Электроснабжение жилого микрорайона города
Краткая характеристика потребителей электричества микрорайона. Определение расчетных нагрузок. Проектирование системы электроосвещения микрорайона. Выбор числа и мощности трансформаторов. Проектирование связи с питающей системой, электрической сети.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 15.04.2014 |
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.
По экономической плотности тока:
. (5.5)
где Fр - расчетное сечение кабеля, мм2; Ip - расчетный ток линий, А;
jэк - экономическая плотность тока, А/мм2, [5];
(мм2)
По нагреву током послеаварийного режима:
, А. (5.6)
где IПА - ток послеаварийного режима, А; Iд - длительно допустимый ток кабеля, А, [5]; Кпр - коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки при параллельной прокладке [5]; Кср - коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной [5]; Кпер - коэффициент перегрузки [5];
(А);
условие соблюдается.
По потере напряжения:
, (5.7)
где ДUдоп - допустимые потери напряжения, % из [1];
Ip - расчетный ток линии, А;
l - длина кабеля, км;
R0, - удельное активное сопротивление кабеля, мОм/м, [8];
x0 - удельное реактивное сопротивление кабеля, мОм/м, [8];
cosцн, sinцн - коэффициенты мощности нагрузки [1];
Uном - номинальное напряжение кабеля, В.
условие соблюдается.
По термической стойкости
, (5.8)
где Fp - расчетное сечение кабеля, мм2;
FT. C. - термически стойкое сечение кабеля, мм2;
IK (3) - ток трехфазного короткого замыкания, А;
tр. з. - время отключения КЗ, с [9];
С - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева кабеля, А·с/мм2 [9].
(мм2).
Выбранный кабель удовлетворяет всем условиям, следовательно принимаем к прокладке кабель АПвБП 3х150 мм2.
5.2 Выбор и расчет релейной защиты
Системы электроснабжения являются сложными производственными объектами, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надёжное и экономичное функционирование СЭС возможно только при автоматическом управлении ими. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики.
Для линий в сетях 10 кВ с изолированной нейтралью должны быть предусмотрены устройства релейной защиты от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю. На одиночных линиях с односторонним питанием от многофазных замыканий должна устанавливаться, как правило, двухступенчатая токовая защита, первая ступень которой выполнена в виде токовой отсечки, а вторая - в виде максимальной токовой защиты [5].
Защита от однофазных замыканий на землю выполняется в виде селективной защиты, действующей на сигнал [5].
Данным дипломным проектом предусматривается релейная защита на цифровой базе с использованием микропроцессорных устройств фирмы OOO "Электронприбор".
На линий W1 и W6 предусматриваем токовую отсечку и МТЗ, которая обеспечена микропроцессорным устройством защиты напряжением 10 кВ - Сириус - 2Л.
Для восстановления питания потребителей предусматриваем АПВ (автоматическое повторное включение) линий W1 и W6 согласно [5]. Расчет будем проводить для схемы сети, изображенной на рис.8.1 на примере линии W1. Выбор трансформаторов тока осуществляется по номинальному напряжению и номинальному рабочему току. Проверка трансформаторов тока по условию 10% погрешности не требуется, так как сопротивление устройств автоматики значительно меньше допустимых значений. Выбирается трансформатор тока типа ТПОЛ-10-0,5 с коэффициентом трансформации 200/5 и общая схема соединения вторичных обмоток ТТ и катушек реле - "неполная звезда - неполная звезда". Обозначим величину тока, вводимую в устройство, как . Определяется ток срабатывания селективной токовой отсечки по условию отстройки от максимального тока КЗ в точке К5:
, А, (5.9)
где - коэффициент запаса [10].
- максимальный ток КЗ в точке 5 (см. табл.8.2).
(А).
По условию отстройки от бросков тока намагничивания трансформаторов, [10]:
(5.10)
где - максимальный рабочий ток линии W1, А.
(А).
С учетом выбранных трансформаторов тока, вторичный ток, вводимый в устройство определяется:
, А, (5.11)
где - коэффициент схемы (=1);
- коэффициент трансформации трансформаторов тока.
(А).
Устройство микропроцессорной системы предполагает выбор уставок срабатывания по току для каждой ступени МТЗ в диапазоне от до с шагом [10]. Окончательно выбираем уставку селективной токовой отсечки: А.
Рис.5.1 - Зона действия селективной отсечки
Чувствительность токовой отсечки определяется по зоне действия. С выбранной уставкой токовая отсечка защищает 32,5% линии, что говорит об её эффективности.
МТЗ отстраивается от максимального рабочего тока в контролируемой линии. Ток срабатывания защиты находится по формуле:
, А, (5.12)
где - коэффициент запаса [10];
- коэффициент возврата [10];
- коэффициент самозапуска [10].
(А).
С учетом выбранных трансформаторов тока, вторичный ток, вводимый в устройство, определяется:
, А, (5.13)
(А).
Чувствительность максимальной токовой защиты проверяется при двухфазном к. з. в конце защищаемого объекта:
, (5.14)
где - ток при двухфазном КЗ в конце защищаемого объекта.
.
Время срабатывания МТЗ-3 отстраиваем от времени перегорания плавкой вставки предохранителя, защищающего трансформатор. Время перегорания плавкой вставки для предохранителя типа ПКТ103-10-80-20У3 по [10] равно 1 с., тогда с учетом времени перегорания плавкой вставки:
, с, (5.15)
(с).
С помощью устройства "Сириус-2Л" можно реализовать другие виды защит, например защиту от однофазного замыкания на землю (ОЗЗ). Данная защита действует на сигнал.
Время срабатывания защиты отстраивается от времени срабатывания самой долгой защиты линии W1.
, с, (5.16), (с).
Для обеспечения селективного действия защиты необходимо отстроить её ток срабатывания от ёмкостного тока, проходящего по защищаемой линии при замыканиях на землю, и от тока небаланса при КЗ в сети.
