МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДИПЛОМНЫЙ

ПРОЕКТ

Дипломника Кузнецовой Ольги Сергеевны

НА ТЕМУ:

«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 8-ГО МИКРОРАЙОНА ГОРОДА ОРЕНБУРГА»

Зав. кафедрой Чиндяскин В.И.

Руководитель проекта Чиндяскин В.И.

Консультанты по разделам:

1. Электроснабжение _______________________________________________

2. Экономика______________________________________________________

3. БЖД___________________________________________________________

4. РЗА____________________________________________________________

5. Спец. вопрос_____________________________________________________

Содержание

Введение………………………………………………………………………………..

1 Характеристика энергоснабжаемого микрорайона………………………………..

2 Определение расчетных электрических нагрузок жилых зданий………………..

3 Определение расчетных электрических нагрузок общественных

зданий…………………………………………………………………………………

4 Выбор величины питающего напряжения………………………………………….

5 Выбор местоположения и числа трансформаторных подстанций………………..

6 Расчет наружной осветительной сети……………………………………………….

6.1 Светотехнический расчет………………………………………………………….

6.2 Электрический расчет осветительной сети………………………………………

7 Выбор числа и мощности потребительских ТП……………………………………

7.1 Предварительный расчет мощности трансформаторов ТП………………………

7.2 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку……………………

7.3 Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку…………………………...

8 Выбор схемы распределительных сетей ВН………………………………………...

9 Предварительный выбор сечения кабельной линии 10 кВ…………………………

10 Расчет токов короткого замыкания………………………………….……………..

11 Проверка кабеля 10 кВ на термическую устойчивость

к токам короткого замыкания………………………………..……………………..

12 Выбор и расчет оборудования сети 10 кВ…………………………...……………..

12.1 Выбор оборудования в ячейках питающих линий 10 кВ

на п/ст «Шелковая»……………………………………………………………………...

12.2 Выбор электрооборудования ячейки трансформатора ТМ-10/250……………..

12.3 Расчет схемы распределительной сети 0,4 кВ…………………………………...

12.4 Выбор аппаратуры защиты кабельных линий 0,4 кВ…………….……………...

13 Технико-экономическое сравнение двух вариантов

схемы электроснабжения микрорайона……………………………………….……….

14 Релейная защита и автоматика линий 10 кВ ………………………………………

14.1 Расчет МТЗ…………………………………………………………………………

14.2 Расчет токовой отсечки……………………………………………………………

15 Охрана труда и техника безопасности……………………………………………..

15.1 Защитные меры безопасности…………………………………………….………

16 Разработка противоаварийных тренировок………………………………………..

16.1 Общее количество нарушений…………………………………………………….

16.2 Анализ ошибочных действий оперативного (неоперативного) персонала и неудовлетворительной организации эксплуатации энергооборудования на энергопредприятиях…………………………………………………………………

16.3 Классификация аварий……………………………………………….……………

16.4 Методы подготовки оперативного персонала……………………………………

16.5 Тренажер. Что это?………………………………………………………………...

16.6 Машинный (компьютерный эксперемент………………………………………..

16.7 Обучение и тренировка оперативного персонала……………………………….

16.8 Классификация тренировок ………………………………………….…………...

16.9 Описание алгоритма программы-тренажера……………………………………..

Вывод…………………………………………………………………………….………

Список используемых источников……………………………………………… …….

Аннотация

В предоставленном дипломном проекте, произведено энергоснабжение жилого микрорайона города Оренбурга. Выполнен расчет наружной осветительной сети. Произведен выбор силовых трансформаторных подстанций с проверкой их по перегрузочной способности.

Выбрана и рассчитана схема внешнего энергоснабжения, а также проведен расчет распределительной сети 0,4 кВ, с последующей проверкой электрических аппаратов для защиты кабельных линий.

В экономической части предложено технико-экономическое сравнение двух вариантов схем внешнего энергоснабжения, а также сравнение трансформаторных подстанций с различной мощностью и числом трансформаторов.

В разделе безопасность жизнедеятельности человека описывается расчет искусственного заземления.

Рассмотрен спец. вопрос на тему «Разработка противоаварийных программ-тренажеров для оперативно - диспетчерского персонала Оренбургских городских электрических сетей ОАО «Оренбургэнерго», по которой выступала с докладом на XXVI научной конференции студентов с присуждением 1-го места и награждением дипломом за лучшую научную разработку.

Введение

Развитие энергетики нашей страны в программе экономического подъема и развития Российской Федерации, которая предусматривает проведение в жизнь активной энергосберегающей политики на базе ускорения научно-технического прогресса во всех звеньях народного хозяйства. На сегодняшний день, когда экономика нашей России имеет тенденцию к снижению должного уровня, идет развитие новых технологических решений, которые возможно помогут решить задачи высокого уровня развития экономики. Электрификация народного хозяйства России развивается по пути разработки и внедрения электроустановок с использованием современных высокоэффективных электрических машин и аппаратов, линий электропередач, разнообразного электротехнологического оборудования, средств автоматики и телемеханики. Поэтому наметилась тенденция к снижению энергопотребления и потерь электроэнергии у потребителей. Основными потребителями электроэнергии являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство городов и поселков, причем на промышленность приходятся более 70% потребления электроэнергии, которая должна расходоваться рационально и экономно на каждом предприятии, участке и установке. В нашей стране создан мощный высокоэффективный топливно-энергетический комплекс, экономное и рациональное использование которого должно обеспечивать успешное решение народнохозяйственных планов.

Основной задачей проектирования новых промышленных объектов является создание наиболее простой схемы энергоснабжения наименее энергоемкого производства, наиболее полного использования всех видов энергии с наименьшими потерями.

Это достигается за счет выравнивания суточных графиков потребления электроэнергии, компенсации реактивной мощности, уменьшения простоя оборудования, повышение коэффициента мощности, сменности разработки мероприятий по экономии топливно-экономических ресурсов в перспективе.

В области энергоснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрения высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении. Безопасная и безаварийная эксплуатация систем энергоснабжения и многочисленных электроприемников ставит перед работником электрохозяйств разносторонние и сложные задачи, по охране труда и технике безопасности.

Учитывая экономический спад производства, а также с развитием и усложнением структур систем энергоснабжения, возрастают требования к экономичности и надежности, с внедрением современной вычислительной техники, требуются не только специальные, но и широкие экономические знания. Развитие рыночной экономики заставляет повышать интерес к изучению и использованию экономических моделей и методик в сфере энергетики.

