
где Кр - коэффициент разброса срабатывания отсечки, Кр=1,4-1,5
В качестве выключателя отходящих линий выбираем автоматический выключатель марки ВА57-39: IН.В. = 500 А; IТ.РАСЦ. = 500 А; IЭМ.РАСЦ. = 1000 А; ПКС=40 кА.
1) 660 В > 380 В;
2) IН.В. = 500 А>IР =443,27 А
3) КН·IПИК=1,5·443,27=664,9
IЭМ.РАСЦ. = 1000 А>664,9А
4) 1,3·IР = 1,3·443,27=576,25 А
576,25 А<1000 А
5)
6) ПКС=40 кА> 21,4 кА
7)
Вводной автоматический выключатель выбирается на номинальный ток трансформатора с учетом коэффициента перегрузки 1,4.
А.
Выбираем автоматический выключатель Э25В:
IН.В. = 2500 А; Iперегр = 3000А; Iсо = 3125; ПКС=50кА
1) 660 В > 380 В;
2); IН.В. = 2500 А>IН.ТР. = 2023 А
3) IПИК = 1,4·2023=2832,2А;
Iто = 3125>IПИК = 2832,2А
4) Iперегр = 3000А>1,3·2023 = 2630 А
5) tМТЗ = 0,25 с, tперегр = 8 с
6) ПКС=50 кА> 7,74 кА
7)
Список использованных источников
1. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. Пособие для студ. учреждений сред. проф. Образования. - М.: Издательство «Мастерство», 2001. - 320 с.: ил.
2. Старкова Л.Е. Справочник цехового энергетика/ Л.Е. Старкова. - 2-е изд. - Вологда: ВоГТУ, 2011. - 286 с.
3. Плащанский Л.А. Основы электроснабжения. Раздел «Релейная защита электроустановок»: Учебное пособие. - 3-е изд., стер. - М.:Издательство Московского государственного горного университета, 2005. - 143 с.:ил.
4. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - 2-е изд., испр. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008. - 214 с., ил. - (Профессиональное образование).
5. СНиП 23-05-95* Естественное и искусственное освещение, свод правил СП 52.13330.2011, актуализированная редакция, Москва 2011. - 69 с.
6. Инструкция по проектированию городских электрических сетей РД34.20.185-94 (с изм., внесенными Нормативами, утв. Приказом Минтопэнерго РФ от 29.06.1999 №213), - 35 с.
7. Организация производства электромонтажных работ на энергообъекте: методические указания для выполнения курсовых (контрольных) работ для студентов очной и заочной форм обучения. - Вологда: ВоГТУ, 2011. - 345 с.
8. Расчет сметной стоимости строительства объектов электроэнергетики: Методическое пособие. - Вологда: ВоГТУ, 2006. - 36 с.
9. Технико-экономическое обоснование инвестиций в электроэнергетике: Методические указания по выполнению организационно-экономической части дипломного проекта (для студентов дневной и заочной формы обучения). - Вологда: ВоГТУ, 2002. - 35 с.
10. Релейная защита в распределительных электрических сетях - А.А. Наволочный - А.В. Булычев
11. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.: 4-е изд., испр. И доп. - СПб: ПЭИБК 2009. - 350 с., ил.
12. Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд. 5-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1974. 680 с. С ил.
13. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга, 3-е изд. Перераб. И доп. М.: Знак. - 972 с:ил.
14. Техника безопасности в электроэнергетических установках. Справочное пособие / Под ред. П.А. Долина. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 400 с.: ил.
15. Охрана труда в электроустановках: Учеб. для вузов / Под ред. Б.А. Князевского. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 336 с.: ил.