Ток замыкания на землю в кабельной линии электрических сетей с изолированной нейтралью определяется по формуле (8.10):
(А).
Ток срабатывания защиты:
, А, (5.17)
где - коэффициент запаса [10];
- коэффициент, учитывающий бросок ёмкостного тока, при наличии выдержки времени принимаем ) [10].
(А).
Выбирается трансформатор тока нулевой последовательности ТТНПТ 1/100, предназначенный для сигнализации замыканий на землю 6-10 кВ. Коэффициент трансформации . С учетом этого ток срабатывания, вводимый в устройство:
, А, (5.18)
(А).
Устройство микропроцессорной системы "Сириус-2Л" предполагает выбор уставок срабатывания по току для защиты от замыкания на землю в диапазоне от 0,01 А до 1 А. Окончательно выбираем уставку по току защиты от замыкания на землю: А.
Устройство АПВ предусматривается для быстрого восстановления питания потребителей путем автоматического включения выключателей, отключенных устройствами РЗА
Выбираем АПВ однократного действия. С учетом того, что в устройстве есть функция, задающая условие срабатывания АПВ после срабатывания другой защиты (отсечка, МТЗ и др.), выдержка времени срабатывания однократного АПВ линии W1 будет определяться по выражению:
, (5.19)
где - время включения и отключения выключателя (для вакуумных выключателей принимаем , ) [10];
- время запаса (принимается равным 0,4 с) [10];
- время деионизации среды в месте КЗ (для сетей напряжением до 35 кВ включительно = 0,1 с) [10];
(с).
Для устройств микропроцессорной защиты время срабатывания АПВ не отстраивается напрямую от времени срабатывания основных защит, что упрощает расчеты [10].
Расчеты для линии W6 аналогичны, уставки защит линий W1, W6 представлены в табл. (5.1), (5.2).
Таблица 5.1
Уставки защит линии W1
ТО |
Функция |
Вкл. |
|
АПВ при срабатывании |
Вкл. |
||
0,1 |
|||
82,8 |
|||
МТЗ |
Функция |
Вкл. |
|
АПВ при срабатывании |
Вкл. |
||
1,4 |
|||
7,33 |
|||
ОЗЗ |
Функция |
Вкл. |
|
Действие |
Сигнал |
||
1,8 |
|||
0,065 |
|||
АПВ при срабатывании |
Откл. |
||
АПВ |
Функция |
1 крат |
|
0,6 |
|||
Фиксация блокирования |
Вкл. |
Таблица 5.2
Уставки защит линии W6
ТО |
Функция |
Вкл. |
|
АПВ при срабатывании |
Вкл. |
||
0,1 |
|||
82,2 |
|||
МТЗ |
Функция |
Вкл. |
|
АПВ при срабатывании |
Вкл. |
||
1,4 |
|||
7,33 |
|||
ОЗЗ |
Функция |
Вкл. |
|
Действие |
Сигнал |
||
1,8 |
|||
0,0645 |
|||
АПВ при срабатывании |
Откл. |
||
АПВ |
Функция |
1 крат |
|
0,6 |
|||
Фиксация блокирования |
Вкл. |
6. Проектирование системы электроснабжения микрорайона города на напряжение 10 кВ
Назначением системы электроснабжения микрорайона города является обеспечение электроэнергией всех технологических процессов потребителей, располагающихся на территории микрорайона города.
В состав системы электроснабжения микрорайона входят источники питания жилых и промышленных зон; питающие и распределительные электрические сети средних номинальных напряжений 10-20 кВ, включая распределительные пункты данных напряжений и трансформаторные подстанции 10 - 20/0,38 кВ; внешние и внутренние сети напряжением до 1 кВ жилых, общественных и производственных зданий (как правило 0,38/0,22 кВ); электроприемники всех технологических типов потребителей, расположенных на территории микрорайона города.
Основными задачами проектирования системы электроснабжения микрорайона города являются выбор экономически целесообразных структур номинальных напряжений, номинальных параметров основного электрооборудования линий, подстанций, распределительных пунктов. При этом должны учитываться электротехнические, экологические и градостроительные требования и ограничения, а также развитие потребителей электроэнергии, источников питания, электрических сетей и возможная неопределенность перспективной технико-экономической информации.
Выбор схемы и числа источников питания определяется по требованию к бесперебойности питания, по категории надежности потребителей и приемников в соответствии с [7].
К первой категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства. Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и перерыв их электроснабжения может быть допущен только на время автоматического восстановления питания.
Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к нарушению нормальной деятельности значительного количества городских жителей. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания, и перерыв в электроснабжении этих потребителей допустим на время, которое необходимо для включения резервного питания.
К третьей категории относятся все остальные электроприемники, не подходящие под определение первой и второй категории. Электроприемники третьей категории могут питаться от одного источника питания. Допустимы перерывы на время, необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на одни сутки.
При рассмотрении надежности электроснабжения коммунально-бытовых потребителей к соответствующей категории следует, как правило, относить отдельные электропремники. Требования к надежности электроснабжения электроприемника следует относить к ближайшему вводному устройству, к которому приемник подключен через коммутационный аппарат.
В качестве независимых источников питания используются две секции сборных шин, каждая из которых в свою очередь запитана от независимого источника.
6.1 Схема распределительной сети 10кВ
Согласно [11] построение городской электрической сети по условиям обеспечения необходимой надежности электроснабжения потребителей, как правило, выполняется применительно к основной массе электроприемников рассматриваемого микрорайона города. При наличии отдельных электроприемников более высокой категории, или особой группы первой категории, этот принцип построения сетей дополняется необходимыми мерами по созданию требуемой надежности электроснабжения этих электроприемников.
Для распределительной сети 10 кВ примем двухлучевую схему с двухсторонним питанием, которая в сравнении с петлевой, может обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников.