В предлагаемом вниманию дипломном проекте сделана попытка обобщить имеющиеся знания и изложить теоретические и практические вопросы инженерными методами, которые основаны на достижениях различных отраслей знаний, для реализации которых требуются минимальные затраты времени у проектировщика при их усвоении и использовании.

Электроприемники II категории рекомендуется 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.

К III категории относятся здания, жилые дома в 5-9 этажей, предприятия бытового обслуживания, магазины, детские учреждения, наружное освещение. Для электроприемников III категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не более суток.

1 Характеристика энергоснабжаемого микрорайона

Главной задачей этого раздела является максимально полный подбор исходного материала для дальнейшего проектирования.

Рассматривается 8 микрорайон, относящийся к Городским электрическим сетям ОАО «Оренбургэнерго».

Определим необходимые климатические параметры, характеризующие заданный микрорайон.

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 1,8 - 2 м.

1.1 Технико-экономические показатели микрорайона.

Население в девятиэтажных и пятиэтажных зданиях - 79100 м², при обеспеченности общей площадью жилой 14,5 м² - 15500 человек. Площадь микрорайона в красных линиях 33,58 га. Количество общей жилой площади 79100 м², в том числе:

- плотность жилого фонда:

- нормативная - 7260 м²/га

- фактическая - 6093 м²/га

- количество квартир - 3221, в том числе:

- однокомнатные - 861

- двухкомнатные - 840

- трехкомнатные - 1520.

Электроснабжение микрорайона запроектировано от потребительских трансформаторных подстанций, питание которых осуществляется от существующей подстанции «Шелковая».

По степени надежности электроснабжения, проектируемые здания относятся к II и III категории потребителей. К II категории относятся электродвигатели лифтов, насосов, аварийное освещение.

2 Определение расчетных электрических нагрузок

жилых зданий

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.

Приведем методику расчета квартир, включая и общедомовые помещения (подвалы, чердаки, лестничные клетки и т.д.).

Определим расчетную электрическую нагрузку квартир, приведенную к вводу жилого дома по формуле:

(2.1)

где Ркв.уд_. - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, принимая ее в зависимости от числа квартир присоединенных к линии, кВт/квартир;

n - количество квартир.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) - Рр.ж.д., кВт, определяется по формуле:

(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:

(2.3)

где Рр.л. - мощность лифтовых установок, кВт;

Рст.у.- мощность электродвигателей санитарно-технических устройств, кВт.

Мощность лифтовых установок определяется по формуле:

(2.4)

где Кс - коэффициент спроса /2/;

Рл - установленная мощность электродвигателя лифта, кВт;

n - количество лифтовых установок.

2.1 Расчет жилого дома № 1

Жилой дом №1 на 108 квартир состоит из трех секций. В доме 9 этажей, установлены три лифтовые установки с мощностью, приведенной к ПВ=100%, равной 7 кВт.

Ркв.уд. - определяется путем интерполяции:

Ркв=0,592*108=63,94 кВт.

Расчетная нагрузка для лифтовых установок:

Рр.л.=0,8*7*3=16,8 кВт;

Рст.у=0 кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников дома:

Рс=Рр.л.=16,8 кВт.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома:

Рр.ж.д.=63,94+16,8*0,9=79,1 кВт.

Реактивная нагрузка жилых объектов складывается из реактивной мощности электродвигателей лифтов и реактивной мощности квартир:

Реактивная мощность квартир:

(2.5)

где tg цкв=0,29 /2/;

.

Реактивная мощность лифтов:

(2.6)

где: tg цл=1,17 /2/;

Расчет остальных жилых зданий аналогичен. Результаты расчетов сводится в таблицу 1 и в таблицу 2.

Таблица 1. Расчет нагрузки 9 этажных зданий

Наименование объекта	К-во квартир, шт.	Ркв.уд., кВт квартира	Этажность	Ркв, кВт	Мощность лифтовых установок, кВт	К-во Лифтов	Кс	Сos ц, квартир лифтов	tg ц, квартир лифтов	Рс, кВт	Qкв, кВАр	Qр.л., кВАр	Qр.ж.д., кВАр	Qр.ж.д., кВт
1.Жил.дом № 1	108	0,592	9	63,94	7	3	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	16,8	18,54	19,66	36,23	79,1
2. Жил.дом № 2	108	0,592	9	63,94	7	3	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	16,8	18,54	19,66	36,23	79,1
3. Жил.дом № 3	144	0,556	9	80,1	7	4	0,7	0,96 0,65	0,29 1,17	19,6	23,23	22,9	43,84	97,74
4. Жил.дом № 4	144	0,556	9	80,1	7	4	0,7	0,96 0,65	0,29 1,17	19,6	23,23	22,9	43,84	97,74
5. Жил.дом № 5	72	0,67	9	48,2	7	2	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	11,2	14	13,1	25,8	58,3
6. Жил.дом № 6	72	0,67	9	48,2	7	2	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	11,2	14	13,1	25,8	58,3
7. Жил.дом № 7	144	0,556	9	80,1	7	4	0,7	0,96 0,65	0,29 1,17	19,6	23,23	22,9	43,84	97

Продолжение таблицы 1
Наименование объекта	К-во квартир, шт.	Ркв.уд., кВт квартира	Этажность	Ркв, кВт	Мощность лифтовых установок, кВт	К-во Лифтов	Кс	Сos ц, квартир лифтов	tg ц, квартир лифтов	Рс, кВт	Qкв, кВАр	Qр.л., кВАр	Qр.ж.д., кВАр	Qр.ж.д., кВт
8. Жил.дом № 8	144	0,556	9	80,1	7	4	0,7	0,96 0,65	0,29 1,17	19,6	23,23	22,9	43,84	74
9. Жил.дом № 9	72	0,67	9	48,2	7	2	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	11,2	14	13,1	25,8	97,74
10. Жил.дом № 10	72	0,67	9	48,2	7	1	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	5,6	14	6,55	19,9	58,3
11. Жил.дом № 11	144	0,556	9	80,1	7	4	0,7	0,96 0,65	0,29 1,17	19,6	23,23	22,9	43,84	53,24
12. Жил.дом № 12	108	0,592	9	63,94	7	3	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	16,8	18,54	19,66	36,23	97,74
13. Жил.дом № 13	72	0,67	9	48,2	7	2	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	11,2	14	13,1	25,8	79,1
14. Жил.дом № 14	72	0,67	9	48,2	7	1	0,8	0,96 0,65	0,29 1,17	5,6	14	6,55	19,9	58,3
ИТОГО:														1065,7

