Проектирование системы электроснабжения для жилого массива

Расчет электрических нагрузок, токов короткого замыкания, защитного зануления, выбор оптимальной мощности трансформаторов. Релейная защита элементов распределительных сетей. Составление локальной сметы на строительство трансформаторной подстанции.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 04.09.2010
Размер файла 312,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

24

2

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В.1. Постановка задачи

В.2. Характеристика объекта и исходной информации

1. ПРОЕКТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 10 кВ.

1.1 Обоснование схемы

1.2 Расчет электрических нагрузок

1.3 Расчет электрической сети

1.3.1 Выбор мощности трансформаторов

1.3.2 Расчет сечения ЛЭП

1.3.3 Выбор электрических аппаратов

1.4 Проверка оборудования на действие токов К.З.

1.5 Конструктивное исполнение

2. ПРОЕКТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 0,4 кВ.

2.1 Обоснование схемы

2.2 Расчет электрических нагрузок

2.3 Расчет электрической сети

2.3.1 Расчет сечения ЛЭП.

2.3.2 Выбот электрических аппаратов

2.4 Проверка оборудования на действие токов К.З.

2.5 Конструктивное исполнение ТП.

3. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА.

3.1 Постановка задачи.

3.2 Защита линий 10 кВ.

3.3 Выбор трансформаторов тока на стороне 10 кВ.

3.3.1 Выбор МТЗ

3.3.2 Выбор токовой отсечки

3.4 Защита трансформатора.

3.5 Защита сетей 0,38 кВ.

3.6 АВР

3.6.1 Требования к устройствам АВР и расчет параметров

4. ОХРАНА ТРУДА

4.1 Назначение, принцип действия, область

рименения зануления

4.2 Типы сетей

4.3 Расчет защитного зануления лифтового эл. двигателя.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

5.1 Составление локальной сметы на строительство трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Энергетической программой предусматривается развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путём перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшение структуры производства; преобразования и использования энергетических ресурсов. Наряду с увеличением числа промышленных предприятий в городах осуществляется грандиозная программа жилищного строительства. Всё это обуславливает расширение электроческих сетей, на территории городов и предназначенных для электроснабжения их потребителей.

Задачи ускорения социально-экономического развития страны на базе научно технического прогресса связаны с интенсификацией производства, включающей в себя автоматизацию, внедрение совершенных технологий и робототехники, требующих дальнейшего наращивания темпов электрификации народного хозяйства, а, следовательно, развития электрических сетей всех назначений. В связи с этим возрастают требования к надежности электроснабжения потребителей.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Энергетические системы образуют одинадцать крупных энергообъединений: Северо-Запада, Центра, Средней Волги, Юга, Казахстана, Закавказья, Урала, Северного Кавказа, Средней Азии, Сибири и Востока. В состав единой экономической системы страны входят девять энергообъединений, охватывающих почти 2/3 территории страны, где проживает более 80 % населения.

Основой развития энергетики является сооружение электростанций большой мощности. В России работают 80 электростанций с установленной мощностью выше 1000 МВт каждая, на которых сосредоточено более половины всей генерирующей мощности. На тепловых электростанциях (ТЭС) работают энергоблоки мощьностью от 150 до 1200 МВт; на атомных (АЭС) - мощьностью 600 и 640 МВт. Создание и освоение энергоблоков мощностью 500 МВт на Экибастузском и 800 МВт на Канско-Ачинском углях позволят создать в этих районах мощные ТЭС на 4 и 6,4 ГВт.

В настоящее время основой межсистемных энергетических связей являются линии напряжения 500 кВ. Введены в эксплуатацию линии напряжением 750 кВ, построена линия переменного тока Итат-Кузбасс, напряжением 1150 кВ, которая проложена до Урала. У линии Экибастуз-Центр напряжение 1500 кВ и протяженностью 2400 км.

В.2 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА И ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Объектом электроснабжения является жилой массив “Горский” города Новосибирска. Который находится в самом центре левобережья, в пяти минутах ходьбы от станции “Студенческая” и главной улицы левобережья проспекта Карла Маркса, по которому проходит основная часть всего транспорта. Удачно расположен жилой массив с точки зрения экологии: на высоком берегу Оби, вдали промышленных предприятий. Благодаря розе ветров над жилым массивом преобладают воздушные потоки, не проходящие над промышленными зонами г. Новосибирска. Транспортные магистрали проходят хоть и недалеко, но вне территории жилого массива Горский. Застраивается комплексно, продуманно все, что постоянно необходимо человеку для комфортной жизни и даже более того, находится в пределах жилого комплекса. У каждого дома оборудованы детские и спортивные площадки. На массиве работают продуктовые магазины, парикмахерские, аптеки, тренажерный зал. Для удобства автомобилистов рядом с домом располагаются подземные гаражи.
В таблице В.1. приведена характеристика объекта.
Таблица В.1.
Характеристика объекта проектирования

№ п/п

Адрес

Наименование

Кол. под., шт.

Кол. квар.,шт.

Кол этаж.,шт.

Кол лифт.,шт.

1

ж/м Горский д-60

Жилой дом

4

176

11

4

2

ж/м Горский д-60

Маг. Хозтовары. Маг. Продукты

3

ж/м Горский д-47

Жилой дом

5

291

11

5

4

ж/м Горский д-47

Киноклуб, игровой клуб, аптека, магазин, тренаж. зал, тепловой узел.

5

ж/м Горский д-47/1

Подземный гараж, овощехранилище.

6

ж/м Горский д-52/1

Хоккейная коробка, футбольное поле

7

ж/м Горский д-50

Жилой дом

4

179

10

4

8

ж/м Горский д-41

Жилой дом

5

240

11

5

9

ж/м Горский д-41/1

Подземный гараж, овощехранилище.

10

ж/м Горский д-40/2

Жилой дом

1

33

11

1

11

ж/м Горский д-40/2

Больница

12

ж/м Горский д-48/1

Ц.Т.П.

13

ж/м Горский д-40/3

Жилой дом

1

35

7

11

14

ж/м Горский д-40

Жилой дом

2

44

11

2

15

ж/м Горский д-39/1

Подземный гараж, овощехранилище.

16

ж/м Горский д-48

Жилой дом

5

238

11

5

17

ж/м Горский д-48

Аптека

18

ж/м Горский д-52

Жилой дом

4

162

11

4

19

ж/м Горский д-53

Жилой дом

7

231

11

7

20

ж/м Горский д-53

Маг. “Бытовая химия.”, супермаркет,турфирма, быт. электромастерская, маг. “Мебель.”, аптека.

21

ж/м Горский д-61

Жилой дом

2

44

11

2

22

ж/м Горский д-61

Маг. “Аккумуляторы.”, аптека, магазин “Автозапчасти.”

6

23

ж/м Горский д-51

Жилой дом

3

108

10

3

24

ж/м Горский д-51

Банк, парикмахерская, маг. “Стройматериалы.”, маг. “Мебель.”, маг. “Продукты.”