16. Территориальные Единичные расценки На монтаж оборудования Терм-2001 Сборник №8 Электрические установки Вологодская область ТЕРм 81 -03-08-2001
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Оценка электрических нагрузок цехов, характеристика электроприемников. Расчет осветительной нагрузки. Проектирование и конструкция трансформаторных подстанций. Выбор схемы питания подстанций и расчет питающих линий. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 02.05.2012Краткая характеристика микрорайона. Расчетные электрические нагрузки жилых зданий. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций и размещение. Нагрузка общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий. Расчет электрической нагрузки.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 12.02.2015Определение расчетной нагрузки жилых зданий. Расчет нагрузок силовых электроприемников. Выбор места, числа, мощности трансформаторов и электрической аппаратуры. Определение числа питающих линий, сечения и проводов кабеля. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [273,7 K], добавлен 15.02.2017Определение расчетной нагрузки на вводах в жилые дома и общественные здания микрорайона. Расчет количества трансформаторных подстанций, выбор их мощности и месторасположения. Разработка схемы электроснабжения микрорайона и ее техническое обоснование.
курсовая работа [608,5 K], добавлен 04.06.2013Характеристика потребителей электроэнергии. Расчетные электрические нагрузки жилых и общественных зданий микрорайона. Построение системы наружного освещения. Определение числа, мощности, мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.02.2017Выбор и обоснование схемы электроснабжения ремонтного цеха, анализ его силовой и осветительной нагрузки. Определение числа и мощности силовых трансформаторов подстанции. Расчет токов короткого замыкания, проверка электрооборудования и аппаратов защиты.
курсовая работа [9,8 M], добавлен 21.03.2012Расчет электрической нагрузки микрорайона. Определение числа и мощности сетевых трансформаторных подстанций. Выбор схем электроснабжения микрорайона. Расчет распределительной сети высокого и низкого напряжения. Проверка аппаратуры защиты подстанции.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 25.12.2014Развитие 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 08.06.2014Электрические нагрузки района. Выбор числа, мощности, схем, мест расположения трансформаторных пунктов. Выбор схемы электроснабжения, линий электропередач, силовых трансформаторов, токов короткого замыкания, электрических аппаратов, релейной защиты.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 15.02.2017Определение электрических нагрузок линий напряжения 0,38 кВ, расчет трансформаторных подстанций полных мощностей, токов и коэффициентов мощности; токов короткого замыкания. Выбор потребительских трансформаторов. Электрический расчет воздушных линий 10 кВ.
курсовая работа [207,7 K], добавлен 08.06.2010Расчет электрических нагрузок групп цеха. Проектирование осветительных установок. Предварительный расчет осветительной нагрузки. Выбор числа, мощности трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет схемы силовой сети, токов короткого замыкания.
контрольная работа [188,8 K], добавлен 08.02.2012Расчетные нагрузки общественных зданий социального назначения. Расчет уличного освещения. Выбор числа места, типа трансформаторных подстанций и их мощности. Выбор схемы распределительной сети 10 кВ на основе вариантов технико-экономического сравнения.
дипломная работа [496,6 K], добавлен 25.09.2013Расчет электрических нагрузок электропотребителей. Проектирование системы наружного освещения микрорайона. Выбор высоковольтных и низковольтных линий. Определение числа, места и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [680,8 K], добавлен 15.02.2017Расчет и оценка показателей режима электрической сети, емкостных токов, токов короткого замыкания в электрической сети 6–20 кВ. Оценка потерь энергии. Оптимизация нормальных точек разрезов в сети. Загрузка трансформаторных подстанции и кабельных линий.
курсовая работа [607,6 K], добавлен 17.04.2012Выбор напряжений участков электрической сети объекта. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм. Определение числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита элементов.
курсовая работа [210,6 K], добавлен 30.09.2013Расчет суммарной нагрузки проектируемого района. Оценка числа жителей микрорайона. Расчет электрических нагрузок жилых домов и общественных зданий. Определение категорий электроприемников, выбор числа и мощности трансформаторов; схема электрической сети.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 02.02.2014Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010Расчет максимальной токовой защиты. Выбор рационального напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций. Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов по продолжительным режимам работы.
методичка [249,8 K], добавлен 07.03.2015Характеристика электроприемников городских электрических сетей. Графики нагрузок потребителей. Система электроснабжения микрорайона. Число и тип трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Расчет электрических сетей.
курсовая работа [98,8 K], добавлен 15.02.2007Разработка 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 15.02.2017
