Электроснабжение сельских населенных пунктов
Обзор нормативных материалов в области электроснабжения сельских населенных пунктов. Выбор трасс кабельных линий и кабелей. Разработка вариантов реконструкции распределительных электрических сетей. Определение расчетных электрических нагрузок сети.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.03.2012 |
| Размер файла | 1,1 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/
Содержание
- Введение
- 1. Обзор нормативных материалов в области электроснабжения сельских населенных пунктов
- 1.1 Нормативные документы в области проектирования распределительных сетей 10 - 0,38 кВ
- 1.2 Выбор трасс кабельных линий
- 1.3 Выбор кабелей
- 2. Характеристика объекта исследования
- 3. Разработка вариантов реконструкции распределительных электрических сетей
- 4. Определение расчетных электрических нагрузок сети
- 4.1 Расчетные электрические нагрузки жилых зданий
- 4.2 Электрические нагрузки общественных зданий и промышленных предприятий
- 5. Выбор конструктивного исполнения линий и трансформаторных подстанций
- 6. Выбор площади сечения проводников и мощности трансформаторов
- 6.1 Выбор трансформаторов
- 6.2 Выбор сечение проводников
- 7. Электрические расчеты нормальных и послеаварийных режимов выбранных вариантов сети. оценка отклонения напряжения у потребителей
- 7.1 Особенности электрического расчета распределительных сетей
- 7.2 Электрический расчет первого варианта реконструкции сети
- 7.3 Электрический расчет второго варианта реконструкции сети
- 7.4 Аварийный расчет режимов сети
- 7.5 Оценка отклонения напряжения у потребителей
- 8. Технико-экономическое сравнение вариантов
- 9. Выбор заземления и защитных аппаратов в электрической сети
- 9.1 Выбор заземления
- 9.2 Выбор защитных аппаратов
- 10. Технико-экономические показатели
- 11. Охрана труда при эксплуатации электрических сетей
- 11.1 Инструкция по охране труда для электромонтера по эксплуатации распределительных сетей
- 11.2 Требования безопасности перед началом работы
- 11.3 Требования безопасности во время выполнения работы
- 11.4 Требования безопасности по окончании работы
- 11.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях
- 11.6 Защитные меры безопасности
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Распределительная электрическая сеть обеспечивает распределение электрической энергии между пунктами потребления. К основным требованиям, предъявляемым к распределительным сетям, относится требование высокой надёжности и бесперебойного питания потребителей в нормальном, ремонтном и аварийном режимах. В случае отключения любой линии или трансформатора необходимо сохранить питание потребителей без ограничения нагрузки.
Целью данного дипломного проекта является реконструкция распределительной электрической сети. Для достижения данной цели, в проекте требуется разработать варианты реконструкции распределительной электрической сети, выбрать конструктивное исполнение линий и трансформаторных подстанций, произвести расчет нормальных и послеаварийных режимов выбранных вариантов сети и сравнить по технико-экономическим показателям разработанных вариантов реконструкции сети.
Выбор вариантов реконструкции сети должен соответствовать требованиям надежности и экономичности. При этом принимаемые проектные решения должны соответствовать современному технологическому уровню.
1. Обзор нормативных материалов в области электроснабжения сельских населенных пунктов
1.1 Нормативные документы в области проектирования распределительных сетей 10 - 0,38 кВ
В настоящее время в Республике Беларусь действуют нормативные документы, которыми руководствуются различные организации при проектировании распределительных линий 10 - 0,38 кВ.
1) Прокладка силовых кабелей напряжением 10 кВ в траншеях. Материалы для проектирования и рабочие чертежи. В данном материале указаны, на какой глубине прокладываются кабели в траншеях, а так же количество кабелей в одной траншее. [1]
2) Правила устройства электроустановок (ПУЭ). В книге приведены требования к устройству электрической части освещения зданий, помещений и сооружений различного назначения, открытых пространств и улиц, а также требования к устройству рекламного освещения. Содержатся требования к электрооборудованию жилых и общественных зданий, зрелищных предприятий, клубных учреждений, спортивных сооружений. [2]
3) Заземления на линиях электропередач (ЛЭП) напряжением 0,38 - 10 кВ и трансформаторных подстанций (ТП) напряжением 10/0,38 кВ. Указаны виды заземлителей на ТП и ЛЭП. Конструкция заземлителей. Условия определяющее электрическое сопротивление заземляющего устройства. [3]
4) Методическое указание по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ на подстанциях сельскохозяйственного назначения с учетом климатических условий Республики Беларусь. Описаны основные условия выбора мощности трансформаторов. Указаны таблицы выбора трансформаторов по экономической плотности, по допустимым систематическим нагрузкам и по допустимым аварийным нагрузкам. [4]
5) Проектирование электрических сетей напряжением 0,38 - 10 кВ сельскохозяйственного назначения. По данному материалу определяют основные требования к схемам, оборудованию и параметров элементов электрических сетей 0,38 - 10 кВ сельскохозяйственного назначения. [5]
Данные нормативные документы применялись при выполнении дипломного проекта, их содержание полностью соответствует названиям.
Исходя из данных нормативных материалов далее сформулированы требования, которые необходимо выполнять при проектировании сетей напряжением 10 кВ.
1.2 Выбор трасс кабельных линий
Проектирование и сооружение кабельных линий должны производиться на основе технико-экономических расчетов с учетом развития сети, ответственности и назначения линии, характера трассы, способов прокладки, конструкций кабелей и т.д. [1].
При выборе трассы кабельной линии следует по возможности избегать участков с грунтами, агрессивными по отношению к металлическим оболочкам кабелей.
Над подземными кабельными линиями в соответствии с действующими правилами охраны электрических сетей согласно [1] должны устанавливаться охранные зоны в размере площадок над кабелями:
для кабельных линий выше 1 кВ по 1 м с каждой стороны от крайних кабелей;
для кабельных линий до 1 кВ по 1 м с каждой стороны от крайних кабелей, а при прохождении кабельных линий в городах под тротуарами - 0,6 м в сторону зданий, сооружений и на 1 м в сторону проезжей части улицы;
для подводных кабелей до и выше 1 кВ должна быть установлена охранная зона, определяемая параллельными прямыми на расстоянии 100 м от крайних кабелей.