Основной недостаток петлевых схем заключаются в низкой надежности электроснабжения. При питании трансформаторных подстанций по двухлучевой схеме с односторонним питанием может возникнуть аварийная ситуация (пожар на ТП), в результате которой остальные ТП окажутся обесточенными на длительный промежуток времени. При двухстороннем питании в такой ситуации отключенными окажутся только потребители, присоединенные к аварийной ТП.
Линии, питающие ТП, отходят от распределительного пункта (РП). Распределительный пункт, как правило, следует выполнять с одной секционированной системой сборных шин с питанием по взаиморезервируемым линиям, подключенным к разным секциям. На секционном выключателе предусмотрено устройство АВР.
6.2 Выбор сечения кабелей сети 10кВ
Электрические нагрузки городских сетей 10кВ в соответствии с [7] определяются умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов отдельных ТП, присоединенных к данному элементу сети (ЦП, РП, линии и др.), на коэффициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок (коэффициент участия в максимуме нагрузок), принимаемый по [7]. Коэффициент мощности для линий 10 кВ в период максимума нагрузки принимается равным 0,92 ().
Расчетная активная нагрузка линии определяется по формуле:
, кВт (6.1)
где - коэффициент совмещения максимумов нагрузок трансформаторов [7];
- активная нагрузка i-ой ТП в послеаварийном режиме, кВт.
Расчетная реактивная нагрузка линии определяется по формуле:
, квар (6.2)
где - расчетная активная нагрузка в послеаварийном режиме, кВт;
- коэффициент реактивной мощности.
Полная электрическая нагрузка определяется по формуле:
(кВ·А) (6.3)
где - расчетная электрическая нагрузка линии, кВт; - расчетная реактивная мощность линии, квар. Расчетный ток линии в послеаварийном режиме работы , А, определяется по формуле
, А (6.4)
где . - полная электрическая нагрузка линии, кВ·А;
- номинальное напряжение, кВ.
Выбранный кабель АПвБП проверяется по условиям (5.5) - (5.8).
Для примера проведем расчет линии W1 (см. лист 1) по формулам (6.1), (6.2) и (6.3)
(кВт);
(квар);
(кВ·А).
Расчетный ток линии в послеаварийном режиме работы определим по формуле (6.4)
(А).
Далее выберем кабель, соответствующий условию (5.5):
(мм2)
где jэк=1,7 по [5].
Принимаем ближайшее сечение - 150 мм2. Для кабеля этого сечения [5], следовательно, подставив численные значения в выражение (5.6) получим:
(А);
211<331,65 условие соблюдается.
Отклонение напряжения составит:
,
0,36 %<6 % условие соблюдается.
,
где IK (3) - из пункта 8 пояснительной записки (табл.8.2) в точке К1;
tп - определим по кривым [9];
С - по таблице [9].
Принимаем для этой линии окончательно сечение F. = 120 мм2.
Результаты расчетов других линий представлены в табл.6.1
Таблица 6.1
Выбор сечения кабелей на напряжение 10 кВ
Номер линии |
Назначение |
Pр |
Qр |
Sр |
Iр |
L |
Iр/j |
kср•kпр•kпер•Iдоп |
R0 |
X0 |
ДU |
Fтс |
F |
|
кВт |
квар |
кВ·А |
А |
км |
мм2 |
А |
Ом/км |
Ом/км |
? |
мм2 |
мм2 |
|||
W1 |
РП-ТП1 |
3360 |
1445 |
3657 |
211 |
0,439 |
124 |
331,65 |
0, 208 |
0,078 |
0,36 |
51,28 |
150 |
|
W2 |
ТП1-ТП2 |
2724 |
1171 |
2965 |
171 |
0,439 |
101 |
292,05 |
0,261 |
0,08 |
0,35 |
47,31 |
120 |
|
W3 |
ТП2-ТП3 |
2012 |
865 |
2190 |
126 |
0,324 |
74 |
252,45 |
0,329 |
0,081 |
0,24 |
44,05 |
95 |
|
W4 |
ТП3-ТП4 |
1352 |
581 |
1472 |
85 |
0,384 |
50 |
207,90 |
0,447 |
0,082 |
0,25 |
39,74 |
70 |
|
W5 |
ТП4-ТП5 |
728 |
313 |
793 |
46 |
0,378 |
27 |
173,25 |
0,625 |
0,085 |
0,18 |
35,08 |
50 |
|
W6 |
РП-ТП5 |
3360 |
1445 |
3657 |
211 |
0,430 |
124 |
331,65 |
0, 208 |
0,078 |
0,35 |
51,28 |
150 |
|
W7 |
ТП5-ТП4 |
2632 |
1132 |
2865 |
165 |
0,378 |
97 |
292,05 |
0,261 |
0,08 |
0,29 |
47,78 |
120 |
|
W8 |
ТП4-ТП3 |
2008 |
863 |
2185 |
126 |
0,384 |
74 |
252,45 |
0,329 |
0,081 |
0,28 |
44,05 |
95 |
|
W9 |
ТП3-ТП2 |
1348 |
580 |
1468 |
85 |
0,324 |
50 |
207,90 |
0,447 |
0,082 |
0,21 |
40,32 |
70 |
|
W10 |
ТП2-ТП1 |
636 |
274 |
693 |
40 |
0,439 |
24 |
173,25 |
0,625 |
0,085 |
0,18 |
34,84 |
50 |
7. Проектирование электрической сети до 1 кв в электроснабжении микрорайона города
Категории надежности электроприемников принимаем в соответствии с [1]. Результаты приведены в табл.7.1.