25

ж/м Горский д-51/1

Подземный гараж

26

ж/м Горский д-54

Жилой дом

4

138

10

4

27

ж/м Горский д-55

Жилой дом

3

138

10

3

28

ж/м Горский д-56

Жилой дом

4

138

10

4

29

ж/м Горский д-42

Жилой дом

2

85

11

2

30

ж/м Горский д-42

Стоматология

1

1

31

ж/м Горский д-48/2

Магазин

32

ж/м Горский д-39

Жилой дом

8

227

10

8

33

ж/м Горский д-10/1

Подземные гар., т\к Мир.

34

ж/м Горский д-18/1

Жилой дом

2

16

2

35

ж/м Горский д-12

Школа

4

4

1

36

ж/м Горский д-12/1

Жилой дом

1

8

2

37

ж/м Горский д-10

Т\к “Мир”

3

2

2

38

ж/м Горский д-75

Детский сад

3

2

1

39

ж/м Горский д-73

Магазин

40

ж/м Горский д-77

Эл.связь “Сибтелеком.”

1

4

41

ж/м Горский д-73/1

Жилой дом

4

64

5

42

ж/м Горский д-73/1

Фирма “Адвокаты.”, МВД “Отдел по эконом. Преступлениям.”

1

1

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 10 кВ

1.1 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ

Задачей системы электроснабжения 10 кВ является передача электроэнергии от центра электрического питания, которым является главная понизительная подстанция, и преобразование электроэнергии. Схема сетей должнаудовлетворять требования надежности, экономичности, безопасности, удобства в эксплуатации, дальнейшего развития, обеспечивать необходимое качество энергии у потребителей и экономическую чистоту, т.е малое влияние на окружающую среду (сильные электрические и магнитные поля, шум). При определении конфигурации сетей необходимо стремиться к наиболее коротким связям между источником питания и потребителями, избегая, по возможности, обратных перетоков, влекущих за собой увеличение потерь мощности. Схема построения системы электроснабжения должна предусматривать возможность ее поэтапного сооружения в пределах расчетного срока проектирования, а также возможность последующего развития системы за пределами указанного срока без ее коренного переустройства. При проектировании систем электроснабжения необходимо использоватьнадежные простые схемы построения электрических сетей и применять повышенные напряжения.

Потребителем электроэнергии является жилой массив “Горский”. Потребители данного жилого массива это электроприемники 2-ой категории по надежности электроснабжения. Электроприемники 2-ой категории - это электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного колличества городских и сельских жителей. Примером электрических нагрузок 2-ой категории в городских сетях могут служить электроприемники жилых зданий до 16 этажей, зданий лечебных и детских учреждений, школ, силовые установки квартальных котельных, тепловых пунктов, столовых, магазинов с площадью торгового зала до 1800 м и т.д. Для этой категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для ручного включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной бригадой энергоснабжающей организации. Жилые дома 2-й категории имеют два уровня электрификации быта: с газовыми плитами и электроплитами для пищеприготовления. Требуемая подстанция по рекоминдации потребителей 2-ой категории будет 2-х трансформаторной, схема будет кольцевая секционированная с одной РП - 10 кВ, проект схемы электроснабжения жилого массива “Горский” (см. Приложение 2). Кольцевой схемой в распределительной сети называют схему, имеющую двойное питание. Работая по разомкнутой схеме, она может питаться от одного, либо от двух РП. В нормальном режиме кольцевая линия питается от РП независимо. При повреждении какого-либо участка на одной из линий автоматически отключается масляный выключатель и прекращается питание всех потребителей, присоедененных к этой линии. Найдя место повреждения, этот участок отключается выключателями и замкнув разъеденитель восстанавливают питание. Распределение электроприемников по подстанциям указано в табл.1.1. - 1.8.

Таблица 1.1.

ТП - 1.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

1

Жилой дом

176

6,5

0,95

4

5

0,85

2

Маг. Хозтовары. Маг. Продукты

20

0,8

3

Жилой дом

291

6,5

0,95

5

5

0,85

4

Киноклуб, игровой клуб, аптека, магазин, тренаж. зал, тепловой узел.

45

0,8

5

Подземный гараж, овощехранилище.

15

0,8

6

Хоккейная коробка, футбольное поле

10

0,8

Итого по п/с № 1

467

9

Таблица 1.2.

ТП - 2.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

7

Жилой дом

179

6,5

0,95

4

5

0,85

8

Жилой дом

240

6,5

0,95

5

5

0,85

9

Подземный гараж, овощехранилище.

15

0,8

10

Жилой дом

33

6,5

0,95

1

5

0,85

11

Больница

30

0,8

Итого по п/с № 2

452

10

Таблица 1.3.

ТП - 3.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

12

Ц.Т.П.

130

0,8

13

Жилой дом

35

6,5

0,95

1

5

0,85

14

Жилой дом

44

6,5

0,95

2

5

0,85

15

Подземный гараж, овощехранилище.

15

0,8

Итого по п/с № 3

79

3

Таблица 1.4.

ТП - 4.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

16

Жилой дом

238

6,5

0,95

5

5

0,85

17

Аптека

15

0,8

18

Жилой дом

162

6,5

0,95

4

5

0,85

19

Жилой дом

231

6,5

0,95

7

5

0,85

20

Маг. “Бытовая химия.”, супермаркет,турфирма, быт. электромастерская, маг. “Мебель.”, аптека.

30

0,8

21

Жилой дом

44

6,5

0,95

2

5

0,85

22

Маг. “Аккумуляторы.”, аптека, магазин “Автозапчасти.”

20

0,8

Итого по п/с № 4

675

18

Таблица 1.5

ТП - 5.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

23

Жилой дом

108

6,5

0,95

3

5

0,85

24

Банк, парикмахерская, маг. “Стройматериалы.”, маг. “Мебель.”, маг. “Продукты.”

30

0,8

25

Подземный гараж, овощехранилище.

15

0,8

26

Жилой дом

138

6,5

0,95

4

5

0,85

27

Жилой дом

138

6,5

0,95

3

5

0,85

28

Жилой дом

138

6,5

0,95

4

5

0,85

Итого по п/с № 5

522

14

Таблица 1.6.

ТП - 6.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

29

Жилой дом

85

6,5

0,95

2

5

0,85

30

Стоматология

10

0,8

31

Магазин

10

0,8

32

Жилой дом

227

6,5

0,95

8

5

0,85

33

Подземные гар. т\к Мир.

20

0,8

Итого по п/с № 6

312

10

Таблица 1.7.

ТП - 7.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд

34

Жилой дом

16

6,5

0,95

35

Школа

30

0,8

36

Жилой дом

8

6,5

0,95

37

Т\к “Мир”

40

0,8

Итого по п/с № 7

24

Таблица 1.8.

ТП - 8.

№ ис. дан.