Таблица 2 - Расчет нагрузки 5 этажных зданий

Наименование объекта	Кол-во квартир, шт.	Ркв.уд., кВт квартира	Этажность	Ркв., кВт	Сos ц	tg ц	Q кв., кВАр
1. Жил.дома №№ 15-24	60	0,7	5	42	0,96	0,29	12,18
Итого	-	-	-	420	-	-	121,8
2. Жил.дома №№ 25-28	80	0,65	5	52	0,96	0,29	15,1
Итого	-	-	-	208	-	-	60,4
3. Жил.дома №№ 29-39	75	0,663	5	49,7	0,96	0,29	14,41
Итого	-	-	-	546,7	-	-	158,51
ИТОГО	-	-	-	1174,7	-	-	-

3 Определение расчетных электрических нагрузок

общественных зданий

Расчет электрических нагрузок общественных зданий производится по удельным расчетным электрическим нагрузкам /2/.

Пример расчета нагрузки детского сада на 330 мест № 40.

Расчетная мощность детского сада определяется по формуле:

(3.1)

где Руд№40 - удельная расчетная нагрузка, кВт/место;

m - число мест в саду.

Расчетная реактивная мощность определяется по формуле:

(3.2)

где tg ц=0,25 /2/;

Аналогично выполняются расчеты силовой нагрузки для других общественных зданий. Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Расчет нагрузок общественных зданий

Наименование объекта	Число мест	Площадь торгового зала	Уд. мощность	Рр, кВт	Cos ц Tg ц	Qp, кВАр
1	2	3	4	5	6	7
Дет.сад № 40	330	-	0,4	132	0,97 0,25	33
Дет.сад№ 41	280	-	0,4	112	0,97 0,25	28
Дет.сад № 42	280	-	0,4	112	0,97 0,25	28
Школа № 43	700	-	0,22	154	0,95 0,38	58,5
Торговый центр № 44
- прод.магазин	-	300	0,22	55	0,8 0,75	49,5
-пром.магазин	-	900	0,14	126	0,9 0,48	60,5
-парикмахерская	7	-	1,3	9,1	0,97 0,25	2,9
- кафе	50	-	0,9	45	0,98 0,2	9
Прд.магазин № 45	-	100	0,22	22	0,8 0,75	16,5
ИТОГО	-	-	-	778,1	-	-

По микрорайону нагрузка составит:

Р_У=Р_р.ж.д+Р_кв+Р_р=1065,7+1174,7+778,1=3018,5

4 Выбор величины питающего напряжения

Согласно /3/ для городской питающей сети целесообразно применять систему электроснабжения напряжений 110-35/10/0,4 кВ.

В качестве основного для городской питающей среды принимается 10 кВ, которое характеризуется меньшими капиталовложениями и потерями в сетях по сравнению с системой 6 кВ.

Городские электрические сети напряжением 10 кВ выполняются трехфазными с изолированной нейтралью.

Для распределительной сети низкого напряжения основным напряжением является 380/220 В, сеть выполняется четырехпроводной с глухозаземленной нейтралью.

5 Выбор местоположения и числа трансформаторных

подстанций

Важной целью проектирования является выбор оптимального числа местоположения потребительских ТП. Районирование электрических нагрузок является неотъемлемой частью решения этой задачи.

Площадь микрорайона составляет 0,33 км². Суммарная активная расчетная нагрузка составляет - 3018,5 кВт. Плотность нагрузки составит = 9,11 Вт/м².

Согласно проектным нормативам предусматривается, что протяженность кабеля от ТП к зданиям не должна превышать 400 м /4/. В городской жилой застройке между зданиями размещаются детские и спортивные площадки, не всегда удается расположить подстанцию в центре электрических нагрузок. Поэтому, согласно рекомендации проектирования городских сетей /3/ недопустимо превышение протяженности кабеля.

Согласно данному генеральному плану микрорайона видно, что он представлен в виде прямоугольника 720x460 м. Мысленно микрорайон разбиваем на 6 частей. Принимаем 6 потребительских подстанций для обеспечения надежности электроснабжения и уменьшения экономических показателей.

РП-10кВ удобнее с точки зрения электроснабжения расположить со стороны питания, от подстанции «Шелковая», и по архитектурным соображениям совместить РП с ТП №2.

Согласно /5/ трансформаторную подстанцию располагаем ближе к ЦЭН, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электроэнергии и значительно сократить протяженность распределительной сети низкого напряжения, уменьшив тем самым расход проводникового материала и снизить потери электроэнергии.

Координаты ЦЭН определяются по формулам:

(5.1)

(5.2)

Пример расчета ЦЭН для ТП №3.

Данные об электроприемниках, питающихся от ТП №3, и их координаты сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Номер объекта по плану	Рр, кВт	X, см	Y, см
Жилой дом № 31	49,7	55,6	43
Жилой дом № 20	42	50	39
Жилой дом № 12	79,1	55,6	34,8
Жилой дом № 14	53,24	65	39
Жилой дом № 28	52	68,4	34,8
Жилой дом № 26	52	64	30,4
Магазин № 45	22	68	42,8

Учтя архитектурные особенности расположения зданий место расположение ТП №3 смещаем в точку с координатами Хо факт=61 см, Yо факт=35,5

Расчеты ЦЭН для остальных ТП проводят аналогично. Расчеты снесены в таблицу 5.

Таблица 5

Номер ТП	Xo расч	Yo расч	Xo факт	Yo факт
ТП № 1	10,2	35,4	8,8	35
ТП № 2	30,8	34,2	30,5	36,5
ТП № 3	60,3	37	61	35,5
4ТП № 4	7,6	12	7,2	13,3
ТП № 5	33	11,4	32,5	9,2
ТП № 6	56,6	12,2	56	14,4

6 Расчет наружной осветительной сети

6.1 Светотехнический расчет

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 детского сада № 40 выполненного светильниками РКУ-250.

Для надежной работы осветительной установки и ее экономности большое значение имеет правильный выбор светильников. При выборе светильника, учитывала условия окружающей среды, в которой будет работать светильник, требуемое распределение светового потока в зависимости от назначения и характера отделки помещения и экономичность самого светильника.