Трасса кабельной линии должна выбираться с учетом наименьшего расхода кабеля, обеспечения его сохранности при механических воздействиях, обеспечения защиты от коррозии, вибрации, перегрева и от повреждений соседних кабелей электрической дугой при возникновении короткого замыкания на одном из кабелей. При размещении кабелей следует избегать перекрещиваний их между собой, с трубопроводами и другими подземными инженерными сооружениями, для чего согласно [1]:
кабели должны быть уложены в траншее с запасом по длине ("змейкой" с запасом 1-2%), достаточным для компенсации возможных смещений почвы и температурных деформаций самих кабелей. Укладывать запас кабеля в виде колец (витков) запрещается;
кабели (в том числе бронированные), расположенные в местах, где возможны механические повреждения (передвижения автотранспорта, механических грузов и т.д.) должны быть защищены по высоте на 0,3 м в земле;
при прокладке кабелей рядом с другими кабелями, находящимися в эксплуатации, должны быть приняты меры для предотвращения повреждения последних;
кабели должны прокладываться от нагретых поверхностей на расстоянии, предотвращающем нагрев кабелей выше допустимого;
при наличии на трассе кабельной линии блуждающих токов опасных величин необходимо:
а) изменить трассу кабельной линии для опасной зоны;
б) если трассу изменить невозможно, то следует принять меры по максимальному снижению токов.
На трассе кабельной линии, проложенной в незастроенной местности, должны быть установлены опознавательные знаки.
Кабельная трасса при любом виде прокладки должна иметь, по возможности, минимальное число поворотов не более трех на одну строительную длину, не считая поворотов при вводе кабелей в здания и сооружения.
Конструктивное исполнение кабельных траншей, применяемых в населенной местности, приведено на чертеже лист 5.
1.3 Выбор кабелей
Для кабельных линий, прокладываемых по трассам, проходящим в различных грунтах и условиях окружающей среды, выбор конструкций и сечений кабелей следует производить по участку с наиболее тяжелыми условиями, если длина участков с более легкими условиями не превышает строительной длины кабеля. При значительной длине отдельных участков трассы с различными условиями прокладки для каждого из них следует выбирать соответствующие конструкции и сечения кабелей [1,2].
Для кабельных линий, прокладываемых по трассам с различными условиями охлаждения, сечения кабелей должны выбираться по участку трассы с худшими условиями охлаждения, если длина его составляет более 10 м. Допускается для кабельных линий до 10 кВ, за исключением подводных, применение кабелей разных сечений, но не более трех при условии, что длина наименьшего отрезка составляет не менее 20 м.
Для кабельных линий, прокладываемых в земле или воде, должны применяться преимущественно бронированные кабели. Металлические оболочки этих кабелей должны иметь внешний покров для защиты от химических воздействий. Кабели с другими конструкциями внешних защитных покрытий (небронированные) должны обладать необходимой стойкостью к механическим воздействиям при прокладке во всех видах грунтов, при протяжке в блоках или трубах, а также стойкостью по отношению к тепловым и механическим воздействиям при эксплуатационно-ремонтных работах.
электроснабжение сельский населенный пункт
В кабельных сооружениях и производственных помещениях при отсутствии опасности механических повреждений в эксплуатации рекомендуется прокладывать небронированные кабели, а при наличии опасности механических повреждений в эксплуатации должны применяться бронированные кабели или защита их от механических повреждений.
Вне кабельных сооружений допускается прокладка небронированных кабелей на недоступной высоте (не менее 2 м); на меньшей высоте прокладка небронированных кабелей допускается при условии защиты их от механических повреждений (коробами, угловой сталью, трубами и т.д.).
Для открытой прокладки не допускается применять силовые и контрольные кабели с горючей полиэтиленовой изоляцией.
Металлические оболочки кабелей и металлические поверхности, по которым они прокладываются, должны быть защищены негорючим антикоррозийным покрытием.
Для кабельных линий, прокладываемых в кабельных блоках или трубах, как правило, должны применяться небронированные кабели в свинцовой усиленной оболочке. На участках блоков и труб, а также ответвлений от них длиной до 50 м допускается прокладка бронированных кабелей в свинцовой или алюминиевой оболочке без наружного покрова из кабельной пряжи. Для кабельных линий, прокладываемых в трубах, допускается применение кабелей в пластмассовой или резиновой оболочке.
Для прокладки в почвах, содержащих вещества, разрушительно действующие на оболочки кабелей (солончаки, болота, насыпной грунт со шлаком и строительным материалом и т.п.), а также в зонах, опасных из-за воздействия электрокоррозии, должны применяться кабели со свинцовыми оболочками и усиленными защитными покровами типов Бл, Б2л или кабели с алюминиевыми оболочками и особо усиленными защитными покровами типов Бв, Бп (в сплошном влагостойком пластмассовом шланге).
Для прокладки в почвах, подверженных смещению, должны применяться кабели с проволочной броней или приниматься меры по устранению усилий, действующих на кабель при смещении почвы (укрепление грунта шпунтовыми или свайными рядами и т.п.).
Для кабельных линий, прокладываемых по железнодорожным мостам, а также по другим мостам с интенсивным движением транспорта, рекомендуется применять бронированные кабели в алюминиевой оболочке.
Для подводных кабельных линий следует применять кабели с броней из круглой проволоки, по возможности одной строительной длины. С этой целью разрешается применение одножильных кабелей.
Кабели с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке, а также кабели в алюминиевой оболочке без специальных водонепроницаемых покрытий для прокладки в воде не допускаются.
При прокладке кабельных линий через небольшие несудоходные и несплавные реки шириной (вместе с затопляемой поймой) не более 100 м, с устойчивым руслом и дном допускается применение кабелей с ленточной броней.
При прокладке кабельных линий до 35 кВ на вертикальных и наклонных участках трассы с разностью уровней, превышающей допустимую, для кабелей с вязкой пропиткой, должны применяться кабели с нестекающей пропиточной массой, кабели с обеднено-пропитанной бумажной изоляцией и кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией. Для указанных условий кабели с вязкой пропиткой допускается применять только со стопорными муфтами. [1]
Для кабельных линий до 35 кВ допускается применять одножильные кабели, если это приводит к значительной экономии меди или алюминия в сравнении с трехжильными или если отсутствует возможность применения кабеля необходимой строительной длины. Сечение этих кабелей должно выбираться с учетом их дополнительного нагрева токами, наводимыми в оболочках.
2. Характеристика объекта исследования
В отличие от городов, особенности электроснабжения в сельской местности заключается в охвате электрическими сетями большой территории с малыми плотностями электрических нагрузок, составляющими 1-15 кВт/км. Вместе с тем, ряд сельских потребителей предъявляет повышенные требования к надежности электроснабжения.