Наименование

Квартиры

Лифты

Общ. зд.

Кол., шт.

Pкв., кВт

Cos цкв.

Кол., шт

Pлиф, кВт

Cos цлиф.

P, кВт

Cos цоб. зд.

38

Детский сад

25

0,8

39

Магазин

25

0,8

40

Эл.связь “Сибтелеком.”

25

0,8

41

Жилой дом

64

6,5

0,95

42

Фирма “Адвокаты.”, МВД “Отдел по эконом. Преступлениям.”

15

0,8

Итого по п/с № 8

64

1.2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Задачей расчета электрических нагрузок является оценка расчетной мощности для каждого элемента электрической сети, по которой будут определены мощности элементов сети. Электрической нагрузкой называют мощность или ток, потребляемые электроприёмником, либо потребителем в установленные моменты или интервалы времени. Нагрузка может измеряться полной, активной и реактивной мощностью либо полным, активным или реактивным током. Расчет нагрузок городской сети включает определение нагрузок отдельных потребителей (жилих домов, общественных зданий, коммунально-бытовых предприятий и т.д.) и элементов системы электроснабжения (распределительных линий, ТП, РП, центров питания и т.д.)

Расчётную нагрузку грепповых сетей освещения общедомовых помещений жилых зданий (лестничных клеток, вестибюлей, технических этажей) следует определять по светотехническому расчёту с коэффициентом спроса равным 1.

Расчеты электрических нагрузок будем производить на примере трансформаторной подстанци №1 (ТП - 1), остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сводим в таблицу 1.9.

Расчетная, активная и реактивная нагрузки питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир Pкв., кВт; Qкв., кВар; определяются по формулам:

Pкв. = Pкв. уд. * n (1.1.)

Qкв. = Pкв. * Cos цкв. (1.2.)

Где Pкв. уд. - удельная нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по таблице 2.1.1. [ 6 ] в зависимости от числа квартир, присоединенных к линии (ТП), типа кухонных плит и наличия бытовых кондеционеров воздуха, кВт/квартиру; Pкв. уд. - удельные расчетные нагрузки квартир включают в себя нагрузку освещения общедомовых помещений (лестничных клеток, подполий, технических этажей, чердаков и т. д.)

n - количество квартир, присоединенных к линии (ТП).

Pкв. = 1,23*467 = 593,1 кВт

Qкв. = 593,1 * 0,95 = 563,4 кВар

Расчетная, активная и реактивная нагрузки линий питания лифтовых установок Pр. лиф., кВт; Qр. лиф., кВар; определяются по формулам:

Pр. лиф. = ? Pn. i. * Kс. лиф. (1.3.)

Qр. лиф. = Pр. лиф. * Cos цлиф. (1.4.)

Где Kс. лиф. - коэффициент спроса, определяемый по таблице 2.1.2. [6] в зависимости от количества лифтовых установок и этажности зданий;

Pn. i. - установленная мощность i-го лифта, кВт

Pр. лиф. = 9 * 5 * 0,5 = 22,5 кВт

Qр. лиф. = 22,5 * 0,85 = 19,1 кВар

Расчетная, активная и реактивная электрические нагрузки жилых домов (квартир и силовых электроприемников) Pр.ж.д, кВт; Qр.ж.д, кВар, определяется по формулам;

Pр.ж.д = Pкв + kу Pр. лиф. (1.5.)

Qр.ж.д = Qкв + kу Qр. лиф. (1.6.)

где Pкв - расчетная электрическая нагрузка квартир, кВт;

Pр. лиф. - расчетная активная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, (лифтов) кВт;

Qр. лиф. - расчетная реактивная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, (лифтов) кВт;

kу - коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9).

Pр.ж.д = 593,1 + 0,9 * 22,5 = 613,4 кВт

Qр.ж.д. = 563,4 + 0,9 * 19,1 = 580,6 кВар

Расчетная активная и реактивная электрические нагрузки на вводе подстанции до 1 кВ при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий (помещений), Рп/с., кВт; Qп/с., кВар, определяются по формулам:

Рп/с. = Рр.ж.з. + ? ДР (1.7.)

Qп/с. = Qр. ж. з. + ? ДР * Cos цоб. зд. (1.8.)

Где ДР = Ро.з. * kу - мщность общественных зданий умноженная на коэффициент участия в максимуме нагрузок общественных зданий по таблице 42.7 [ 7 ].

Рп/с. = 613,4 + 57,9 = 671,3 кВт

Qп/с. = 740,1 + 46,3 * 0,9 = 622,3 кВар

Полная мощность на вводе подстанции, Sп/с., кВА, определяется по формуле:

Sп/с. = v Рп/с.І + Qп/с.І (1.9.)

Sп/с. = v 671,3І + 622,3І = 915,4 кВА

Таблица 1.9.

Расчет электрических нагрузок

№ п/п

Наименование

P п/с, кВт

Q п/с, кВар

S п/с, кВА

1

ТП - 1

671,3

622,3

915,4

2

ТП - 2

554,2

469,7

726,5

3

ТП - 3

215

169,3

273,6

4

ТП - 4

791,5

672,2

1038,4

5

ТП - 5

656,3

492,7

820,6

6

ТП - 6

410,3

309,2

513,8

7

ТП - 7

119,9

85,6

147,3

8

ТП - 8

96,3

66,4

116,9

1.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

1.3.1 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Основным критерием выбора оптимальной мощности трансформаторов являются: экономические соображения, обеспечивающие минимум приведённых затрат, условия нагрева, зависящие от температуры, коэффициента начальной загрузки, длительности максимума.

От правильного размещения подстанций на территории массовой жилой застройки города, а также числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей. Трансформаторные подстанции следует приблизить к центру питаемых ими групп потребителей, так как при этом сокращается протяжонность низковольтных сетей, снижаются сечения проводов и жил кабелей, а это приводит к значительной экономии цветных металлов и снижению потерь энергии. Снижаются также капитальные затраты на сооружение сетей. Поэтому система с мелкими подстанциями (мощность отдельных трансформаторов обычно не превышает 1000 кВА при вторичном напряжении сети 0,4/0,23 кВ) оказывается выгодной и применяется повсеместно [ 5 ].

Количество силовых трансформаторов на трансформаторной подстанции зависит от категории нагрузки по степени бесперебойности электроснабжения. Основная часть потребителей электроэнергии относится к 2-й категории по надёжности электроснабжения. Часть потребителей электроэнергии относятся к потребителям 3-й категории.

Принимается двухтрансформаторная КТП с использованием масляных трансформаторов.