Таблица 7.1
Категории надежности электроприемников 0,4 кВ
Номер по генплану |
Потребитель |
Категория электроснабжения |
|
1 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
2 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
3 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
4 |
Школа |
2 |
|
5 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
6 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
7 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
8 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
9 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
10 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
11 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
12 |
Продовольственный магазин |
2 |
|
13 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
14 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
15 |
Торговый центр |
2 |
|
16 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
17 |
Детские ясли-сад |
2 |
|
18 |
Продовольственный магазин |
2 |
|
18 А |
Промтоварный магазин |
2 |
|
19 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
20 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
21 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
22 |
Кафе |
2 |
|
23 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
24 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
25 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
26 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
27 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
28 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
|
29 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
30 |
Продовольственный магазин |
2 |
|
31 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
32 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
33 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
34 |
Детские ясли-сад |
2 |
|
35 |
Пятиэтажный жилой дом |
3 |
|
36 |
Промтоварный магазин |
2 |
|
37 |
Девятиэтажный жилой дом |
2 |
Для потребителей первой и второй категории, согласно [7], применяют радиальную схему электроснабжения с прокладкой двух кабелей к каждому зданию. Для того чтобы определиться со схемой электроснабжения потребителей третьей категории проведем технико-экономическое сравнение двух возможных вариантов, а именно: магистральной схемы, при которой потребители подключаются последовательно к одному кабелю и радиальной схемы, при которой каждое здание получает питание по отдельному кабелю.
Сравнение проведем на примере пятиэтажных жилых домов №31, №32, №33 (см. Лист 1) в упрощенном варианте, учитывая только стоимость кабеля. Результаты расчета магистральной и радиальной схем приведены в табл. (7.2), (7.3) соответственно.
Таблица 7.2
Стоимость магистральной схемы
Линия |
Pр |
Qр |
Sр |
Iр |
L |
F |
Цена за 100м |
Стоимость линии |
|
кВт |
квар |
кВ·А |
А |
км |
мм2 |
руб. |
руб. |
||
ТП5-ВРУ33 |
144 |
40,32 |
150 |
216 |
0,11 |
240 |
45645 |
50210 |
|
ВРУ33-ВРУ32 |
96 |
27 |
100 |
144 |
0,125 |
150 |
28744 |
35930 |
|
ВРУ32-ВРУ31 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
0,125 |
50 |
10565 |
13207 |
|
Итог |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
99347 |
Таблица 7.3
Стоимость радиальной схемы
Линия |
Pр |
Qр |
Sр |
Iр |
L |
F |
Цена за 100м |
Стоимость линии |
|
кВт |
квар |
кВ·А |
А |
км |
мм2 |
руб. |
руб. |
||
ТП5-ВРУ33 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
0,11 |
50 |
10565 |
11621,5 |
|
ТП5-ВРУ32 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
0,13 |
70 |
14255 |
18531,5 |
|
ТП5-ВРУ31 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
0,245 |
95 |
19565 |
47934,3 |
|
Итог |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
78087,3 |
Из сравнения полученных результатов видно, что затраты на радиальную схему электроснабжения ниже затрат на магистральную схему. Радиальная схема значительно надежнее магистральной, поэтому примем для электроснабжения потребителей третьей категории радиальную схему, причем для повышения надежности будем прокладывать по 2 кабеля к каждому зданию.
7.1 Выбор сечения кабелей на напряжение 0,4 кВ
Кабели выбирают по следующим условиям:
1) по нагреву расчетным током
, А, (7.1)
где Кср - коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной в [5];
Кпр - коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки при параллельной прокладке [5];
Кпер - коэффициент перегрузки [5];
Iдоп - допустимый ток кабеля, А по [5].
2) по потере напряжения
, %, (7.2)
где ДUдоп - допустимая потеря напряжения (ДUдоп ? 4% для жилых и общественных зданий из [1]); Ip - расчетный ток линии, А; L - длина кабеля, км; r0,x0 - удельное сопротивление кабеля, Ом/км из [8]; cosцн - косинус нагрузки [1]; sinцн - синус нагрузки [1]; Uном - номинальное напряжение кабеля, В.
Для сети напряжением 0,4 кВ выбираем кабель марки АВБбШв.
Кабель с алюминиевой жилой, внутренняя оболочка из поливинилхлорида, броня из двух оцинкованных стальных лент, наружный покров кабеля из поливинилхлоридового шланга.
Предназначением АвБбШв является передача и распределение электроэнергии в стационарных установках на номинальное напряжение 0.66, частотой 1кВ до 50Hz или постоянное напряжение до 1кВ - для прокладки в траншеях, туннелях, шахтах, на открытом воздухе, при условии, что кабель не будет подвергаться существенной растяжке, но при наличии опасности повреждения при эксплуатации.
Результаты расчетов представлены в табл.7.4.