В дипломном проекте рассматривается электрическая сеть 10 кВ для электроснабжения поселка Новоселье Минского района Минской области, содержащая кабельные и воздушные участки. Схема сети радиальная разомкнутая. Подстанция "Новоселье" включает в себя трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ такие как КТП (комплектная трансформаторная подстанция) №1433 "Больница", ГКТП (комплектная трансформаторная подстанция городского типа) №1106 "Новоселье", ЗТП (закрытая трансформаторная подстанция) №1134 "Школа Новоселье", КТП №1585 "Новостройка", ЗТП №1761 "ул. Молодежная", КТП №1533 "ул. Минская", ЗТП №1424 "Клуб", КТП №1389 "Лесничество", ЗТП №1380 "Поселок", ЗТП №1102 (РРЛ), ЗТП №1251 "Зерноток Новоселье", КТП №1461 "Артскважина", ЗТП №1379 "Птичник 1", ЗТП №1358 "Котельная 2", ЗТП №1265 "Котельная", ЗТП №1124 "Птицеферма Новоселье". Мощность и количество расположенных на ТП трансформаторов приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Мощность и количество трансформаторов на ТП
|
Название ТП |
Количество трансформаторов |
Мощность трансформаторов, |
|
|
ГКТП №1106 "Новоселье" |
1 |
400 |
|
|
ЗТП №1134 "Школа Новоселье" |
1 |
180 |
|
|
КТП №1585 "Новостройка" |
1 |
160 |
|
|
ЗТП №1761 "ул. Молодежная" |
2 |
160; 60 |
|
|
КТП №1533 "ул. Минская" |
1 |
63 |
|
|
ЗТП №1424 "Клуб" |
2 |
160 |
|
|
КТП №1389 "Лесничество" |
1 |
100 |
|
|
ЗТП №1380 "Поселок" |
2 |
400 |
|
|
ЗТП №1102 (РРЛ) |
2 |
160; 60 |
|
|
ЗТП №1251 "Зерноток Новоселье" |
2 |
400; 250 |
|
|
КТП №1461 "Артскважина" |
1 |
100 |
|
|
ЗТП №1379 "Птичник 1" |
2 |
400 |
|
|
ЗТП №1358 "Котельная 2" |
2 |
400 |
|
|
ЗТП №1265 "Котельная" |
2 |
400 |
|
|
ЗТП №1124 "Птицеферма Новоселье" |
2 |
400 |
Схема сети приведена на рисунке 2.1 и на листе 2 графической части проекта.
В состав потребителей входят жилые дома различной этажности со встроенными либо пристроенными помещениями предприятий или учреждения общественного назначения, магазины, аптека, предприятия бытового обслуживания, школа, детский сад, больница, баня, дом молитв, почта и т.д.
Расположение потребителей, существующих линий электропередачи и ТП указано на плане микрорайона (лист 1 графической части проекта).
Постепенный естественный физический износ оборудования, конструкций, материалов в электрических сетях приводит к снижению надежности электроснабжения, а увеличение подключенных к сети нагрузок - к снижению качества электроэнергии и повышению потерь электроэнергии. Уровень автоматизации объектов сети оказывается недостаточным. Поэтому возникает необходимость реконструкции сети.
При реконструкции сети предусматривается изменение ее электрических параметров, установка дополнительного оборудования для повышения надежности электроснабжения, качества электроэнергии и пропускной способности. Так же может производиться замена проводов на линиях, перевод сети с напряжения 6 кВ на 10 кВ, замена коммутационных аппаратов и другого электрооборудования, установка компенсирующих устройств, средств автоматизации и управления.
По данным, полученным при прохождении преддипломной практики в НИИ РУП "Белэнергосетьпроект", на ПС "Новоселье" четыре ТП (КТП №1433, ЗТП №1134, КТП №1161, ГКТП №1106) физически устарели и требуют замены, так же планируется перейти на кольцевую схему сельской сети для увеличения надежности электроснабжения. При этом требуют замены или реконструкции физически изношенные линии электропередачи (воздушные линии электропередач заменяем на кабельные).
Рисунок 2.1 Схема электрической сети
3. Разработка вариантов реконструкции распределительных электрических сетей
При реконструкции и техническом перевооружении распределительных сетей (РС) предусматривается:
повышение надежности электроснабжения потребителей и повышение качества электрической энергии;
снижение потерь электроэнергии в элементах сети;
адаптация сетей к проведению ремонтных работ под напряжением и применение электротехнического оборудования, требующего минимальных затрат и времени на обслуживание;
совершенствование мероприятий по точному определению места повреждения в линии и, следовательно, уменьшения времени восстановления поврежденного участка и ущерба у потребителя из-за перерывов в электроснабжении;
увеличение продолжительности межремонтного эксплуатационного периода с сохранением надежности электроснабжения;
повышение электрической и экологической безопасности.
Электрические сети при их развитии (новом строительстве, расширении, реконструкции и техническом перевооружении) должны обеспечивать нормированное качество электрической энергии у потребителей, в том числе, в результате:
строительства новых разукрупняющих подстанций 110/10 кВ и 110/35/10 кВ;
сокращения радиусов электрических линий;
применения автоматических регуляторов напряжения (РПН), вольтодобавочных трансформаторов, конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности у потребителей и в распределительной электрической сети;
выравнивания электрических нагрузок путем перехода от однофазно-трехфазной системы к 3-фазной и т.д.
Распределительные электрические сети при их развитии должны обеспечить нормативный уровень надежности электроснабжения (согласованный с потребителями). Это достигается в результате:
разработки схем перспективного развития сетей;
применения нового электрооборудования; новых конструкций проводов и силовых кабелей, линейной арматуры, соединительных муфт, новых типов изоляторов и других новых элементов;
применения усовершенствованных конструкций распределительного устройства (РУ), распределительных трансформаторных подстанций (РТП) и распределительных пунктов (РП) 6-20 кВ, ТП 6-20/0,4 кВ при минимальных потребностях в техническом обслуживании;
оснащения РС средствами связи, телеизмерения, телесигнализации и телеуправления;
применения новых устройств релейной защиты, в том числе, устройств обнаружения мест повреждения;
применения секционирующих пунктов на базе вакуумных выключателей, пунктов автоматического ввода резервного питания (АВР) и автоматического повторного питания (АПВ);
применение более высокого уровня изоляционных материалов в сетях 6-20 кВ;
перевод электрических сетей 6-35 кВ на режим заземления нейтрали через активное сопротивление;
техническое обслуживание и ремонт сетей 0,4-35 кВ под напряжением.