Мощность каждого трансформатора должна быть такой, чтобы при отключении одного из трансформаторов оставшейся в работе обеспечивал электроэнергией потребителей 1 и 2 категорий. За основу выбора берётся перегрузочная способность трансформаторов. Обычно в практике проектирования пользуются перегрузочной способностью для потребителей, работающих по двухсменному режиму раборы, а жилые районы можно отнести к таким режимам работы, так как днем загруженность заключается в работающих магазинах, школах, детских садах и т. д., а вечером в жилых домах. Перегрузочная способность заключается в следующем: при выходе из строя одного из трансформаторов второй трансформатор может нести перегрузку величиной 40% в течении 6-и часов в сутки 5 рабочих дней недели.

Выбор трансформаторов будем производить на примере трансформаторной подстанци № 1 (ТП-1), остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сводим в таблицу 1.11.

Мощность трансформатора определяется по формуле:

Sнагр.

Sтр. = (1.10.)

Кз. * n

где, Sнагр. - расчетная мощность нагрузки ТП.

n - количество трансформаторов на подстанции. n = 2

Кз. - коэффициент загрузки трансформатора. Кз. = 0.7

606.99

Sтр. = = 433.56кВА

0,7*2

Выбираем ближайшый больший по мощности трансформатор:

ТМ-630/10

Sном =630кВА

ДРхх=1.3кВт.

ДРкз=7.8 кВт.

Uкз = 5.5%

Iхх =2%

Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме: 1,4 * Sномт ? Sp

1,4 * 630 = 882 > 606

Условие выполняется.

Таблица 1.10.

Выбор трансформаторов

№ п/п

Т.П.

Трансформатор

Sном., кВА

ДPх.х, кВт

ДPк.з., кВт

Uк.з., %

Iх.х., %

1

ТП - 1

Т1.1. TM- 630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

2

ТП - 1

Т1.2.TM- 630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

3

ТП - 2

Т2.1. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

4

ТП - 2

Т2.2. ТМ-630/10

630

1.3

7,6

5,5

2

5

ТП - 3

Т3.1. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

6

ТП - 3

Т3.2. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

7

ТП - 4

Т4.1. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

8

ТП - 4

Т4.2. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

9

ТП - 5

Т5.1. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

10

ТП - 5

Т5.2. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

11

ТП - 6

Т6.1. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

12

ТП - 6

Т6.2. ТМ-400/10

400

0.95

5.5

4.5

2.1

13

ТП - 7

Т7.1. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

14

ТП - 7

Т7.2. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

15

ТП - 8

Т8.1. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

16

ТП - 8

Т8.2. ТМ-630/10

630

1.3

7.6

5,5

2

1.3.2 РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ЛЭП

Критерием расчета сечения линий электропередачи является:

1. длительно допустимый ток Iдоп;

2 экономическая плотность тока Iэк;

3. допустимая потеря напряжения.

В сетях выше 1000 В расчёт сечений ведётся по первым двум условиям, а в сетях до 1000 В расчётным условием является - длительно допустимый ток и допустимая потеря напряжения.

Рассчитываем значение тока:

Sрасч. * Ко

Iрасч. = (1.11.)

v3 *Uв. н.

Где: Sрасч. - мощность всех подстанций кольца.

Ко - коэффициент одновременности для электрических нагрузок в сетях 6 - 20 кВ учитывающий количество ТП [8].

3361.1

Iрасч.L1. = = 194.3А

v 3 * 10

Все проводники электрической сети проверяют по допустимому нагреву током нагрузки Для выбора сечений и проверки проводов и кабелей пользуются таблицами приведёнными в ПУЭ. Для этого сопоставляют расчетные токи элементов сети с длительно допустимыми токами, приведёнными в таблицах для проводов и кабелей. Необходимо выдержать соотношение

Iрасч. ? Iдоп.

где: Iрасч. - расчетный ток нагрузки, А;

Iдоп. - предельно допустимый ток для данного сечения проводника, А.

По данным справочной литературы выбираем бронированный трехжильный кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной и не стекающей массами, в свинцовой или алюминиевой оболочке. ААБл (3 *95) Sкаб. = 95 мм2 Iдл. =205А

194,3? 205

Условие выполняется.

При проектировании электрических сетей важно обеспечить наименьшую стоимость электроэнергии. Это зависит от выбранных сечений проводов. Если их занизить, то потери энергии возрастут, а если увеличить - уменьшится стоимость потерянной энергии, однако это приводит к росту капитальных первоначальных затрат на сооружение сети. Сечение, соответствующее минимуму стоимости передачи электроэнергии, называют экономическим

Sэ. ? Sкаб., ммІ

Экономическая плотность тока является функцией двух переменных: числа часов использования максимальной нагрузки Тм и материала проводника. По справочной литературе для Тм = 5000 часов и материала проводника - алюминий, определим экономическую плотность тока jэк. = 2,5А/мм2, тогда расчётное значение экономического сечения линий равно:

Iрасч.

Sэ. = (1.12.)

Jэк.

где: Iрасч. - расчетный ток линии.

Jэ. - экономическая плотность тока.

Это условие определено для работы схемы на одной линии и двух трансформаторах находящихся в работе.

194,3

Sэ. = = 77,8ммІ

2,5

Bыбираем сечение кабеля исходя из условия экономической плотности тока ближайшее к расчетному. Кабель ААБл (3*70), Sкаб. = 70 ммІ, Iдлит. = 165 А.

165А < 250А

Тaк как длительно допустимый ток выбранного кабеля по экономической плотности меньше расчетного тока при выборе кабеля по длительно допустимрму току то принемаем к прокладке в земле ранее выбранный кабель, ААБл (3*95).

Таблица 1.11.

№ линии

Марка кабеля

Sр., кВА

Iр., А

Sэ., ммІ

Iр., А

Sк., ммІ

Iдоп.к., А

Rуд., Ом/км

Xуд., Ом/км

Lлин, км

1.1.

ААБл-10 (3*95)

3361,3

194,3

77,8

165

95

205

0,329

0,083

0,3

1.2.

ААБл-10 (3*95)

3026,06

174,9

69,9

140

95

205

0,329

0,083

0,2

1.3.

ААБл-10 (3*70)

2526,3

146

58,4

140

70

165

0,447

0,086

0,15

1.4.

ААБл-10 (3*50)

2122,8

122,7

49,08

115

50

140

0,625

0,09

0,2

1.5.

ААБл-10 (3*50)

1678,3

97

38,8

90

50

140

0,625

0,09

0,15

1,6.

ААБ (3*35)

1317,36

76

30,4

90

35

115

0,894

0,095

0,1

1,7

ААБ (3*25)

970,16

56

22,4

75

25

90

1,25

0,099

0,15

1,8

ААБ (3*16)

388,1

22,4

8,96

16

75

1,95

0,113

0,2

1,9

ААБл-10 (3*95)

3361,3

194,3

77,8

165

95

205

0,329

0,083

0,3

1.3.3 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Трансформаторные подстанции подключаются к сборным шинам 10 кВ РП с вакуумными выключателями, установленными в ячейках серии КРУ.

Все апараты выбираются по следующим условиям:

· по напряжению - Uном. Uсети.