Таблица 7.4
Результаты выбора кабелей на напряжение 0,4 кВ
Электроприемник |
Рр. л., кВт |
Qр. л., квар |
Sр. л., кВ·А |
Iр. л., А |
Iд,, А |
Кср |
Кпр |
Iд·Кср·Кпр,Kпер, А |
F, мм2 |
L, км |
R0,Ом/км |
х0,Ом/км |
ДUр, % |
|
1 |
81 |
22,68 |
84,12 |
121,41 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,085 |
0,625 |
0,0625 |
2,68 |
|
2 |
316 |
105 |
332,99 |
461,3 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,08 |
0, 208 |
0,0596 |
3,43 |
|
3 |
63 |
17,64 |
65,42 |
94,43 |
210 |
1 |
0,9 |
236,25 |
70 |
0, 192 |
0,447 |
0,0612 |
3,42 |
|
4 |
275 |
85,25 |
283,70 |
409,49 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,102 |
0, 208 |
0,0596 |
3,88 |
|
5 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
385 |
1 |
0,9 |
433,125 |
185 |
0,242 |
0,169 |
0,0596 |
3,66 |
|
6 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
385 |
1 |
0,9 |
433,125 |
185 |
0,261 |
0,169 |
0,0596 |
3,95 |
|
7 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
385 |
1 |
0,9 |
433,125 |
185 |
0,212 |
0,169 |
0,0596 |
3,21 |
|
8 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
385 |
1 |
0,9 |
433,125 |
185 |
0,176 |
0,169 |
0,0596 |
2,66 |
|
9 |
316 |
105 |
332,99 |
461,3 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,072 |
0, 208 |
0,0596 |
3,09 |
|
10 |
63 |
17,64 |
65,42 |
94,43 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,037 |
0,894 |
0,0637 |
1,28 |
|
11 |
81 |
22,68 |
84,12 |
121,41 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,054 |
0,625 |
0,0625 |
1,70 |
|
12 |
35 |
18,2 |
39,45 |
56,94 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,023 |
0,894 |
0,0637 |
0,48 |
|
13 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
255 |
1 |
0,9 |
286,875 |
95 |
0,139 |
0,329 |
0,0602 |
3,84 |
|
14 |
316 |
105 |
332,99 |
461,3 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,074 |
0, 208 |
0,0596 |
3,17 |
|
15 |
256 |
133,12 |
288,54 |
416,48 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,088 |
0, 208 |
0,0596 |
3,41 |
|
16 |
316 |
105 |
332,99 |
461,3 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,072 |
0, 208 |
0,0596 |
3,09 |
|
17 |
69 |
13,8 |
70,37 |
101,57 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,109 |
0,625 |
0,0625 |
2,87 |
|
18 |
40 |
20,8 |
45,08 |
65,07 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,141 |
0,894 |
0,0637 |
3,37 |
|
18а |
25,6 |
13,312 |
28,85 |
41,65 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,15 |
0,894 |
0,0637 |
2,29 |
|
19 |
63 |
17,64 |
65,42 |
94,43 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,151 |
0,625 |
0,0625 |
3,70 |
|
20 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,212 |
0,625 |
0,0625 |
3,96 |
|
21 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,183 |
0,625 |
0,0625 |
3,42 |
|
22 |
104 |
20,8 |
106,06 |
153,08 |
335 |
1 |
0,9 |
376,875 |
150 |
0,266 |
0, 208 |
0,0596 |
3,78 |
|
23 |
63 |
17,64 |
65,42 |
94,43 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,162 |
0,625 |
0,0625 |
3,97 |
|
24 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,152 |
0,625 |
0,0625 |
2,84 |
|
25 |
136,9 |
51,6 |
146,30 |
195,57 |
255 |
1 |
0,9 |
286,875 |
95 |
0,106 |
0,329 |
0,0602 |
2,93 |
|
26 |
81 |
22,68 |
84,12 |
121,41 |
175 |
1 |
0,9 |
196,875 |
50 |
0,119 |
0,625 |
0,0625 |
3,75 |
|
27 |
316 |
105 |
332,99 |
461,3 |
670 |
1 |
0,8 |
670 |
2*150 |
0,057 |
0, 208 |
0,0596 |
2,44 |
|
28 |
397,6 |
126,6 |
417,27 |
588,2 |
770 |
1 |
0,8 |
770 |
2*185 |
0,042 |
0,169 |
0,0596 |
1,91 |
|
29 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,0125 |
0,894 |
0,0637 |
0,33 |
|
30 |
45 |
23,4 |
50,72 |
73,21 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,11 |
0,894 |
0,0637 |
2,95 |
|
31 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
210 |
1 |
0,9 |
236,25 |
70 |
0,246 |
0,447 |
0,0612 |
3,33 |
|
32 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,13 |
0,894 |
0,0637 |
3,43 |
|
33 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,11 |
0,894 |
0,0637 |
2,90 |
|
34 |
69 |
13,8 |
70,37 |
101,57 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,051 |
0,894 |
0,0637 |
1,90 |
|
35 |
48 |
13,44 |
49,85 |
71,95 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,028 |
0,894 |
0,0637 |
0,74 |
|
36 |
22,4 |
11,648 |
25,25 |
36,44 |
140 |
1 |
0,9 |
157,5 |
35 |
0,019 |
0,894 |
0,0637 |
0,25 |
|
37 |
257,76 |
83,96 |
271,09 |
374,04 |
770 |
1 |
0,8 |
770 |
2*185 |
0,132 |
0,169 |
0,0596 |
3,82 |
7.2 Выбор проводов внутридомовой сети
Проведем расчет проводов внутридомовой сети на примере пятиэтажного жилого дома №23 (см. лист 1). Кабель, питающий этот дом, имеет наибольшие потери напряжения (3,97 %). Рассматриваемый дом имеет 4 подъезда, 3 квартиры на этаже.
Рассчитаем нагрузку подъезда. Расчетную активную нагрузку определим по формуле:
, кВт, (7.3)
где Ркв. уд. - удельная мощность на квартиру, кВт/кв [1];
n - количество квартир.
(кВт).
Расчетную реактивную нагрузку определим по формуле:
, квар, (7.4)
где tgц - коэффициент реактивной мощности [1].
(квар).
Расчетный ток определим по формуле:
, А, (7.5)
где Uном - номинальное напряжение, кВ.
(А).
Магистральные линии от вводного устройства к этажным щитам прокладываются по техподполью открыто в поливинилхлоридных трубах.
По расчетному току выбирается магистральный провод: ПВ3 сечением 6 мм2.
У проводов марки ПВ3 токопроводящая жила медная, многопроволочная. Изоляция - из ПВХ пластиката, различных цветов. Расцветка выполняется сплошной или нанесением двух продольных полос на изоляции натурального цвета, расположенных диаметрально. Для проводов, используемых только для целей заземления, изоляция имеет зелено-желтую расцветку.
Провода применяются для электрических установок при стационарной прокладке, в осветительных и силовых сетях.
Провода марки ПВ3 предназначены для монтажа участков электрических цепей, где возможны изгибы проводов.
Расчетные условия:
1) по допустимому току
Iдоп=46 А; Ip=23,6 A; 50>23,6 (условие соблюдается);
2) по потере напряжения
;
ДUp=1,15 %; ДUдоп=2 %; 1,04<2 (условие соблюдается).
Выберем кабель квартирной сети: ВВГнг 3х1,5
Кабель марки ВВГнг силовой, предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Преимуществом кабеля ВВГнг является возможность его прокладки в пучках.