В процессе развития электрические сети должны отвечать требованию адаптивности к растущим электрическим нагрузкам, а также восприимчивости к применению новых технологий обслуживания, автоматизации и управления. Не допускается реконструкция ВЛ (воздушных линий) 0,38, 6-20 и 35 кВ путем замены проводов на протяжении всего срока службы линий [2].
Конструкции опор ВЛ и трансформаторных подстанций должны позволять выполнение ремонтных работ без снятия напряжения (горизонтальное расположение проводов, специальные типы вязок, разъемные зажимы и т.д.). Эксплуатация РС нового поколения должна обеспечиваться минимальными затратами на их обслуживание.
Основные технические решения, которые закладываются при проектировании электросетевых объектов при их новом строительстве, реконструкции и техническом перевооружении, можно разделить на несколько направлений:
схемные решения;
требования к воздушным и кабельным линиям;
требования к трансформаторным подстанциям и распределительным пунктам;
требования к автоматизации;
научно-техническое и нормативно-методическое обеспечение;
совершенствование строительства и эксплуатации электросетевых объектов;
финансовое обеспечение.
В двух разработанных вариантах подстанции размещаем вблизи центров электрических нагрузок. Расположить точно в центрах не представляется возможным в связи с отсутствием свободного места.
Одним из вариантов реконструкции ПС "Новоселье" является сооружение новых ТП, замена проводов на линиях, изменение конструктивного исполнения линий (воздушные или кабельные). Планируется убрать старые ТП, такие как ГКТП №1106, КТП №1314, КТП №1161, ЗТП №1134 и КТП №1433 и воздушные линии соединяющие их. Рядом ГКТП №1106 спроектируем ЗТП №1 Новоселье с двумя. В связи с появлением новых потребителей, в районе новостроек, установим ЗТП №2 Новоселье. Вместо КТП №1161 спроектируем рядом с местом его расположения ЗТП №3 Новоселье. Так же будет спроектирована ЗТП №4 Новоселье.
Поскольку на ЗТП №1424 Новоселье и КТП №1389 Лесничество реконструкция производилась пять лет назад, и за это время их нагрузки значительно не изменились, то нецелесообразно производить их реконструкцию.
Вторым вариантом является сооружение мачтовой комплектной трансформаторной подстанции КТПМ. Мачтовая трансформаторная подстанция (МТП) - открытая подстанция, все оборудование которой установлено на конструкциях (в том числе на двух и более стойках опор ВЛ) с площадкой обслуживания на высоте.
Область применения мачтовых подстанций КТПМ это коттеджные, дачные поселки, объекты народного хозяйства в макроклиматических районах с умеренным климатом. КТПМ не предназначены для работы в среде, содержащей едкие пары и газы, разрушающие металл и изоляцию, а также в местах подвергаемых тряске, вибрации и ударам, и передвижных установках.
Комплектные трансформаторные подстанции мачтовые (КТПМ) соответствуют требованиям ПУЭ, экологических, противопожарных и других норм, и обеспечивают безопасность эксплуатации оборудования при соблюдении предусмотренных проектом мероприятий.
Расположение вводимых подстанций и линий электропередачи, а также электрические схемы сетей при реконструкции приведены на листах 3 и 4 графической части проекта.
4. Определение расчетных электрических нагрузок сети
Правильное определение расчетных нагрузок - важнейшая предпосылка рационального выбора параметров сети. Ошибки, допущенные при их определении, могут привести к неоправданным затратам на электрическую сеть или к необходимости расширения сети до истечения установленного срока. На этапе проектирования невозможно точно определить нагрузку каждого потребителя, поэтому в соответствии с [6], пользуются удельными показателями, учитывая при этом возможное расширение объектов.
4.1 Расчетные электрические нагрузки жилых зданий
Методика определения расчетных электрических нагрузок приведена в литературе [6].
Расчетная электрическая нагрузка квартир , кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле:
(4.1)
где - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир (домов) [6], кВт/квартира,
n - количество квартир.
Расчетная нагрузка силовых электроприемников , кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле:
(4.2)
Мощность лифтовых установок , кВт, определяется по формуле:
(4.3)
где - коэффициент спроса [6],
- количество лифтовых установок,
- установленная мощность электродвигателя лифта, кВт.
Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно - технических устройств , кВт, определяется по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса [6]:
(4.4)
Мощность резервных электродвигателей, а также электроприемников противопожарных устройств при расчете электрических нагрузок не учитываются.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силового электрооборудования) , кВт, определяется по формуле:
, (4.5)
где - расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт,
- расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт,
- коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9) [6].
4.2 Электрические нагрузки общественных зданий и промышленных предприятий
Расчетные электрические нагрузки общественных зданий (помещений) следует принимать по проектам электрооборудования этих зданий; промышленных предприятий - по проектам электроснабжения предприятий или по соответствующим аналогам.
Укрупненные удельные нагрузки существующих предприятий допускается принимать по [6].
Расчетная электрическая нагрузка питающих линий при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий (помещений), , кВт, определяется по формуле:
, (4.6)
где - наибольшая нагрузка здания из числа зданий, питаемых по линии, кВт,
- расчетные нагрузки других зданий, питаемых по линии, кВт,
- коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий (помещений) или жилых домов (квартир и силовых электроприемников) [6].
Определим расчетные электрические нагрузки для первого варианта реконструкции н. п. Новоселье.
В схеме электрических сетей 10 кВ, приведенной на листе 3, в качестве нагрузок участвуют следующие городские электроприемники: больница, детский сад, жилой дом, дом культуры (ДК), магазин, баня, комбинат бытового обслуживания (КБО), столовая, школа.
Таблица 4.1 - Нагрузки трансформаторных подстанций
|
Номер КТП |
Потребители |
|
|
1 |
2 |
|
|
ЗТП №1 |
Больница, столовая (полностью электрифицирована), два магазина: продовольственный и промтовары (с кондиционированием воздуха), 23 жилых домов (с плитами на сжиженном газе), цеха при механизированном приготовлении и раздаче кормов |
|
|
ЗТП №2 |
КБО, аптека, почта, 30 коттеджей (с плитами на природном газе), магазин продовольственный (с кондиционированием воздуха) |
|
|
ЗТП №3 |
Жилой дом (8 квартир с плитами на сжиженном газе), дом молитв, 50 коттеджей (с плитами на природном газе), здание сельского совета |
|
|
ЗТП №4 |
Школа (с электропищеприготовлением в столовой и спортзалом, рассчитанная на 500 учащихся), 9 коттеджей (двухквартирные с плитами на природном газе), два жилых дома (6 этажей, 24 квартир с плитами на сжиженном газе), баня |
|
|
ЗТП №1424 |
ДК, детский сад, один 24-ех квартирный дом (с плитами на сжиженном газе), 9 жилых домов (4 этажа, 8 квартир с плитами на сжиженном газе) |
|
|
КТП №1389 |
12 коттеджей (с плитами на природном газе) |
1) Расчетная нагрузка ЗТП №1, питающей больницу, столовую, магазин, жилые дома и цеха.