по номинальному току - Iном. Iрасч.;

Где Uсети = 10 кВ.

Sр.

Iр. = ----------

v 3 * Uсети.

Выбираем оборудование РП 10 кВ.

Выбираем к установке вакуумные выключатели. Основные достоинства вакуумных выключателей, определяющие их широкое применение:

1 Высокая износостойкость при коммутации номинальных токов и номинальных токов отключения. Число отключений номинальных токов вакуумным выключателем (ВВ) без замены ВДК составляет 10-20 тыс., число отключений номинального тока отключения - 20-200, что в 10-20 раз превышает соответствующие параметры маломасляных выключателей.

2 Резкое снижение эксплуатационных затрат по сравнению с маломасляными выключателями. Обслуживание ВВ сводится к смазке механизма привода, проверке износа контактов по меткам один раз в пять лет или через 5-10 тысяч циклов «включений - отключений».

3 Полная взрыво- и пожаробезопасность и возможность работать в агрессивных средах.

4 Широкий диапазон температур окружающей среды, в котором возможна работа ВДК.

5 Повышенная устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам в следствие малой массы и компактной конструкцией аппарата.

6 Произвольное рабочее положение и малые габариты, что позволяет создавать различные компоновки распределительных устройств, в том числе и шкафы с несколькими выключателями при двух-трехярусном их расположении.

7 Бесшумность, чистота, удобство обслуживания, обусловленные малым выделением энергии в дуге и отсутствием выброса масла, газов при отключении токов КЗ.

9 Отсутствие загрязнения окружающей среды.

10 Высокая надежность и безопасность эксплуатации, сокращение времени на монтаж.

К недостаткам ВВ следует отнести повышенный уровень коммутационных перенапряжений, что в ряде случаев вызывает необходимость принятия специальных мер по защите оборудования [ 10 ].

Основные технические характеристики ваккуумных выключателей сводим в таблицу 1.12.

Таблица 1.12.

Выбор ваккуумных выключателей

№ Выкл

Тип выкл.

Iрасч., А

Uном., кВ

Uнаиб. раб., кВ

Iном., А

Iтер. стой., А

tдоп. (Iтер. стой), А

Iдин. стой., А

Q1.1.

ВВЭ-10-20/630У3

194,3

10

12

630

20

3

52

Q1.2.

ВВЭ-10-20/630У3

194,3

10

12

630

20

3

52

Выбираем оборудование трансформаторных подстанций ТП 10/0,4 кВ на стороне высокого напряжения.

Выбор выключателей нагрузки.(QW)

Выключатель нагрузки является промежуточным аппаратом между выключателем и разъеденителем. Он не расчитан на отключение тока КЗ, но может включать и отключать рабочие токи линий, трансформаторов и других электроприёмников. Основные технические характеристики сводим в таблицу 1.13.

Таблица 1.13.

Выбор выключателей нагрузки. (QW)

№ Выкл. по сх.

Тип выключателя.

Iрасч., А

Uном., кВ

Iном., А

Iтер. стой., кА

tдоп. (Iтер. стой), с

Iдин. стой., А

1.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

194,3

10

400

10

1

25

1.2

ВНПу-10/400-10зУ3

174

10

400

10

1

25

2.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

174

10

400

10

1

25

2.2.

ВНПу-10/400-10зУ3

146

10

400

10

1

25

3.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

146

10

400

10

1

25

3.2

ВНПу-10/400-10зУ3

122,7

10

400

10

1

25

4.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

122,7

10

400

10

1

25

4.2

ВНПу-10/400-10зУ3

97

10

400

10

1

25

5.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

97

10

400

10

1

25

5.2

ВНПу-10/400-10зУ3

76

10

400

10

1

25

6.1.

ВНПу-10/400-10зУ3

76

10

400

10

1

25

6.2.

ВНПу-10/400-10зУ3

56

10

400

10

1

25

7,1

ВНПу-10/400-10зУ3

56

10

400

10

1

25

7,2

ВНПу-10/400-10зУ3

22,4

10

400

10

1

25

8.1

ВНПу-10/400-10зУ3

22,4

10

400

10

1

25

8.2

ВНПу-10/400-10зУ3

194,3

10

400

10

1

25

Выбирам разъеденители (QS):

В данной схеме разъеденители используются для переключений присоединений РУ с одной системы сборных шин на другую без перерыва тока и для отключения и включения ненагруженных трансформаторов. Разъеденители выбирают по мощности ТП; данные сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.14.

Выбор разъеденителей (QS)

№ ТП.

№ Разъед. по сх.

Тип разъеденителя.

Iрасч., А

Uном., кВ

Iном., А

Iтер. стой., кА

tдоп. (Iтер. стой), с

Iдин. стой., А

ТП - 1

QS1

РВЗ - 10/400 У3

194,3

10

400

16

4

41

ТП - 2

QS2

РВЗ - 10/400 У3

174

10

400

16

4

41

ТП - 3

QS3

РВЗ - 10/400 У3

146

10

400

16

4

41

ТП - 4

QS4

РВЗ - 10/400 У3

122,7

10

400

16

4

41

ТП - 5

QS5

РВЗ - 10/400 У3

97

10

400

16

4

41

ТП - 6

QS6

РВЗ - 10/400 У3

76

10

400

16

4

41

ТП - 7

QS7

РВЗ - 10/400 У3

56

10

400

16

4

41

ТП - 8

QS8

РВЗ - 10/400 У3

22,4

10

400

16

4

41

Предохранители:

Плавкий предохранитель представляет собой однополюсный коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрических цепей от сверхтоков; действие его основанно на плавлении током металлической вставки небольшого сечения и гашении образовавшейся дуги. Ценными свойствами плавких предохранителей являются:

простота устройства и, следовательно, низкая себестоимость;

исключительно быстрое отключение цепи при К.З.;

способность предохранителей некоторых типов ограничивать ток К.З. [9 ].

Предохранители ПК, заполненные чистым кварцевым паском, применяются на закрытых подстанциях напряжением 6 - 10 кВ малой и средней мощностей и на маломощных ответвлениях на крупных подстанциях. Предохранители ПК являются токоограничивающими, так как при больших токах КЗ отключаются до достижения амплитудного значения тока К.З. [10].

Основные технические характеристики предохранителей сводим в таблицу 1.15.

Таблица 1.15.

Выбор предохранителей (FU)

№ ТП.

№ Предохранит.

Марка предохранителя

Uном., кВ

Uнаиб. раб., кВ

Iрасч., А

Iном., А

Iном. откл, кА

ТП - 1

1.1.; 1.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

35

80

20

ТП - 2

2.1.; 2.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

37

80

20

ТП - 3

3.1.; 3.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

29,5

80

20

ТП - 4

4.1.; 4.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

34,15

80

20

ТП - 5

5.1.; 5.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

26,98

80

20

ТП - 6

6.1.; 6.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

27,14

80

20

ТП - 7

7.1.; 7.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

43,9

80

20

ТП - 8

8.1.; 8.2.