Так же при выборе светильника мне пришлось учитывать и технологическое назначение помещения, а, следовательно, и светотехническую классификацию светильников.

Учитывая минимальное присутствие транспорта, принимаем среднюю горизонтальную освещенность покрытия Еср=10 лк, среднюю яркость территории - 0,6 kg/м² /6/.

Согласно рекомендации типового проекта принимаем схему расположения светильников - однорядную. Ширина пешеходной дорожки по внутреннему периметру детского сада 3 м, длина пролета 35-40 м, высота подвеса светильников - 10 м.

В установках, где нормирована средняя яркость покрытия, за основу расчета берется коэффициент использования по яркости зL /6/.

По значению зn определяется необходимый поток Фґ:

(6.1.1)

где L - нормирования яркость, kg/м²;

k - коэффициент запаса;

зL - коэффициент использования по яркости.

k3=1,5 /6/;

Согласно /6/ находится коэффициент использования по яркости зL=0,035.

Лампа ДРЛ 250 В имеет поток 12500 лм, т.е. может осветить поверхность шириной 12500/2824,5=4,4

Определяется необходимое количество светильников:

К установке принимается 7 светильников через 37 м.

Общая мощность от освещения объекта по формуле (6.2):

(6.1.2)

где Руд - удельная мощность лампы ДРЛ с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре, для светильника РКУ-250

Руд=0,27 кВт.

Ро=0,27*7=1,89 кВт

Светотехнический расчет для остальных объектов выполняется аналогично. Данные расчетов сведены в таблицу 6.

 6.2 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:

(6.2.1)

где Мприв - приведенный момент мощности, кВт.м;

С - коэффициент, зависящий от схемы питания и марки материала проводника, С=44 /7/;

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. Юных Ленинцев.

Рисунок 1 - Расчетная схема

Определяется момент на участке О-1 по формуле

МО-1=P*l*n, (6.2.2)

где P - расчетная мощность лампы, кВт;

l - расстояние до лампы, м;

n - количество ламп, шт.

МО-1=0,27*80*17=367,2 кВт.м;

Момент на участке 1-2 определяется по формуле:

(6.2.3)

где l0 - расстояние до первой лампы, м;

l1 - расстояние между лампами, м.

Момент на участке 1-3:

Мприв=М0-1+m1-2+m1-3=367,2+302,4+486=1155,6 кВТ.м;

Принимаем кабель с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке, полихлорвиниловом шланге, марки ААШВу 4х16 мм², Sсто-1=16 мм².

Определяются фактические потери напряжения на участке 0-1 по формуле:

Располагаемые потери напряжения на участке 0-1:

ДUp0-1=ДU-ДUф0-1=2,5-0,52=1,98%

Сечения на участке 1-2 и 1-3:

Сеть уличного освещения выполняется воздушной линией, маркой провода А-16, Sст=16мм².

ДUф0-1+ДUф1-2<ДU

0,52%+0,43%<2,5%

0,95%<2,5%

0,52%+0,7<2,5%

1,22%<2,5%

Проверка выбранных проводников на нагрев током нагрузки.

Определяется ток на участке 0-1:

(6.2.4)

где Рр0 - расчетная мощность на данном участке, кВт;

Uл - номинальное напряжение сети,В;

Cos ц - коэффициент мощности, Cos ц=0,9 /7/.

Iдоп=90А - для кабеля сечением Sст=16мм²

7,8А<90А

Iдоп=105А - для воздушной линии Sст=16 мм²

3,2А<105A

4,1A<105A

Проверка линий уличного освещения на потерю напряжения проводится для наиболее протяженных и загружаемых участков. Внутридворовая линия освещения пятиэтажных зданий выполняется двухпроводной, проводом марки А-16.

От ТП линии освещения запитываются кабелем марки АВВГ. Также кабелем АВВГ выполняются линии освещения по фасадам девятиэтажных жилых зданий.

Используется кабель четырехжильный с сечением жилы 4-16 мм².

Результаты расчетов сведены в таблицу 7.

Таблица 7 Электрический расчет освещения

Наименование объекта	Участок	М, кВт.м	Мприв, кВт.м	ДU, %	Sрасч, мм2	S ст, мм2	Uср, %	Iм, А	Iдоп, А
Уличное освещение по ул.Дружбы	0-1 1-2 1-3	436 389 389	1214	2,5 1,8 1,8	11 4,9 4,9	16 16 16	0,62 0,55 0,55	7,8 3,65 3,65	90 105 105
Уличное освещение по ул.Салмышская	0-1 1-2 1-3	356,4 32,4 486	874	2,5 1,7 1,7	7,9 1,1 6,5	10 16 16	0,8 0,04 0,7	5,5 0,9 4,1	65 105 105
Дет.сад №40	0-1	264	264	2,5	2,4	4	1,5	3,2	38
Жил. Дома №№ 3, 4, 5, 6	0-1 1-2 1-3	130 142 101	373	2,5 1,76 1,76	3,4 1,8 1,7	4 4 4	0,74 0,8 0,8	5,5 2,74 2,1	38 38 38
Жил.дома №№ 15, 16 29	0-1 1-2	54 141,8	195	2,5 2,5	1,78 8,7	4 16	0,3 1,19	12,28 2,28	38 105
Дет.сад № 41	0-1	302,4	302,4	2,5	2,7	4	1,7	3,2	38
Жил.дома №№ 39, 17, 38, 18	0-1 1-2	47,3 239	287	2,5 2,2	2,6 6,8	4 16	0,3 2,0	3,19 3,19	38 105
Жил.дома №№21, 3, 36, 35, 22, 10	0-1 1-2	194,4	443	2,5 1,93	4,9 14,3	6 16	0,56 1,8	4,1 4,1	46 105
Жил.дома №№7, 8, 25	0-1	412	412	2,5	3,7	4	2,3	4,6	38
Школа № 43	0-1	665	665	2,5	5,9	6	2,4	4,6	46
Жил.дома №№ 34, 23, 33	0-1 1-2	170 209	379	2,5 1,64	3,6 15,4	4 16	0,86 1,6	3,2 3,2	38 105
Торговый цетр №44	0-1 1-2	88 100	188	2,5 2,0	1,7 6,8	4 16	0,5 1,3	1,7 1,7	38 105

Выбранные электрические сети наружного освещения удовлетворяют условиям проверки согласно ПУЭ.