Полная расчетная нагрузка больницы:
где кВт - установленная мощность больницы (по данным полученные в Белэнергосетьпроект (БЭСП)).
Полная расчетная нагрузка столовой:
где кВт - установленная мощность столовой, полностью электрифицированная, с количеством посадочных мест до 400. Полная расчетная нагрузка двух магазинов:
где кВт - установленная мощность магазинов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность 23 жилых домов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка цеха:
где кВт - установленная мощность цеха при механизированном приготовлении и раздаче кормов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка ЗТП №1:
2) Расчетная нагрузка ЗТП №2, питающая КБО, аптека, почта, коттеджи, магазин.
Полная расчетная нагрузка КБО:
где кВт - установленная мощность КБО, состоящего из прачечной, химчистки, парикмахерской, фотоателье, мастерской по ремонту обуви (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка аптеки:
где кВт - установленная мощность аптеки (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка почты:
где кВт - установленная мощность почты (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка магазина:
где кВт - установленная мощность магазина (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей, с плитами на природном газе.
Полная расчетная нагрузка ЗТП №2:
3) Расчетная нагрузка ЗТП №3, питающая один жилой дом, дом молитв, здание Сельсовета, коттеджи.
Полная расчетная нагрузка Дома молитв:
где кВт - установленная мощность Дома молитв (по данным полученные в БЭСП). Полная расчетная нагрузка Сельского совета:
где кВт - установленная мощность Сельского совета (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность жилого дома (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей, с плитами на природном газе.
Полная расчетная нагрузка ЗТП №3:
4) Расчетная нагрузка ЗТП №4, питающая два жилых дома, школа, баня, коттеджи.
Полная расчетная нагрузка бани:
где кВт - установленная мощность бани (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность двух жилых домов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей, с плитами на природном газе.
Полная расчетная нагрузка школы:
где кВт - установленная мощность школы (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка ЗТП №4:
5) Расчетная нагрузка ЗТП №1424, питающая 10 жилых дома, детский сад, ДК.
Полная расчетная нагрузка детского сада:
где кВт - установленная мощность детского сада (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность 10 жилых домов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка Дома культуры:
где кВт - установленная мощность Дома культуры (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка ЗТП №1424:
6) Расчетная нагрузка КТП №1389, от которой питаются коттеджи, находится по формуле:
кВт,
где кВт/коттедж - удельная нагрузка коттеджей с плитами на природном газе [6].
Полная расчетная мощность жилого дома находим по формуле:
кВ•А.
Определим расчетные электрические нагрузки для второго варианта реконструкции н. п. Новоселье
В схеме электрических сетей 10 кВ, приведенной на листе 3 графической части проекта, в качестве нагрузок участвуют следующие электроприемники: детский сад, жилой дом (с плитами на сжиженном газе), дом культуры, магазины, баня, КБО, столовая, школа, коттеджи (с плитами на природном газе).
Таблица 4.2 - Нагрузки комплектных трансформаторных подстанций
|
Номер КТП |
Потребители |
|
|
1 |
2 |
|
|
ЗТП №1 |
19 жилых домов (с плитами на сжиженном газе), цеха при механизированном приготовлении и раздаче кормов |
|
|
ЗТП №2 |
КБО, 32 коттеджей (с плитами на природном газе), магазин продовольственный (с кондиционированием воздуха) |
|
|
ЗТП №3 |
Три жилых дома (с плитами на сжиженном газе), дом молитв, 36 коттеджей (с плитами на природном газе), здание сельского совета |
|
|
МТП №4 |
26 коттеджей (двухквартирные с плитами на природном газе), баня, столовая, аптека почта, больница, два магазина |
|
|
ЗТП №1424 |
ДК, детский сад, школа, два 24-ех квартирных дома (с плитами на сжиженном газе), 9 жилых домов (с плитами на сжиженном газе) |
|
|
КТП №1389 |
12 коттеджей (с плитами на природном газе) |
1) Расчетная нагрузка ЗТП №1, питающая жилые дома и цеха.
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность 19 жилых домов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка цеха:
где кВт - установленная мощность цеха (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка ЗТП №1:
2) Расчетная нагрузка ЗТП №2, питающая КБО, коттеджи, магазин.
Полная расчетная нагрузка КБО:
где кВт - установленная мощность КБО (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка магазина:
где кВт - установленная мощность магазина (по данным полученные в БЭСП). Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей, с плитами на природном газе. Полная расчетная нагрузка ЗТП №2:
3) Расчетная нагрузка ЗТП №3, питающая три жилых дома, дом молитв, здание Сельсовета, коттеджи. Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность жилого дома (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка Дома молитв:
где кВт - установленная мощность Дома молитв (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка Сельского совета:
где кВт - установленная мощность Сельского совета (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей.
Полная расчетная нагрузка ЗТП №3:
4) Расчетная нагрузка ЗТП №4, питающая баню, коттеджи, столовую, аптеку, почту, больницу, магазины.
Полная расчетная нагрузка бани:
где кВт - установленная мощность бани (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка коттеджей:
где кВт - установленная мощность коттеджей.
Полная расчетная нагрузка аптеки:
где кВт - установленная мощность аптеки (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка почты:
где кВт - установленная мощность почты (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка двух магазинов:
где кВт - установленная мощность магазинов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка больницы:
где кВт - установленная мощность больницы (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка столовой:
где кВт - установленная мощность столовой, полностью электрифицированная, с количеством посадочных мест до 400.
Полная расчетная нагрузка ЗТП №4:
5) Расчетная нагрузка ЗТП №1424, питающая 11 жилых дома, детский сад, Дом культуры, школу.
Полная расчетная нагрузка детского сада:
где кВт - установленная мощность детсада (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка жилых домов:
где кВт - установленная мощность 13 жилых домов (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка Дома культуры:
где кВт - установленная мощность Дома культуры (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка школы:
где кВт - установленная мощность школы (по данным полученные в БЭСП).
Полная расчетная нагрузка ЗТП №1424:
6) Расчетная нагрузка КТП №1389, от которой питаются коттеджи, находится по формуле:
где кВт/коттедж - удельная нагрузка коттеджей с плитами на природном газе [6].