ПКТ 103-10-80-20У3

10

12

37,4

80

20

1.4 ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ТОКОВ К.З.

В качестве исходной информации задано установившееся значение 3-х фазного К.З. на шинах 10,5 кВ РП.

Iк.з. = 10 кА.

В рассматриваемой схеме на действие токов К.З. должны быть проверены :

· вакуумные выключатели, выключатели нагрузки, разъеденители;

· кабель (на термическое действие).

1. Условием проверки аппаратов на электродинамическую устойчивость токам К.З. является:

iуд. iдин. = Iскв.

Iуд. = v2 * Ку. * Iк.з. (1.14.)

где: iуд. - ударный ток К.З.;

Ку. - ударный коэффициент. Ку. =1,8;

2. Условием проверки на термическую стойкость токам К.З. является :

Iк.з.І * tпр. < Iтер. стой.І * tтер. стой. (1.15.)

где: tтер. стой. - время термической стойкости по справочнику, кАІ*с.

Iтер. стой. - ток термической стойкости по справочнику, А,

Iк.з. - ток короткого замыкания, Iк.з. = 10 кА,

tпр - приведённое время действия 3-х фазного К.З., оно определяется временем срабатывания защиты и собственным временем отключения аппарата. tпр. = tс.з. + tоткл.,

где: tс.з. - время действия основной защиты от К.З. (0,02…..0,05 с.)

tоткл. - время отключения выключателя (интервал времени от момента подачи релейной защитой импульса на катушку отключения до полного расхождения контактов), равно = 0,055 с.

tпр. = 0,02 + 0,055 = 0,075 с

Проверка вакуумных выключателей.

Проверка вакуумных выключателей на электродинамическую устойчивость токам К.З.

Iк.з. = 6 кА

iуд. = v2 * 1,8 * 10 = 25,45кА

Ток динамической стойкости равен 52 кА для выключателя (амплитудное значение предельного сквозного тока). Следовательно, выбранные ваккумные выключатели обладают динамической стойкостью.

Проверка вакуумных выключателей на термическую устойчивость токам К.З.

Iк.з.І * tпр. = 102 * 0,075 = 7,5кА

Заводом изготовителем на данный выключатель задан предельный ток термической стойкости 20 кА и допустимое время его действия 3 с.

Iтерм. стой.І * tтерм. стой. = 202 * 3 = 1200 кА

7,5< 1200

Следовательно, выключатель обладает термической стойкостью.

Проверка выбранных аппаратов на подстанциях.

Проверку выбрaнных аппаратов на трансформаторных подстанциях будем производить на примере ТП - 1. Проверка аппаратов на других подстанциях аналогична, результаты проверок занесём в таблицу 1.16. Переходными сопротивлениями контактов аппаратов пренебрегаем, а сопротивление системы и сопротивления кабелей учитываем.

Находим сопротивление системы (Xс).

Uc.

Xс. = (1.16.)

v 3 * Iк.з.

10

Xс. = = 1,73Ом.

v 3 * 10

Определим активное и индуктивное сопротивление кабеля линии 1.1.

Rкаб. = Rуд. к. * Lкаб. (1.17.)

Rкаб. = 0,329* 0,3 = 0,0987Ом

Xкаб. = Xуд. к. * Lкаб. (1.18.)

Xкаб. = 0,083* 0,3 = 0,0249 Ом

Определяем полное сопротивление участка сети.

Xуч. = Xс. + Xкаб. (1.19.)

Xуч. = 1,73+ 0,0249 = 1,7549 Ом

Zуч. = v Rуч.І + Xуч.І (1.20.)

Zуч. = v 0,0987І + 1,7549 І = 1,7576Ом

Определяем ток К.З. на подстанции № 1.

Uс.

Iк.з.П/С №1. = (1.21.)

v 3 * Z

10

Iк.з.П/С №1. = = 3,28кА

v 3 * 1,7576

Проверяем на электродинамическую устойчивость, определяем ударный ток на подстанции №1.

iуд. = v2 * 1,8* 3,28= 8,35кА

У всех выбранных aппаратов на ТП - 1 ток динамической стойкости выше расчетного тока, значит все аппараты удовлетворяют требованиям проверки на электродинамическую устойчивость.

Проверяем аппараты ТП - 1 на термическую устойчивость токам К.З.

Iк.з.І * tпр. = 3,28І * 0,075 = 3,28кА

Заводом изготовителем на выключатель нагрузки задан предельный ток термической стойкости 10 кА и допустимое время его действия 1 с.

Iтерм. стой.І * tтерм. стой. = 10І * 1 = 100 кА

3,28< 100

Следовательно, выключатель нагрузки обладает термической стойкостью.

Заводом изготовителем на разъеденитель задан предельный ток термической стойкости 16 кА и допустимое время его действия 4 с.

Iтерм. стой.І * tтерм. стой. = 10І * 4 = 400 кА

3,28 < 400

Следовательно, разъеденитель обладает термической стойкостью.

Таблица 1.16.

Проверка аппаратов на действие токов К.З.

ТП.

Наимен. аппарата

Тип аппарата

Примечания

ТП - 1

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 1

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 2

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 2

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 3

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 3

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 4

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 4

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 5

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 5

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 6

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 6

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 7

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 7

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

ТП - 8

Выключ. нагрузки

ВНПу-10/400-10зУ3

Все аппараты удовл. требованиям проверки

ТП - 8

Разъеденитель

РВЗ - 10/400 У3

Уд. треб. проверки

Проверка кабеля на термическую стойкость.

Проверку кабелей на термическую стойкость будем производить на примере линии 1.2., остальные расчеты аналогичны. Результаты проверки занесём в таблицу 1.17.

Для проверки кабеля рассчитывается термически стойкое сечение,

Sт. стой., ммІ

Sт. стой. = б * Iк.з. * v tпр. (1.22.)

Где: б - расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жилы кабеля: б = 7 для медных жил, б = 12 для алюминиевых жил;

Iк.з. - установивщийся ток К.З. на ТП-1;

tпр. - приведённое время срабатывания защиты, tпр. = 0,075 с.

Sт. стой. = 12 * 3,28* v 0,075 = 10,78ммІ

Сечение выбранного кабеля проходит по уcловию термической стойкости, принимаем к прокладке выбранный кабель ААБ (3 * 16).

Sкаб. = 16 ммІ > Sт. стой. = 10,78 ммІ

Таблица 1.17.

Проверка кабеля на действие токов к.з.

№ линии

Марка кабеля

Примечания

1.1.

ААБ (3 * 95)

Удовл. треб. проверки

1.2.

ААБ (3*95)

Удовл. треб. проверки

1.3.

ААБ (3*70)

Удовл. треб. проверки

1.4.

ААБ (3*50)

Удовл. треб. проверки

1.5.

ААБ (3*50)

Удовл. треб. проверки

1,6.