7 Выбор числа и мощности потребительских ТП

7.1 Предварительный расчет мощности трансформаторов ТП

Согласно ПУЭ электроприемники II категории рекомендуется 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.

При наличии центролизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.

Для выбора мощности трансформаторов определяется максимальная полная мощность, приходящаяся на подстанцию:

(7.1.1)

где PУmax - суммарная активная мощность, кВт;

cosцср.взв - средневзвешенное значение cosц, который определяется через tg цср.взв:

(7.1.2)

Мощность одного трансформатора определяется по формуле:

(7.1.3)

где К3прин- принимаемый коэффициент загрузки трансформатора,

К3 прин.=0,7

По определенной мощности одного трансформатора находится ближайшая стандартная мощность трансформатора Sном и выбирается тип трансформатора. Выбранные трансформаторы повторяются по действительному коэффициенту загрузки:

(7.1.4)

K3дейст?К3прин

Пример расчета мощности трансформаторов потребительской подстанции № 3 приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Потребители ТП № 3

Наименование объекта	Р, кВт	Q, кВАр	сos ц	tg ц
Жилой дом № 31	49,7	14,41	0,96	0,29
Жилой дом № 20	42	12,18	0,96	0,29
Жилой дом № 12	79,1	36,23	0,91	0,458
Жилой дом № 14	53,24	19,9	0,94	0,374
Жилой дом № 28	52	15,1	0,96	0,29
Жилой дом № 26	52	15,1	0,96	0,29
Магазин № 45	22	16,5	0,8	0,75
Наружное освещение	5,94	2,87	0,9	0,484

УР=49,7+42+79,1+53,24+52+52+22+5,94=355,94 кВт;

УQ=14,41+12,18+36,23+19,9+15,1+15,1+16,5+2,87=132,27 кВАр;

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, (7.1.5)

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) /2/.

PУmax=49,7+42+79,1+53,24+52+52+22*0,8+5,94=355,64 кВт

Мощность одного трансформатора:

Принимаем два трансформатора типа ТМ-250/10/0,4 кВ

Sнт=250 кВА

Проверяем выбранные трансформаторы по действительному коэффициенту загрузки:

Расчет мощности трансформаторов других подстанций проводится аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 9.

7.2 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку

Систематическая перегрузка трансформатора допустима за счет неравномерности нагрузки его в течении суток (года). Определяется коэффициент перегрузки К^*нт трансформаторов:

(7.2.1)

Если К^*нт?1, то трансформаторы не испытывают систематической нагрузки и проверка не требуется /7/.

1,32>1

Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку не требуется.

Проверка трансформаторов на других ТП на систематическую перегрузку проводится аналогично, данные расчетов снесены в таблицу 10.

7.3 Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку

Аварийная перегрузка допускается в исключительных условиях (аварийных) в течении ограниченного времени, когда перерыв в энергоснабжении потребителей недопустим.

На аварийную перегрузку проверяются трансформаторы, если на подстанции установлено не менее двух трансформаторов. В качестве аварийного режима рассматривается режим с отключением одного трансформатора.

Определяется коэффициент перегрузки К^*нт в аварийном режиме:

(7.3.1)

Наносится К^*нтав на суточный график нагрузки (рисунок 2). Определяется, по точкам пересечения К^*нтав с графиком нагрузки, время перегрузки, tn=5 ч.

Определяется коэффициент начальной загрузки в аварийном режиме:

Рисунок 2 - Зимний суточный график нагрузки

(7.3.2)

где Si - мощность i-го участка времени;

Дti - временной участок, г;

tn - время перегрузки за сутки, ч.

По таблице «Нормы максимально допустимых систематических и аварийных перегрузок трансформаторов» /12/ в зависимости от эквивалентной температуры охлаждающей среды Иохл, от системы охлаждения трансформатора, от коэффициента начальной загрузки К1ав и от времени перегрузки Tn, определяется коэффициент допустимой аварийной перегрузки Кдоп.ав.

Иохл для Оренбурга составляет - 13,4єС.

Система трансформатора - М - с естественной циркуляцией воздуха и масла.

Время перегрузки Tn - 6 часов.

К г.доп.ав=1,7

Проверка трансформатора на аварийную перегрузку:

(7.3.3)

250*1,7?378,34

425кВА>378,34кВА

Выбранные трансформаторы ТП№3 удовлетворяют условиям проверки на аварийную перегрузку.

Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку проводится аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу 10.

Таблица 10 Проверка трансформаторов на систематическую и аварийную перегрузку

№ ТП	К*нт	К*нтав	К1ав	К2доп	Sнт*К2доп, кВА	Sm, кВА
ТП № 1	1,26	0,6	0,63	1,6	256	249
ТП № 2	1,45	0,7	0,56	1,7	425	344
ТП № 4	1,65	0,8	0,52	1,8	720	484
ТП № 5	1,84	0,9	0,49	1,9	760	433
ТП № 6	1,45	0,7	0,56	1,7	680	550

8 Выбор схемы распределительных сетей ВН

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 /1/.

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 стремится 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.

Представлен вариант распределительных сетей, выполненный по радиальной или магистральной схеме (рисунок 3), так как данный вариант является наиболее простым и не дорогим.

Рисунок 3 - Схемы распределительных сетей

Характерной особенностью этих схем является одностороннее электроснабжение потребителей. При аварии на любом участке линии Л1 и Л2 или на шинах 10 кВ подстанции автоматически отключится головной масляный выключатель В1 или В2 и вне подстанции прекращают подачу электроэнергии потребителям на время ремонта. Такие схемы применяются для потребителей III категории, так как в этих схемах отсутствуют резервное питание и осуществляется минимальная надежность электроснабжения.

Широко в городских сетях применяется распределительная сеть 10 кВ выполненная по кольцевой схеме (рисунок 4). 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 - Кольцевая схема электроснабжения

Для увеличения электроснабжения магистральная сеть выполняется с двумя источниками питания (от разных секущих шин РП) рисунок 5.

Рисунок 5 - Магистральная схема электроснабжения

В дипломном проекте для сравнения рассматриваются две схемы распределительных сетей ВН: кольцевая схема электроснабжения и магистральная схема с двумя источниками питания.

Согласно /4/ 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 /1/.