Полная расчетная мощность жилого дома находим по формуле:
кВ•А,
где =0,96 - расчетный коэффициент активной мощности [6].
Результаты расчета электрических нагрузок подстанций для двух вариантов приведены в таблице 4.3.
Таблица 4.3 - Расчетная мощность трансформаторных подстанций по двум вариантам реконструкции
|
Номер КТП |
Полная расчетная мощность, кВ•А |
||
|
Первый вариант |
Второй вариант |
||
|
1 |
2 |
3 |
|
|
ЗТП №1 |
248,45 |
171,88 |
|
|
ЗТП №2 |
194,89 |
179,08 |
|
|
ЗТП №3 |
173,12 |
215,44 |
|
|
ЗТП №4 |
208,11 |
249,6 |
|
|
ЗТП №1424 |
287,95 |
309,5 |
|
|
КТП №1389 |
58,75 |
58,75 |
5. Выбор конструктивного исполнения линий и трансформаторных подстанций
Трансформаторные подстанции (ТП) электрических сетей оборудованы трансформаторами типа ТМ (трансформатор масленый) и ТМГ (масляный герметичный трансформатор). Трансформаторы ТМГ более надежные и требуют более низких эксплуатационных затрат, чем ТМ. Это обосновано следующими характеристиками [7]:
Трансформаторы ТМГ герметичного исполнения с полным заполнением маслом, без маслорасширителей и без воздушной или газовой подушки.
Перед заливкой масло дегазируется, полностью отсутствует контакт масла с окружающей средой, соответственно исключено увлажнение, окисление масла, оно практически не меняет свойств на протяжении всего срока службы и имеет высокую электрическую прочность.
Нет необходимости в проведении профилактических, текущих и капитальных ремонтов в течение всего срока эксплуатации.
В проекте в состав оборудования МТП и КТП включаем трансформатор типа ТМГ.
Линии электропередачи распределительных сетей выполнены воздушными (ВЛ), кабельными (КЛ) или воздушно-кабельными (КВЛ).
В дипломном проекте рассматривалась только сеть 10 кВ.
В эксплуатации при напряжениях 0,38.10 кВ широкое применение получили кабели с алюминиевыми или медными жилами в алюминиевой или свинцовой оболочке, с защитными покровами или же без них, с бумажной изоляцией, нормально пропитанной вязким составом или пропитанной нестекающим составом, а также с пластмассовой изоляцией [8]. В настоящее время для линий 10 кВ наиболее широкое распространение получили кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Рассмотрим конструкции таких кабелей [6].
Преимущества СПЭ-кабелей заключаются в следующем:
1) Пропускная способность на 15.30% выше по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же сечения;
2) Небольшая масса и меньший диаметр делают прокладку, монтаж, ремонт таких кабелей, соединительных муфт и концевых заделок дешевле и проще, чем кабелей традиционного исполнения;
3) Отсутствие жидких компонентов в изоляции, что позволяет осуществлять прокладку кабелей вертикально;
4) Низкая повреждаемость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией;
5) Применение одножильных кабелей исключает двух - и трехфазные короткие замыкания. Однако следует отметить, что при этом увеличивается ширина трассы кабельной линии;
6) СПЭ-кабели допускают более высокую температуру нагрева по сравнению с кабелями традиционного исполнения: длительно допустимая температура нагрева жилы кабеля +90°С.
Марки одножильных СПЭ-кабелей 10 кВ [7]:
1) ПвП (с медной жилой), АПвП (с алюминиевой жилой) - кабель одножильный с изоляцией из сшитого полиэтилена, с оболочкой из полиэтилена. Применяется для стационарной прокладки в земле (траншеях), если кабель защищён от механических повреждений;
2) ПвПу (с медной жилой), АПвПу (с алюминиевой жилой) - то же, с усиленной оболочкой из полиэтилена. Для прокладки по трассам сложной конфигурации;
3) ПвВ (с медной жилой), АПвВ (с алюминиевой жилой) - кабель одножильный с изоляцией из сшитого полиэтилена, с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Для стационарной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях;
4) ПвВнг (с медной жилой), АПвВнг (с алюминиевой жилой) - кабель одножильный с изоляцией из сшитого полиэтилена, с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. То же, при групповой прокладке.
Таким образом, СПЭ-кабели являются практичными. Они более надёжны в эксплуатации и их прокладка, монтаж, ремонт дешевле и проще, чем кабелей традиционного исполнения. Соответственно при реконструкции сети будем ориентироваться на использование данного типа кабелей.
В данном дипломном проекте для электроснабжения коттеджного поселка применяется мачтовая трансформаторная подстанция типа МТП мощностью 250 кВ·А напряжением 10 кВ, произведенная республиканским унитарным предприятием “Минский электротехнический завод им.В.И. Козлова" [9].
Мачтовая трансформаторная подстанция - открытая трансформаторная подстанция, все оборудование которой установлено на конструкциях или на опорах ВЛ на высоте, не требующей ограждений подстанции. МТП сооружают на П-образной конструкции, состоящей из железобетонных стоек.
Особенности МТП:
выводы отходящих линий напряжением 0,38 кВ - воздушные;
установка, монтаж и подключение к сети осуществляется на двух опорах (в соответствии с действующими типовыми проектами);
степень защиты оболочки шкафа РУНН - IP34;
цепи ВН МТП устойчивы к токам короткого замыкания 10 кА в течение 3 сек.
Основные технические параметры МТП приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 - Основные технические параметры МТП
|
Наименование |
Значение |
|
|
Мощность силового трансформатора, кВ•А |
16; 25; 40; 63; 100; 160; 250 |
|
|
Номинальное напряжение на стороне высокого напряжения (ВН), кВ |
10; 6 |
|
|
Номинальное напряжение на стороне низкого напряжения (НН), кВ |
0,4 |
|
|
Ток электрической стойкости на стороне ВН, кА |
20 |
|
|
Ток термической стойкости на стороне ВН, кА |
16 |
|
|
Исполнение по вводу ВН |
воздушный |
|
|
Исполнение по выводу НН |
воздушный, кабельный |
|
|
Степень защиты по ГОСТ 14254-80 |
IP23 |
|
|
Количество отходящих линий, не более |
4 |
|
|
Масса, не более кг |
250 |
В комплект оборудования МТП входят: трехфазный силовой трансформатор, разъединитель с приводом, высоковольтные предохранители, разрядники 10 кВ и РУ 0,4 кВ. Разъединитель устанавливается на концевой опоре ВЛ напряжением 10 кВ, что обеспечивает безопасные условия работы на подстанции после его отключения.