Изоляция жил из ПВХ пластиката. Оболочка кабеля из светотермостойкого ПВХ пластиката пониженной горючести.
Кабель ВВГнг не распространяет горение при прокладки в пучках, в земле (траншеях), в помещениях (туннелях), каналах, коллекторах, производственных помещениях, на кабельных эстакадах, по мостам, если кабель при эксплуатации не подвергается растягивающим усилиям, в среде с любой степенью коррозионной активности. Способ прокладки - скрыто под штукатуркой. Расчетные условия:
1) по допустимому току
Iдоп=33; Iн. в=16 A; 33>16 (условие соблюдается);
2) по потере напряжения
;
ДUp=1,5%; ДUдоп=2 %; 1,5<2 (условие соблюдается).
Общая потеря напряжения в сети от ТП до самой удаленной розетки 4-го подъезда дома №23 будет равна:
, что допустимо.
8. Расчет токов короткого замыкания на всех уровнях напряжения
8.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 10 кВ
Распределительный пункт (РП) примем в расчете как систему с током трехфазного КЗ Iк. с (3) =4,5 кА.
Определим параметры схемы замещения.
Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:
, Ом, (8.1)
где Uср - среднее напряжение, кВ;
Iк. с (3) - ток трехфазного КЗ на стороне 10 кВ, кА.
Активное сопротивление для кабельных линий определим по выражению:
, Ом, (8.2)
где Ro. w - удельное активное сопротивление, Ом/км;
l - длина линии, км.
Реактивное сопротивление кабельных линий определим по выражению:
, Ом, (8.3)
где - удельное активное сопротивление, Ом/км;
l - длина линии, км.
Полное сопротивление кабельной лини:
, Ом. (8.4)
Пример расчета для линии W1:
Активным сопротивлением системы пренебрегаем.
(Ом);
(Ом);
(Ом);
(Ом).
Параметры остальных линий рассчитываются аналогично. Результаты расчетов приведены в табл.8.1.
Таблица 8.1
Параметры схемы замещения
Элемент |
R0, Ом/км |
Х0, Ом/км |
L, км |
R, Ом |
Х, Ом |
Z, Ом |
|
Система |
- |
- |
- |
- |
1,34 |
1,34 |
|
W1 |
0, 208 |
0,078 |
0,439 |
0,091 |
0,034 |
0,098 |
|
W2 |
0,261 |
0,08 |
0,439 |
0,115 |
0,035 |
0,120 |
|
W3 |
0,329 |
0,081 |
0,324 |
0,107 |
0,026 |
0,110 |
|
W4 |
0,447 |
0,082 |
0,384 |
0,172 |
0,031 |
0,175 |
|
W5 |
0,625 |
0,085 |
0,378 |
0,236 |
0,032 |
0,238 |
|
W6 |
0, 208 |
0,078 |
0,43 |
0,089 |
0,034 |
0,096 |
|
W7 |
0,261 |
0,08 |
0,378 |
0,099 |
0,030 |
0,103 |
|
W8 |
0,329 |
0,081 |
0,384 |
0,126 |
0,031 |
0,130 |
|
W9 |
0,447 |
0,082 |
0,324 |
0,145 |
0,027 |
0,147 |
|
W10 |
0,625 |
0,085 |
0,439 |
0,274 |
0,037 |
0,277 |
Расчетная схема и схема замещения для расчета токов короткого замыкания представлена на рис.8.1.
Рис. 8.1 - Расчетная схема и схема замещения
Рассчитаем токи трехфазного КЗ в точках, обозначенных на рис.8.1
Расчет будем вести по методике, изложенной в [9]
Ток трехфазного КЗ рассчитывается по формуле:
, кА, (8.5)
где хУ - реактивное сопротивление до точки КЗ, Ом;
RУ - активное сопротивление до точки КЗ, Ом.
Ударный ток рассчитывается по формуле:
, кА, (8.6)
где Ку - ударный коэффициент, который находится по формуле:
, (8.7)
где Та - постоянная времени переходного процесса [9].
, (8.8)
где Х - реактивное сопротивление контура, образованного КЗ, Ом;
щ - угловая частота (щ=314 при частоте питающей сети 50 Гц);
R - активное сопротивление контура, образованного КЗ, Ом.
Ток двухфазного КЗ рассчитывается по формуле:
, кА (8.9)
где Iк (3) - ток трехфазного короткого замыкания.
Для сети 10 кВ необходимо рассчитать емкостной ток замыкания на землю.
Емкостной ток замыкания на землю рассчитаем по формуле:
, А, (8.10)
где Lк - общая длина электрически связанных кабельных линий, км;
Lв - общая длина электрически связанных воздушных линий, км.
В нашем случае воздушных линий нет. Если емкостной ток замыкания на землю меньше 20 А, то компенсация емкостного тока не требуется.
Пример расчета для точки К1:
(кА);
;
;
(кА);
(кА);
(А).
Компенсация емкостного тока не требуется, т.к.1,964 А < 20 А.
Для других точек КЗ расчет аналогичен. Результаты расчетов представлены в табл.8.2.
Таблица 8.2
Результаты расчета токов КЗ в сети 10 кВ
Точка КЗ |
Iк (3), кА |
Iк (2), кА |
iy, кА |
|
К1 |
4,40 |
3,81 |
11,28 |
|
К2 |
4,06 |
3,51 |
10,13 |
|
К3 |
3,78 |
3,28 |
9,31 |
|
К4 |
3,41 |
2,96 |
8,30 |
|
К5 |
3,01 |
2,61 |
7,29 |
|
К6 |
4,40 |
3,81 |
11,30 |
|
К7 |
4,10 |
3,55 |
10,30 |
|
К8 |
3,78 |
3,27 |
9,31 |
|
К9 |
3,46 |
3,00 |
8,45 |
|
К10 |
2,99 |
2,59 |
7,25 |
8.2 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 0,4 кВ
В электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ расчет токов короткого замыкания выполняется с целью проверки коммутационной аппаратуры и шинопроводов на динамическую стойкость, проверки чувствительности и селективности действия защит. При напряжении до 1кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток короткого замыкания. Поэтому в расчетах учитываются все активные и индуктивные сопротивления короткозамкнутой цепи, включая активные сопротивления различных контактов и контактных соединений, а также сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания. [8]
Расчет будем проводить в именованных единицах на основании методики и соотношений изложенных в [8].