9 Предварительный выбор сечения кабельной линии 10 кВ

В соответствии с /3/ сечение кабелей с алюминиевыми жилами в распределительных сетях 10кВ при прокладке их в земляных траншеях, следует принимать не менее 35 мм². Выбор экономически целесообразного сечения производится по экономической плотности тока в зависимости от металла провода и числа часов использования максимума нагрузки /1/:

(9.1)

где Im - расчетный максимальный ток, А;

jэ - нормальное значение экономической плотности тока, А/мм²,

jэ=1,6 А/мм² /3/

(9.2)

где Sm - максимальная расчетная мощность, передающаяся по кабелю, кВА;

(9.3)

Выбираем сечение кабеля на участке п/ст «Шелковая» - РП с ТП-2 (Рисунок 6).

(.9.4)

где Ку=0,8 /2/

РУi - суммарная расчетная нагрузка i-й ТП.

Рm0-2=( РУ1+ РУ2+ РУ3+ РУ4+ РУ5+ РУ6)*0,8=(355,64+237+323+450,4+417+

+512)*0,8=1836 кВ

cos ц=0,92 - на шинах РП /2/

tg ц=0,43

Qm0-2= Qm0-1*tg ц=1836*0,43=789,5 кВт

Выбираем кабель марки ААБ с сечением жилы 95 мм² Iдоп = 240А

Расчет кольцевой распределительной сети 10 кВ

Рисунок 6 - Расчетная схема распределительных сетей 10 кВ, Вариант I, кольцевая схема.

Выбираем сечения кабелей распределительной сети 10 кВ от РП.

Определяется точка потокораздела:

Проверка:

S21+S23=УSm

1015,2+1078,8=2094

2094 кВА=2094 кВА

Потоки мощности по участкам:

S36=S23-S3=1078,8-378=700,8 кВА;

S65=S36-S6=700,8-550=150,8 кВА;

S54=S65-S5=150,8-433=-282,2 кВА;

S14=S12-S1=1015,2-249=766,2 кВА;

S45=S14-S4=766,2-484=282,2 кВА;

S56=S45-S5=282,2-433=-150,8 кВА;

ТП-5 является точкой потокораздела:

P21=S21*cos цср.вз.=1015,2*0,94=954,3 кВт;

P23=S23*cos цср.вз.=1078,8*0,94=1014 кВт;

P36=S36*cos цср.вз.=700,2*0,94=658,2 кВт;

P65=S65*cos цср.вз.=150,8*0,94=141,75 кВт;

P14=S14*cos цср.вз.=766,2*0,94=720,2 кВт;

P45=S45*cos цср.вз.=282,2*0,94=265,3 кВт.

Определяется ток на каждом участке сети 10 кВ:

(9.5)

По определенному току рассчитывается экономическая плотность тока и принимается стандартное большее сечение кабеля. Марка кабеля - ААБ, стандартное сечение кабеля 35-240 мм² /9/.

F21=36,7 мм²; Fст.21=50 мм²; Iдоп=140 А

F14=27,7 мм²; Fст.14=35 мм²; Iдоп=115 А

F45=10,2 мм²; Fст.45=35 мм²; Iдоп=115 А

F56=5,4 мм²; Fст.56=35 мм²; Iдоп=115 А

F63=25,3 мм²; Fст.63=35 мм²; Iдоп=115 А

F23=39 мм²; Fст.23=50 мм²; Iдоп=140 А

Производится проверка выбранных сечений кабеля в аварийных режимах: обрыв линии 1-2 или обрыв линии 2-3. Питание распределительной сети 10 кВ осуществляется от одной из двух секций шин РП-10кВ. Расчет производится аналогично расчету в нормальном режиме. Результаты расчетов снесены в таблицу 11.

Обрыв участка	№ i-го участка	Siав, кВА	Рiав, кВт	Iiав, А	Fст., мм2	Uдоп,А	Fст.принятое, мм2
1-2	2-3	2094	1968	121	50	140	50
	3-6	1716	1613	99,2	35	115	35
	6-5	1166	1094	67,4	35	115	35
	5-4	733	689	42,4	35	115	35
	4,1	249	234	14,4	35	115	35
2-3	1-2	2094	1968	121	50	140	50
	1-4	1845	1734	107	35	115	35
	4-5	1361	1279	79	35	115	35
	5-6	928	872	54	35	115	35
	6-3	378	355	22	35	115	35

Таблица 11

Потери напряжения при найденном сечении определяются по формуле /9/:

(9.6)

где ДUтб- табличное значение удельной величины потери напряжения, %/кВт*км /9/;

Ма -сумма произведений активных нагрузок на длины участков линий, кВт*м.

Расчетная потеря напряжений ДU сравнивается с допустимой потерей напряжения ДUдоп.

(9.7)

ДUдоп=5% - в нормальном режиме работы;

ДUдоп=10% - в аварийном режиме работы.

Определяются потери напряжения в нормальном режиме работы:

Потеря напряжения на участке 2-1-4-5:

ДU2-1-4-5=0,654*954,3*220*10^-6+0,925*(720,2*320+265,3*300)*10^-6=

=0,42%<5%

Потеря напряжения на участке 2-3-6-5:

ДU2-3-6-5=0,654*1014*320*10^-6+0,925*(658,2*230+147,75*310)*10^-6=

=0,4%<5%

Определяются потери напряжения в аварийном режиме работы:

Обрыв участка 1-2

ДU2-3-6-5-4-1=0,654*1968*320*10^-6+0,925*(1613*230+1094*310+689*300

+234*320)*10^-6=1,33%<10%

Обрыв участка 2-3

ДU2-1-4-5-6-3=0,654*1968*220*10^-6+0,925*(1734*320+1279*300+

+872*310+355*230)*10^-6=1,48%<10%

Выбранные сечения кабельной сети удовлетворяют условиям проверки по нагреву длительно допустимым током и по потери напряжения.

Расчет двухлучевой схемы распределительной сети 10 кВ

Рисунок 7 - Двухлучевая схема . Вариант II

Определяются потоки мощности по участкам:

S21=S1+S4+S5=249+484+433=1166 кВА;

S14=S4+S5=484+433 кВА;

S45=S5=433 кВА;

S23=S6+S3=378+550 кВА;

S36=S6=550 кВА.

Расчет и выбор сечений кабельной сети производится аналогично, как и для варианта I. Расчет в аварийном режиме производится при обрыве из цепи двухцепной линии. Результаты расчетов снесены в таблицу 12.