По конструкции МТП состоит из отдельных элементов, которые устанавливаются методом сборки для совместной работы на месте монтажа в единый комплекс [8].
Подстанция состоит из следующих элементов:
разъединительный пункт, состоящий из трехполюсного разъединителя РЛНД-10, ручного привода ПРНЗ-10, металлоконструкций для крепления разъединителя и привода, соединительных элементов между разъединителем и приводом;
блок высоковольтных предохранителей с разрядниками РВО-10 и вводными изоляторами подводящей линии от разъединителя;
силовой трансформатор с платформой для его установки и площадкой обслуживания с перилами и лестницей;
распределительное устройство низкого напряжения (РУНН), расположенное в шкафу;
траверсы для крепления изоляторов отходящих линий напряжением 0,38 кВ, в том числе линии уличного освещения.
Изоляторы применяем фарфоровые.
В шкафу РУНН расположена низковольтная аппаратура распределения, учета и управления электроэнергией, а также ограничители перенапряжения низкой стороны 0,4 кВ (ОПН-0,4). Выход проводов осуществляется через короб.
Расположение разъединителя на концевой опоре делает более удобным отключение оборудования и обеспечивает безопасные условия работы на подстанции, хотя это требует наличия второго контура заземления. Однако допускается использовать и общий контур заземления для МТП и для разъединителя при условии расположения опоры МТП на расстоянии 5 м от концевой опоры ВЛ 10 кВ. При этом применяется разъединитель с заземляющими ножами, расположенными со стороны нагрузки.
Рисунок 5.1 - Мачтовая трансформаторная подстанция
Установка оборудования на опоре (двух опорах для трансформаторов мощностью 160 и 250 кВ·А) позволяет исключить нежелательное проникновение в подстанцию и сэкономить средства для ограждения подстанции. [10]
Конструкция кабеля и мачтовой трансформаторной подстанции представлена на листе 5, графической части дипломного проекта.
6. Выбор площади сечения проводников и мощности трансформаторов
6.1 Выбор трансформаторов
В настоящее время потери холостого хода в трансформаторах 10 кВ составляют около 30 % всех потерь в сетях 0,4 - 110 кВ питающих преимущественно коммунально-бытовых и сельскохозяйственных потребителей, поэтому выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ необходимо уделять особое внимание.
Выбор мощности трансформаторов должен выполняться с учетом их перегрузочной способности в нормальном и послеаварийном режимах работы.
Выбор мощности трансформаторов для одно - и двухтрансформаторных подстанций производится по экономическим интервалам нагрузки, исходя из условия [4]:
(6.1)
где - соответственно, минимальная и максимальная границы экономического интервала нагрузки для трансформатора определенной номинальной мощности, кВ•А,
- расчетная нагрузка трансформатора, кВ•А,
- расчетная нагрузка подстанции, кВ•А.
Трансформаторы, принятые по экономическим интервалам нагрузки, проверяются по условиям их работы в нормальном послеаварийном режимах эксплуатации.
Для нормального режима работы подстанции трансформаторы проверяются по допустимой нагрузке, исходя из условия:
, (6.2)
где - соответственно, минимальная и максимальная границы допустимой нагрузки трансформатора, определяются в зависимости от вида нагрузки подстанции и номинальной мощности трансформатора с учетом среднесуточных температур расчетного сезона этого вида нагрузки, кВ•А.
Для послеаварийного режима работы подстанции трансформаторы проверяются по аварийной расчетной нагрузке, исходя из условия:
(6.3)
где - соответственно, минимальная и максимальная границы аварийной нагрузки трансформатора, определяются в зависимости от вида нагрузки подстанции и номинальной мощности трансформатора с учетом среднесуточных температур расчетного сезона этого вида нагрузки, кВ•А,
- аварийная расчетная нагрузка трансформатора, определяется из условия необходимости и возможности резервирования нагрузки, кВ•А.
Для двухтрансформаторной подстанции аварийная расчетная нагрузка трансформатора определяется: при необходимости питания всех нагрузки от одного трансформатора (АВР - 0,4 или ручное включение)
(6.4)
при необходимости и возможности резервирования нагрузки другой подстанции (резервная перемычка 0,38 кВ между ТП)
(6.5)
где - резервируемая нагрузка другой подстанции, кВ•А.
Для однотрансформаторной подстанции аварийная расчетная нагрузка трансформатора определяется:
при отсутствии возможности резервирования нагрузки другой подстанции
(6.6)
при необходимости и возможности резервирования нагрузки другой подстанции
(6.7)
На основании условий, указанных выше выбираются трансформаторы большей номинальной мощности.
Нагрузки нормального и послеаварийного режимов работы трансформаторов находящихся в эксплуатации должны быть ограниченны допустимыми значениями.
Нагрузки нормального и послеаварийного режимов работы трансформаторов находящихся в эксплуатации должны быть ограничены допустимыми значениями, которые указаны в методических указаниях [4].
Трансформаторы выбираем по методическим указаниям БЭСП [4].
Приведем пример для одной подстанции.
Расчетная нагрузка ЗТП №1 248,45 кВ•А. Определяем расчетную нагрузку одного трансформатора:
По таблице [4] определяем для указанного в условии вида нагрузки определяем интервал допустимой нагрузки:
Интервал соответствует трансформатору мощностью160 кВ•А.
По таблице [4] находим интервал по допустимой аварийной нагрузки:
Интервал соответствует трансформатору мощностью160 кВ•А.
Принимаем к установке два трансформатора номинальной мощностью по 160 кВ•А.
Для остальных ТП выбирается аналогично. Результаты приведены в таблице 6.1
Таблица 6.1 - Сведения, необходимые для выбора мощности трансформаторов
|
Номер ТП |
Суммарная нагрузка, подключенная в момент максимума, кВ•А |
Категория потребителя |
Число выбранных трансформаторов, кВ•А |
Номинальная мощность каждого из выбранных трансформаторов, кВ•А |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1 |
248,45 |
I |
2 |
160 |
|
|
2 |
194,89 |
III |
1 |
250 |
|
|
3 |
171,12 |
II |
2 |
160 |
|
|
4 |
208,11 |
II |
2 |
160 |
|
|
1424 |
287,95 |
II |
2 |
160 |
|
|
1389 |
58,75 |
III |
1 |
100 |
В таблице 6.2 приведены характеристики для выбранных типов трансформаторов.