Определим параметры трансформатора.
Активное сопротивление
, мОм, (8.10)
где ДPк - потери КЗ, кВт;
Uном - низшее номинальное напряжение трансформатора, кВ;
Sном. т. - номинальная мощность трансформатора, кВ·А.
Реактивное сопротивление
, мОм, (8.11)
где Uк - напряжение КЗ, %. Активное и реактивное сопротивление линии находятся по формулам (8.2) и (8.3).
Ток трехфазного КЗ находим по формуле:
, кА, (8.12)
где ХУ - суммарное реактивное сопротивление от шин ТП до точки КЗ, мОм;
RУ - суммарное активное сопротивление от шин ТП до точки КЗ, мОм.
Ток трехфазного КЗ с учетом дуги находим по формуле:
, кА, (8.13)
где RД - сопротивление дуги, мОм.
Сопротивление дуги находим по формуле:
, мОм, (8.14)
где ЕД - напряженность в стволе дуги, В/мм [8];
LД - длина дуги, мм из [8].
Ток двухфазного КЗ с учетом дуги находим по формуле:
, кА, (8.15)
Ток однофазного КЗ с учетом дуги находим по формуле:
, кА, (8.16)
где I (1) к. min - ток однофазного КЗ, кА;
Uф - фазное напряжение, В;
ZТ - сопротивление трансформатора в случае однофазного КЗ, мОм.
ZП - полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, мОм [8].
, мОм, (8.17)
где ХТ1, ХТ2, ХТ0 - индуктивные сопротивления трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности, мОм;
RT1, RT2, RT0 - активные сопротивления трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности, мОм;
RД - сопротивление дуги, мОм.
При соединении обмоток трансформатора по схеме Д/Y0 сопротивления всех последовательностей равны [9]. Следовательно, в нашем случае ZT найдем по формуле:
, мОм, (8.18)
где ХТ, RТ - сопротивления трансформатора, мОм;
RД - сопротивление дуги, мОм.
Ударный ток находится по формуле:
, кА, (8.19)
где Ку - ударный коэффициент;
I (3) к. max - ток трехфазного КЗ без учета сопротивления дуги, кА.
Проведем расчет токов КЗ для сети, питающей потребителя - пятиэтажный жилой дом №23 (см. лист 1).
Сопротивление элементов схемы замещения представлены в табл. (8.3) - (8.7).
Таблица 8.3
Параметры схемы замещения трансформатора
Элемент |
Sн. т., кВА |
Uк, % |
ДРк, кВт |
Uн, кВ |
ХТ, мОм |
RТ, мОм |
ZT, мОм |
|
ТМГ-630/10/0,4 |
630 |
5,5 |
7,6 |
0,4 |
21,65 |
3,90 |
22,00 |
Таблица 8.4
Параметры схемы замещения кабельных линий
Линия |
L, |
Х0, |
R0, |
ZП. Ф-0. уд, |
ХW, |
RW, |
ZП. Ф-0, |
|
м |
мОм/м |
мОм/м |
мОм/м |
мОм |
мОм |
мОм |
||
W1 |
162 |
0,0625 |
0,625 |
1,26 |
10,125 |
101,25 |
204,12 |
|
W2 |
40 |
0,09 |
3,09 |
6,18 |
3,6 |
123,6 |
247,2 |
|
W3 |
20 |
0,1 |
12,5 |
25 |
2 |
250 |
500 |
Сопротивления коммутационных аппаратов, трансформаторов тока и контактных соединений шин выбираются по номинальному току аппарата, а сопротивления контактные соединения кабелей - по номинальному сечению кабеля.
Номинальный ток аппарата выбираем исходя из условия:
, А, (8.20)
где - расчетный максимальный ток, А;
. - номинальный ток аппарата, А;
Таблица 8.5
Параметры схемы замещения коммутационных аппаратов и трансформатора тока
элемент |
номинальный ток лини в месте установки, A |
номинальный ток аппарата, А |
R, мОм |
X, мОм |
Z, мОм |
|
QF1 |
1359 |
1600 |
0,14 |
0,08 |
0,16 |
|
TA |
1359 |
1600 |
0,05 |
0,07 |
0,09 |
|
S1 |
1359 |
1600 |
0,08 |
- |
0,08 |
|
QF2 |
94,43 |
100 |
2,15 |
1,2 |
2,46 |
|
QF3 |
94,43 |
100 |
2,15 |
1,2 |
2,46 |
|
QF4 |
23,6 |
25 |
7 |
4,5 |
8,32 |
|
QF5 |
16 |
16 |
11 |
9,5 |
14,53 |
Таблица 8.6
Параметры схемы замещения контактных соединений
элемент |
номинальный ток в месте установки, A |
номинальный ток шины, А |
R, мОм |
|
контактное соединение шины в т. К1 |
1359 |
1600 |
0,0034 |
|
контактное соединение шины в т. К2 |
94,43 |
250 |
0,009 |
Таблица 8.7
Параметры схемы замещения контактных соединений кабелей
Элемент |
Сечение кабеля, мм2 |
R, мОм |
|
контактное соединение кабеля линии W1 |
50 |
0,043 |
|
контактное соединение кабеля линии W2 |
6 |
0,085 |
Расчетная схема и схема замещения для расчетов токов короткого замыкания представлены на рис.8.2.