Таблица 12

№ участка	Smi,кВА	Ipi, А	Fi, мм2	Fст.i, мм2	Iдоп, А	Iавi,А
2-1	1166	33,7	21	35	115	67,4
1-4	917	26,5	17	35	115	53
4-5	433	12,5	7,8	35	115	25
2-3	928	26,8	17	35	115	53,6
3-6	550	16	10	35	115	32

Проверка выбранных сечений кабеля по допустимой потери напряжения ДUдоп, производится в нормальном и в аварийном режимах. Проверка по потере напряжения в аварийном режиме производится при выходе из работы одного из двух кабелей в начале ветви (участок 2-1 или 2-3). Результаты расчетов сведены в таблицу 13.

Таблица 13

№ участка	Pi, кВт	li, м	ДUтб, % км*мВт	ДUр, %	ДUдоп, %	ДUрав, %	ДUдопав, %
2-1	1096	220	0,925	0,59	5	1,2	10
1-4	862	320	0,925
4-5	407	300	0,925
2-3	872	320	0,925	0,4	5	0,8	10
3-6	517	230	0,925

Выбранные сечения кабельной сети удовлетворяют условиям проверки по нагреву длительно допустимым током и по потери напряжения.

10 Расчет токов короткого замыкания

Для проверки кабеля на термическую устойчивость производится расчет токов короткого замыкания.

I вариант

Составляется схема замещения кольцевой сети (рисунок 8).

Рисунок 8

Сопротивление системы -0,63 Ом; I_по = 9,2 кА; i_уд = 19 кА.

Рассчитываем индуктивные и активные сопротивления линий:

(10.1)

(10.2)

где Х0 - погонное индуктивное сопротивление, Ом/км;

ro - погонное активное сопротивление, Ом/км;

l - длина участка линии, км.

Для кабеля сечением 95 мм²: X0=0,083 Ом/км, rо=0,326 Ом/км;

для кабеля сечением 50 мм²: X0=0,09 Ом/км, rо=0,62 Ом/км;

для кабеля сечением 35 мм²: X0=0,095 Ом/км, rо=0,89 Ом/км.

Хл1=0,09*0,22=0,02Ом	rл1=0,62*0,22=0,136 Ом
Хл2=0,095*0,32=0,03Ом	rл2=0,89*0,32=0,285 Ом
Хл3=0,095*0,3=0,025Ом	rл3=0,89*0,3=0,267 Ом
Хл4=0,095*0,31=0,029Ом	rл4=0,89*0,31=0,276 Ом
Хл5=0,09*0,32=0,03Ом	rл5=0,62*0,32=0,198 Ом
Хл6=0,095*0,23=0,02Ом	rл6=0,89*0,23=0,21 Ом

Таблица 14 - Результаты расчета сопротивлений

Производим выбор базисных величин:

Sб=100 МВА, Uб=10,5 кВ

rк1=rn=0,2 Ом;

хк1=хс+хл=0,63+0,051=0,681 Ом;

Определяется сопротивление в относительных единицах:

1. Определяется ток Iкз в точке К1

По данным кривым определяется установившийся ток короткого замыкания в относительных единицах /10/:

I^*?k1=1,55;

Переводим I^*? в именованные единицы:

По расчетным кривым определяется ток короткого замыкания в начальный момент времени (t=0) /10/:

I^*on=1.51;

Определяется ударный ток:

(10.4)

где kуд - ударный коэффициент

kуд=1,45 /1/

2. Определяется ток Iкз в точке К2

I^*?=1,5; I^*0=1,42;

3. Определяется ток Iкз в точке К3

I^*?=1,38; I^*0=1,25;

4. Определяется ток Iкз в точке К4

I^*?=1,35; I^*0=1,2;

5. Определяется ток Iкз в точке К5

I^*?=1,39; I^*0=1,28;

6. Определяется ток Iкз в точке К6

I^*?=1,48; I^*0=1,4;

II вариант

Составляется схема замещения двухлучевой сети (рисунок 9)

Рисунок 9

Расчет токов короткого замыкания выполняется аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу 15.

Таблица 15

№ линии	Хл, Ом	rл, Ом	Хki, Ом	rki, Ом	Zk, Ом	X*	I*?	I?,кА	I*0	I0, кА	iуд
1	0,021	0,196	0,702	0,396	0,81	0,735	1,46	8,03	1,38	7,6	12,3
2	0,03	0,285	0,732	0,681	0,99	0,9	1,25	6,88	1,11	6,11	8,6
3	0,029	0,267	0,761	0,948	1,21	1,1	1,05	5,78	0,91	5,01	7,1
5	0,03	0,285	0,711	0,485	0,86	0,78	1,38	7,59	1,26	6,94	9,8
6	0,022	0,205	0,733	0,69	1,01	0,91	1,25	6,88	1,11	6,11	8,6

11 Проверка кабеля 10 кВ на термическую устойчивость

к токам короткого замыкания

При проверке кабелей ПУЭ рекомендует для одиночных кабелей место короткого замыкания принимать в начале линии, если она выполняется одним сечением или в начале каждого участка нового сечения, если линия имеет по длине разные сечения. При наличии пучка из двух и более параллельно выполненных кабелей ток короткого замыкания определяют, исходя из того, что замыкание произошло непосредственно за пучком, т.е. учитывается сквозной ток короткого замыкания.

Проверка сечения кабелей по термической стойкости производится по формуле:

(11.1)

(11.1)

где I? - действующее значение установившегося тока короткого замыкания;

tn - приведенное время короткого замыкания;

С - расчетный коэффициент.

С=95 А*с^1/2/мм² /7/

При проверке кабелей 10 кВ городских сетей на термическую стойкость затухание тока короткого замыкания, как правило, не учитывается и tn принимается равным действительному, которое слагается из выдержки времени релейной защиты линий 10 кВ и собственного времени отключающего аппарат.

При проверке кабелей 10 кВ городских сетей на термическую стойкость затухание тока короткого замыкания, как правило, не учитывается и tn принимается равным действительному, которое слагается из выдержки времени релейной защиты линий 10 кВ и собственного времени отключающего аппарат. /8/

(11.2)

tотк.ап=0,03 с;

Проверяем выбранное сечение кабеля на участке п/ст «Шелковая» - РП с ТП-2 по термической устойчивости:

Расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,1 с.; tn=0,13 с.