Таблица 6.2 - Технические характеристики выбранных трансформаторов
|
Номинальная мощность, кВ•А |
Тип |
Каталожные данные |
Расчетные данные |
|||||||
|
номинальное напряжение, кВ |
напряже-ние к. з., % |
потери мощности, кВт |
ток х. х., % |
сопротивление, Ом |
||||||
|
ВН |
НН |
х. х. |
к. з. |
актив-ное |
реактив-ное |
|||||
|
100 |
ТМ-100/10 |
10 |
0,4 |
4,7 |
0,36 |
2,27 |
2,6 |
19,7 |
40,7 |
|
|
160 |
ТМ-160/10 |
10 |
0,4 |
4,5 |
0,56 |
2,65 |
2,4 |
11 |
34,4 |
|
|
250 |
ТМ-250/10 |
10 |
0,4 |
4,5 |
1,05 |
3,7 |
2,3 |
5,92 |
17 |
6.2 Выбор сечение проводников
Выбор сечений проводников воздушных и кабельных линий, как правило, производится исходя из экономической плотности тока и экономических токовых интервалов. При этом необходимо учитывать ряд технических ограничений, имеющих в большинстве своем вполне конкретную область применения.
Выбор экономически целесообразной площади сечения проводников в соответствии с ПУЭ производится по экономической плотности тока:
(6.8)
где - расчетный ток на участке , А,
- нормативная экономическая плотность тока, А/мм2.
Метод, основанный на экономической плотности тока, прост и позволяет при проектировании определять площадь сечения проводника ориентировочно. Применение этого метода целесообразно, если линия имеет небольшую длину и выполняется проводом или кабелем одной марки.
Сечение проводников должно удовлетворять условию допустимого нагрева в нормальном и послеаварийном режимах работы. [6]
Условие проверки для кабелей записывается в следующем виде:
, (6.9)
где - поправочный коэффициент, учитывающие условия прокладки. В качестве расчетных условий принимаю температуру грунта [1]. Количество прокладываемых параллельных кабелей для всех участков сети равно единице .
Проверка выбранных сечений линий по допустимой потере напряжения непосредственно связаны с определением потери напряжения в линии. По [11] для определения потерь напряжения в линиях с односторонним питанием может быть использовано следующее расчетное выражение:
(6.10)
где - номинальное напряжение сети,
, - активная, реактивная мощность на участке m,
, - активное, реактивное сопротивление на участке m.
Для расчета потерь определим ,,,, результаты оформим в виде таблиц.
Исходя из материалов полученных при прохождении преддипломной практики в РУП БЭСП предварительно был выбран кабель марки АБЛу 395.
Произведем проверку сечений проводников по допустимому нагреву. Результаты занесем в таблицу 6.3 и 6.4.
Таблица 6.3 - Проверка выбранных сечений проводников по допустимым условиям нагрева в нормальном режиме
|
Номер линейного участка |
, А |
, А |
Тип линии |
Соблюдение условия |
|
|
10-1 |
34 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
1-4 |
1 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
4-1424 |
21 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
1424-3 |
5 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
3-2 |
5 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
2-1 |
19 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
4-10 |
31 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
2-1389 |
3 |
192 |
кабельная |
соблюдается |
Таблица 6.4 - Проверка выбранных сечений проводников по допустимым условиям нагрева в послеаварийном режиме (наиболее тяжелом для каждого из участков)
|
Номер линейного участка |
, А |
, А |
Тип линии |
Соблюдение условия |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
10-1 |
66 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
1-4 |
24 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
4-1424 |
12 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
1424-3 |
4 |
249,6 |
кабельная |
Соблюдается |
|
|
3-2 |
14 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
2-1 |
28 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
|
|
4-10 |
- |
- |
- |
- |
|
|
2-1389 |
3 |
249,6 |
кабельная |
соблюдается |
Данные для проверки выбранных сечений линий по допустимой потере напряжения были взяты из [1] и занесены в таблицу 6.5.
Таблица 6.5 - Расчетные данные кабелей и проводов
|
Сечение проводников |
, Ом/км |
, Ом/км |
|
|
АБЛу 395 |
0,329 |
0,083 |
Определяем сопротивления линий по формулам:
(6.11)
(6.12)
где , - удельное сопротивление участка линии, Ом/км,
- длина линии, км.
Результаты расчета двух вариантов реконструкции сети занесем в таблицы 6.6 и 6.7.
Таблица 6.6 - Активное, реактивное сопротивление участков сети, первого варианта реконструкции сети
Подобные документы
Проектирование электроснабжения сборочного цеха. Схема цеховой сети и расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности и выбор мощности цеховых трансформаторов. Установка силовых распределительных пунктов. Подбор сечения проводов и кабелей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.09.2010Расчет 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 02.06.2015Выбор рода тока и напряжения для внутрицехового электроснабжения. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор и проверка защитной аппаратуры. Определение местоположения пунктов питания на территории. Расчет распределительных сетей среднего напряжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 10.07.2013Анализ электрических нагрузок и выбор схемы электроснабжения. Общая характеристика предохранителей силовых распределительных пунктов. Проектирование электрической сети освещения. Выбор сечения проводников осветительной сети и автоматических выключателей.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 19.01.2021Выбор схемы и системы электрической сети. Выбор типа проводки, способа ее выполнения и схемы электроснабжения. Прокладка кабелей в кабельных сооружениях. Выбор силовых пунктов распределения энергии на участках панелей распределительных устройств.
курсовая работа [157,0 K], добавлен 16.06.2011Расчёт электрических нагрузок. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор мощности трансформаторов, сечения кабельных линий, схемы внешнего электроснабжения. Защита сетей от аварийных режимов. Организация эксплуатации электрохозяйства.
дипломная работа [250,0 K], добавлен 10.10.2014Характеристика технологического процесса и требования к надёжности электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм. Выбор кабельных линий автоматических выключателей, мощности силовых трансформаторов.
дипломная работа [558,8 K], добавлен 30.01.2011Определение мощности трансформатора, его типа и количества для установки в помещении отопительной котельной. Расчет электрических и силовых нагрузок, токов короткого замыкания. Выбор кабелей питающих и распределительных линий, схемы электроснабжения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.02.2017Характеристика потребителей электрической энергии. Определение расчетной нагрузки цеха. Выбор распределительных пунктов. Проектирование цеховой сети. Методика выбора автоматических выключателей. Расчет нагрузок по отдельным узлам. Защита кабельных линий.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.02.2017Определение расчетных электрических нагрузок электроснабжения. Расчет нагрузок осветительных приемников. Выбор схемы электроснабжения цеха. Потери мощности холостого хода трансформатора. Выбор питающих кабелей шинопроводов и распределительные провода.
контрольная работа [350,8 K], добавлен 12.12.2011