ААБ (3*35)

Удовл. треб. проверки

1,7.

ААБ (3*25)

Удовл. треб. проверки

1,8.

ААБ (3*16)

Удовл. треб. проверки

1,9.

ААБ (3*95)

Удовл. треб. проверки

1.5 КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ

По расположению подстанции различают: внутрицеховые, расположенные в здании цеха; встроенные, т. е. вписанные в контур основного здания (но при этом выкатка трансформаторов и выключателей производится из здания); пристроенные, т. е. примыкающие к основному зданию (с выкаткой трансформаторов и выключателей наружу здания); отдельно стоящие.

По принципу обслуживания подстанции могут быть сетевые и абонентские. Сетевые подстанции обслуживаются персоналом энергосистемы, а абонентские - персоналом потребителя.

Для городских условий наиболее приемлемым является применение закрытых подстанций наружной установки оборудованные одним или двумя трансформаторами мощностью 100 - 1000 кВА каждый с первичным напряжением 10 кВ и вторичным напряжением 0,4/0,23 кВ, с воздушными или кабельными вводами.

Многие строительные и монтажные организации городов выпускают комплектные трансформаторные подстанции (КТП) из объемных железобетонных элементов (блок-коробок), изготовленныых на железобетонном заводе. Подстанция доставляется на место строительства отдельными блоками и устанавливается на заранее подготовленную площадку. Устанавливаем комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).

Трансформаторная подстанция (ТП) предназначена для приема электрической энергии на напряжении 10 кВ, понижения напряжения до 0,4 кВ и распределения электроэнергии ЭП. В зависимости от степени защиты от воздействия окружающей среды применяем ТП для наружной установки. РП наружной установки комплектуются автоматическими вакуумными выключателями, установленными на выкатных тележках. В ТП используются силовые трансформаторы типа ТМ (трансформаторы масляные с естественной циркуляцией воздуха и масла для комплектных трансформаторных подстанций).

Варианты возможной компоновки ТП:

· с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов;

· с двумя трансформаторами и П-образным размещением шкафов.

· с одним трансформатором и линейным размещением шкафов;

Принимается компоновка ТП с двумя трансформаторами и линейным размещением шкафов.

Принимается двухтрансформаторная ТП с использованием масляных трансформаторов. Масляные трансформаторы наиболее массовые. Основная особенность, ограничивающая их применение в производственных зданиях - наличие масла, что обуславливает их пожароопасность. По нормам и правилам, регламентирующих с этой точки зрения разрешается устанавливать в объекте проектирования ТП с применением масляных трансформаторов с суммарной мощностью до 3200 кВА. Так как используются масляные трансформаторы, то под каждым трансформатором будет маслоприемник. Расстояние по горизонтали от дверного проёма трансформаторной камеры до проёма ближайшего окна или двери другого помещения должно быть не менее 1м при количестве масла в трансформаторе 60 кг.

Вентиляционная система ТП и камер трансформаторов должна обеспечивать отвод выделяемого трансформатором тепла, быть самостоятельной и не связанной с другими вентиляционными системами.

Будем использовать трансформаторы ТМ - 630/10. ДРхх = 1,3 кВт, ДРкз=7,6 кВт, Uкз = 5,5 %, Iхх =2 %.

По условиям работы - предназначенные для работы в нормальных условиях.

По виду изолирующей среды и охлаждающей среды - масляные.

Схема соединения обмоток - треугольник/ звезда;

2. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 0,4 кВ

2.1 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ

Схемы электрических сетей должны быть просты, экономичны и строиться, исходя из требований, предъявляемых к надежности электроснабжения электроприемников зданий.

В здании должно, как правило, устанавливаться одно общее вводно-распределительное устройство или главный распределительный щит (ВРУ, ГРЩ), предназначенные для приема электроэнергии от городской сети и распределения ее по потребителям здания. Увеличение количества ВРУ (ГРЩ) допускается при питании от отдельно стоящей ТП и нагрузке на каждом из вводов в нормальном и аварийном режимах св. 400-630 А (в зависимости от номинального тока коммутационных и защитных аппаратов, отходящих от ТП линий). В других случаях увеличение количества ВРУ или ГРЩ допускается при технико-экономическом обосновании.

В жилых домах ВРУ рекомендуется размещать в средних секциях. В общественных зданиях ГРЩ или ВРУ должны располагаться у основного абонента независимо от числа предприятий, учреждений и организаций, расположенных в здании.

В типовых проектах блок-секций жилых домов следует предусматривать планировочные решения, позволяющие изменять местоположение ВРУ при привязке проектов к конкретным условиям застройки.

В жилых домах число горизонтальных питающих линий квартир должно быть минимальным. Нагрузка каждой питающей линии, отходящей от ВРУ, не должна превышать 250 А.

2.2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Задачей расчета электрических нагррузок является оценка расчетной мощности для каждого элемента электрической сети, по которой будут определены мощности элементов сети. Расчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ проводится суммированием нагрузки на вводе в жилой дом или на вводе в общественное здание с учетом коэффициентов одновременности максимумов нагрузки.

Расчеты электрических нагрузок будем производить на примере трансформаторной подстанци №1 (ТП-1), остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сводим в таблицу 2.1. К подстанции №1 подключены: 2 жилых дома, 2 магазина, киноклуб и т. д., подземные гаражи с овощехранилищем и хоккейная коробка с футбольным полем. Подробная информация по нагрузкам подстанции приведена в таблице 1.1.

Расчетная, активная и реактивная нагрузки питающих линий от электроприемников квартир Pкв., кВт; Qкв., кВар; определяются по формулам:

Pкв. = Pкв. уд. * n (2.1.)

Qкв. = Pкв. * Cos цкв. (2.2.)

Pкв. 1. = 1,1 * 144 = 158,4 кВт

Pкв. 2 = 1,4* 45 = 63 кВт

Ркв.4 = 1,1*144 = 158,4 кВт

Qкв. 1. = 158,4 * 0,95 = 150,48 кВар

Qкв. 2. = 63 * 0,95 = 150,48 кВар

Qкв 4 =158,4*0,95=150,48кВар

Расчетная, активная и реактивная нагрузки линий питания лифтовых установок Pр. лиф., кВт; Qр. лиф., кВар; определяются по формулам:

Pр. лиф. = ? Pn. i. * Kс. лиф. (2.3.)

Qр. лиф. = Pр. лиф. * Cos цлиф. (2.4.)

Pр. лиф. 1. = 4 * 5 * 0,65 = 13 кВт

Pр. лиф. 4. = 4 * 5 * 0,65 = 13 кВт

Qр. лиф. 1. = 13 * 0,85 = 11,05 кВар

Qр. лиф. 3. = 13 * 0,85 = 11,05 кВар

Расчетная, активная и реактивная электрические нагрузки жилых домов (квартир и силовых электроприемников) Pр.ж.д, кВт; Qр.ж.д, кВар, определяется по формулам;

Pр.ж.д = Pкв + kу Pр. лиф. (2.5.)