Fст>Fтерм

95 мм²>32,4 мм²

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверим сечения кабелей кольцевой схемы, вариант I.

Проверяем сечение кабеля на участке РП - ТП-1, расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

50 мм²>25,4 мм²

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверяем сечение кабеля на участке ТП-1 - ТП-4, расчетная точка короткого замыкания - К2.

I?=8250 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм²>24,6 мм²

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Проверяем сечение кабеля на участке ТП-3 - ТП-6, расчетная точка короткого замыкания - К6.

I?=8150 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм²>24,3 мм²

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

Двухлучевая схема. Вариант II.

Проверяем сечение кабеля на участке РП - ТП-1, расчетная точка короткого замыкания - К1.

I?=8530 А; tр.з=0,05 с.; tn=0,08 с.

35 мм²>25,4 мм²

Выбранный кабель удовлетворяет условию проверки по термической устойчивости.

12 Выбор и расчет оборудования сети 10 кВ

В данном разделе мною рассмотрены вопросы по выбору электрооборудования в ячейках РП-10 кВ, РЦ 10 кВ на трансформаторных подстанциях и в ячейках питающих линий 10 кВ на п/ст «Шелковая».

В проектируемом жилом микрорайоне распределительный пункт совмещен с трансформаторной подстанцией, с трансформаторами на 250 кВА.

Распределительный пункт 10 кВ предназначен для приема и распределения электрической энергии в городских сетях 10 кВ и размещается в отдельно стоящем здании. Выбираем распределительный пункт типа II РПК-2Т на восемь отходящих линий /9/. Силовые трансформаторы, распределительный щит 0,4 кВ и РУ 10 кВ размещаются в отдельных помещениях.

РУ 10 кВ комплектуется камерами КСО-212, распределительное устройство 0,4 кВ - панелями серии ЩО-70 /14/. Соединение трансформаторов со щитом 0,4 кВ осуществляется голыми шинами, с РУ 10 кВ - кабелем. Крепление металлоконструкций (камер, щитов, панелей) осуществляется сварным соединением к закладным металлическим деталям в стенах и полу, предусмотренных в строительной части проекта.

Панель собственных нужд размещается вместе со щитом освещения и электроотопления, навесного исполнения в помещении РУ 0,4 кВ. Снаружи
РУ 0,4 кВ предусмотрено место для панели внутриквартального освещения. Для автоматического регулирования уличного освещения в ночное время устанавливается щит уличного освещения ЩУО-200, который комплектуется вводным аппаратом на 100 А, трансформатором тока и счетчиком, четырьмя групповыми автоматами на 25 и 40 А.

12.1 Выбор оборудования в ячейках питающих линий 10 кВ на п/ст «Шелковая»

12.1.1 Выбор разъединителя

Разъединитель выбираем:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

U_рн ? U_ном; U_рн = 10 кВ; U_ном = 10 кВ;

- по длительному току:

I_рн ? I_расч; I_рн = 400 А; I_расч = 126 А;

Выбираем разъединитель типа РВЗ-10/400 /12/.

Выбранный разъединитель проверяем:

- на термическую стойкость:

I_пр.тер²•t_тер ? I?²t_ф, (12.1.1.1)

где I_пр.тер - предельный термический ток, кА,

I_пр.тер = 16 кА /12/;

t_тер - допустимое время прохождения предельного термического

тока, с,

t_тер = 4 с /12/;

I? - установившееся значение тока короткого замыкания, кА,

I? = 9,2 кА (из расчета токов КЗ);

t_ф - фиктивное время прохождения тока короткого замыкания, с,

t_ф = 0,6 с;

16²•4 ? 9,2²0,6

1024 кА²•с > 50,8 кА²с;

- на электродинамическую стойкость:

i_у < i_пр.с, (12.1.1.2)

где i_у - ударный ток КЗ, кА,

i_у = 19 кА;

i_пр.с - предельный сквозной ток, кА,

i_пр.с = 41 кА /12/;

19 кА < 41 кА.

Выбранный разъединитель типа РВЗ-10/400 с приводом РП-10 удовлетворяет условиям проверки.

12.1.2 Выбор выключателя

Выключатели выбираются:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

U_выкл.н ? U_ном; U_выкл.н = 10 кВ; U_ном = 10 кВ;

- по длительному току:

I_выкл.н ? I_расч; I_выкл.н = 630 А; I_расч = 126 А;

- по отключающей способности:

I_о⁽³⁾ ? I_пр.с.,

I_пр.с. = 12,5 кА; I_о⁽³⁾ = 8,7 кА;

8,7 < 12,5

Выбираем выключатель вакуумный типа ВВ/TEL-10-12,5/630-У2.

Проверяем выключатель:

- на термическую стойкость по формуле (12.1.1.1):

12,5²•3 ? 9,2²0,6

469 кА²•с > 50,8 кА²с;

- на электродинамическую стойкость:

19 кА < 32 кА.

Выбранный вакуумный выключатель типа ВВ/TEL-10-12,5/630-У2 удовлетворяет условиям проверки.

12.1.3 Выбор трансформатора тока

Трансформатор тока выбирается:

- по роду установки - внутренний;

- по номинальному напряжению установки:

U_тт.н ? U_ном; U_тт.н = 10 кВ; U_ном = 10 кВ;

- по длительному току:

I_тт.н ? I_расч; I_тт.н = 150 А; I_расч = 126 А;

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10-У3 класса точности 0,5/10Р.

Проверяем трансформатор тока:

- на термическую стойкость по формуле (12.1.1.1):

6,75²•3 ? 9,2²0,6

137 кА²•с > 50,8 кА²с;

- на электродинамическую стойкость:

19 кА < 37,5 кА.

- по допустимой нагрузке вторичных цепей:

Z₂ ? Z_ном2;

Z_ном2 = 0,4 Ом (для класса точности 0,5)

Полное сопротивление внешней цепи определяется по формуле:

Z₂ = Уr_приб + r_пров+ r_конт; (12.1.3.1)

где Уr_приб - сумма сопротивлений всех последовательно включенных

обмоток приборов, Ом;

r_пров- сопротивление соединительных проводов, Ом;

r_конт - сопротивление контактных соединений, Ом,

r_конт = 0,05 Ом;

r_пров = с?m•l/F, (12.1.3.2)

где с - удельное сопротивление провода, Ом/м•мм²,

с = 0,0283 Ом/м•мм²;

m - коэффициент, зависящий от схемы включения,