Qр.ж.д = Qкв + kу Qр. лиф. (2.6.)

где kу - коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9).

Pр.ж.д. 1. = 158,4 + 0,9 * 13= 170,1 кВт

Pр.ж.д. 2. = 63 + 0,9 = 63,9 кВт

Рр.ж.д. 4 = 158,4+0,9*13=170,1 кВт

Qр.ж.д. 1. = 150,48 + 0,9 * 11,05 = 160,43 кВар

Qр.ж.д. 2. = 59,85 + 0,9 = 60,75 кВар

Qр.ж.д. 4 =150,48+0,9*11,05 =160,43

Расчетная активная и реактивная электрические нагрузки на ВРУ до 1 кВ при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных предприятий (помещений), Рвру.р.ж.д.., кВт; Qвру.р.ж.д.., кВар, определяются по формулам:

Рвру.р.ж.д.. = Рр.ж.з. + ? ДР (2.7.)

Qвру.р.ж.д.. = Qр. ж. з. + ? ДQ (2.8.)

Где ДР = Ро.п. * kэл.н. - мщность общественных предприятий умноженная на коэффициент учитывающий долю электрических нагрузок общественных предприятий по таблице 42.7 [ 7 ].

Рвру.р.ж.д.6. = 50,4 + 20,9 = 71,3 кВт

Рвру.р.ж.д.7. = 50,4 + 15,9 = 56,7 кВт

Qвру.р.ж.д.6. = 47.88+ 16.9 = 64.78 кВар

Qвру.ж.д.7 = 38,76+12,9 = 51,66кВар

Расчетная, реактивная электрическая нагрузка общественных зданий Qр.о.з., кВар, определяется по формуле;

Qр.С.о.. = P с.о. * Cos ц с.о. (2.9.)

Q р.с.о.3. = 40* 0,8 = 32 кВар

Полная мощность на вводе ВРУ 0,4 кВ подстанции, Sр., кВА, определяется по формуле:

Sр. = v Рр.І + Qр.І (2.10.)

Sр.ж.д.1. = v 170,1І + 160,43І = 233,8 кВА

Sр.ж.д.2. = v 63,9І + 60,75І = 88,17 кВА

Sр.ж.д.3. = v 40І + 32І = 51,22 кВА

Sр.ж.д.4 = v 170,1І + 160,43І = 233,8 кВА

Таблица 2.1.

№ ТП.

№ ис. дан

Наименование потребителя.

Квартиры.

Лифты.

Общая нагрузка.

P, кВт

Q, кВар

P, кВт

Q, кВар

P, кВт

Q, кВар

S, кВА

ТП - 1

1

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП - 1

2

Жилой дом

63

59,85

63,9

60,75

51,22

ТП - 1

3

МВД

40

32

51,22

ТП - 1

4

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

Итого:

404,1

381,61

606,99

ТП-2

5

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП-2

6

Жилой дом

50,4

47,88

71,3

64,78

96,3

ТП-2

6

Магазин, парикмахерская

20

16

ТП-2

7

Жилой дом

40,8

38,76

56,7

51,66

76,7

ТП-2

7

Юр. Консультация.

15

12

ТП-2

8

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

Итого:

468,2

437,3

640,6

ТП - 3

9

Банк

50

40

64,03

ТП - 3

10

Жилой дом

63

59,85

63,9

60,75

88,17

ТП - 3

11

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП - 3

12

Жилой дом

90

85,5

90,9

86,4

125,4

Итого:

324,9

307,58

511,4

Продолжение таблицы 2.1.

№ ТП.

№ ис. дан

Наименование потребителя.

Квартиры.

Лифты.

Общая нагрузка.

P, кВт

Q, кВар

P, кВт

Q, кВар

P, кВт

Q, кВар

S, кВА

ТП - 4

13

Магазин

30

24

38,4

ТП - 4

14

Жилой дом

90

85,5

90,9

86,4

125,4

ТП - 4

15

Жилой дом

63

59,85

63,9

60,75

88,17

ТП - 4

16

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,42

233,8

ТП - 4

17

Жилой дом

50,4

47,88

63,9

60,78

88,17

Итого:

388,8

368,32

590,77

ТП-5

18

Жилой дом

63

59,85

63,9

60,75

88,17

ТП-5

19

Жилой дом

72

68,4

9,5

8,1

80,55

75,69

110,5

ТП-5

20

Дет.сад.

25

20

32

ТП-5

21

Жилой дом

158,4

150,48

15

12,75

171,9

161,9

236,1

Итого:

316,35

298,34

466,77

ТП-6

22

Жилой дом

50,4

48

71,3

64,78

96,3

ТП - 6

22

Аптека

20

16

ТП - 6

23

Жилой дом

63

59,85

63,9

60,75

88,17

ТП - 6

24

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП - 6

25

Школа.

40

32

51,23

Итого;

305,3

285,96

469,5

ТП-7

26

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП-7

27

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП-7

28

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП-7

29

Дет. Сад.

25

20

32

ТП-7

30

Детская.поликлиника.

20

16

25,6

Итого;

510,3

481,29

759

ТП-8

31

Прокуратура.Юстиция.

50

40

64,03

ТП-8

32

Сбер.банк.

40

32

51,2

ТП-8

33

Газета « Ва банк »

50

40

64,03

ТП - 8

34

Жилой дом

158,4

150,48

13

11,05

170,1

160,43

233,8

ТП - 8

35

Жилой дом

158,4

150,48


Подобные документы

  • Характеристика потребителей, расчет электрических нагрузок, заземления и токов короткого замыкания. Выбор питающих напряжений, мощности питающих трансформаторов, схемы электроснабжения. Техническая характеристика щитов, релейная защита и автоматика.

    дипломная работа [485,9 K], добавлен 05.09.2010

  • Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.

    дипломная работа [458,3 K], добавлен 20.02.2015

  • Определение координат трансформаторной подстанции. Расчет электрических нагрузок жилого комплекса. Выбор силового трансформатора, защитной аппаратуры. Расчет токов короткого замыкания. Компенсация реактивной мощности на трансформаторной подстанции.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.05.2013

  • Расчет электрических нагрузок потребителей, токов короткого замыкания, заземляющего устройства. Выбор трансформаторов напряжения и тока, выключателей. Релейная защита, молниезащита и автоматика подстанции. Повышение надежности распределительных сетей.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 15.11.2015

  • Расчет нагрузки и выбор главной схемы соединений электрической подстанции. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов и проводников. Релейная защита, расчет заземления подстанции.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.12.2014

  • Определение расчетных электрических нагрузок. Проектирование системы внешнего электроснабжения завода. Расчет токов короткого замыкания и заземления. Выбор основного электрооборудования, числа и мощности трансформаторов. Релейная защита установки.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 08.11.2014

  • Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.

    курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.