Рис.8.2 - Расчетная схема и схема замещения
Рассчитаем токи КЗ в точке К1:
(кА);
;
;
(кА);
(мОм);
(кА);
(кА);
(мОм);
(кА).
Результаты расчетов токов КЗ в других точках представлены в табл. (8.8).
Таблица 8.8
Результаты расчетов токов КЗ в сети 0,4 кВ
Точка |
iy, кА |
I (3) к. max, кА |
I (3) к. min, кА |
I (2) к. min, кА |
I (1) к. min, кА |
|
К1 |
28,88 |
10,42 |
9,04 |
7,83 |
8,69 |
|
К2 |
3,87 |
2 |
1,86 |
1,61 |
0,96 |
|
К3 |
2,14 |
0,95 |
0,91 |
0,79 |
0,46 |
|
К4 |
- |
- |
- |
- |
0,23 |
9. Выбор и проверка коммутационной защитной аппаратуры
9.1 Выбор и проверка коммутационной защитной аппаратуры на напряжение 10 кВ
На стороне 10 кВ РП укомплектован ячейками КСО-298 со встроенной аппаратурой, расчет параметров которой приведен ниже. Камеры КСО представляют собой металлоконструкцию, сваренную из гнутых профилей. Доступ в камеру обеспечивают две двери: верхняя в зону выключателя, трансформатора напряжения или предохранителя, нижняя в зону кабельных присоединений, ОПН. На дверь с внутренней стороны установлен защитный экран, который отделяет аппаратуру вспомогательных цепей от зоны высокого напряжения. Камеры сборные серии КСО-298 по сравнению с камерами более ранних серий имеют меньшие габаритные размеры. Ячейки КСО-298 комплектуются вакуумными выключателями BB/TEL-10, разъединителями РВЗ-10, трансформаторами напряжения НАМИТ-10, ограничителями напряжения ОПН-10, трансформаторами тока ТПОЛ-10.
Условия выбора и проверки высоковольтных выключателей, разъединителей в сети 10 кВ [8]:
1. Соответствие номинального напряжения выключателя номинальному напряжении сети :
, кВ, (9.1)
где - номинальное напряжение сети, кВ;
- номинальное напряжение выключателя (разъединителя), кВ;
2. Соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи:
, А, (9.2)
где - расчетный максимальный ток, А;
. - номинальный ток выключателя (разъединителя), А;
3. Проверка по условиям стойкости при КЗ (разъединители по этому условию не проверяются):
, кА, (9.3)
где - расчетное значение тока трехфазного КЗ, кА;
- предельная коммутационная способность выключателя, кА;
4. Проверка на электродинамическую стойкость:
, кА, (9.4)
где - ударный ток трехфазного КЗ, кА;
- ток электродинамической стойкости, кА;
5. Выбор времени срабатывания отсечки:
, с, (9.5)
где - полное время отключения выключателя, с;
- наибольшее время срабатывания отсечки, принимается 0,1 с.
6. Проверка на термическую стойкость:
, кА2·с, (9.6)
где - тепловой импульс, кА2·с;
- ток термической стойкости, кА;
- время протекания тока термической стойкости, с;
- время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, среднее расчетное значение принимается 0,01 с [9].
Время отключения КЗ:
(с).
Ячейки КСО-298 содержат вакуумные выключатели марки BB/TEL, параметры которых определяются согласно условиям (9.1) - (9.6).
Ячейки КСО-298 комплектуются оборудованием, выбор которого представлен в табл. (9.1) - (9.3).
Таблица 9.1
Выбор выключателей и разъединителей
Расчетные данные |
Тип оборудования |
||
BB/TEL-10-12,5/630 У2 |
РВЗ-10/630 УХЛ2 |
||
кВ |
кВ |
кВ |
|
А |
А |
А |
|
кА |
кА |
кА |
|
кА |
кА |
кА |
|
кА2·с |
кА2·с |
кА2·с |
Таблица 9.2
Выбор трансформаторов напряжения и ограничителей перенапряжения
Условия выбора |
Тип оборудования |
|||
НАМИТ-10-2 УХЛ2 |
ОПН-PT/TEL-10/10,5 УХЛ2 |
|||
кВ |
кВ |
кВ |
Таблица 9.3
Выбор измерительного трансформатора тока
Условие выбора |
ТПОЛ-10-0,5УХЛ2.1 |
|
кВкВ |
||
АА |
||
кАкА |
||
кА2·с кА2·с |
На стороне 10 кВ в КТП дипломным проектом предусматривается установка ячеек КСО-305. В КСО серии 305 предусматриваются инвентарные перегородки, которые используются для ограждения пространства сборных шин на время производства работ в камере. Внутри ячеек КСО размещена аппаратура и шины главных цепей, а на фасаде - приводы управлением выключателем нагрузки и разъединителем. Ячейки КСО-305 комплектуются оборудованием, выбор которого представлен в табл. (9.4) - (9.7) на примере ТП-5.
Таблица 9.4
Выбор разъединителей ТП-5 на стороне ВН
Расчетные данные |
Тип оборудования |
|
РВЗ-10/400 III УХЛ2 |
||
кВ |
кВ |
|
А |
А |
|
кА |
кА |
|
кА2·с |
кА2·с |
Таблица 9.5
Выбор выключателей нагрузки ТП-5
Расчетные данные |
Тип оборудования |
||
Для КСО-305-3 |
Для КСО-305-4 |
||
ВНП-10/400-20зпЗ |
ВНП-10/400-20зпЗ |
||
кВ |
кВ |
кВ |
|
А |
А |
А |
|
кА |
кА |
кА |
|
кА2·с |
кА2·с |
кА2·с |
Таблица 9.6
Выбор предохранителей ТП-5
Условия выбора |
Тип оборудования |
||
ПКТ103-10-80-31,5У3 |
|||
кВ |
кВ |
||
А |
А |
||
кА |
кА |
||
9.2 Выбор и проверка коммутационной защитной аппаратуры на напряжение 0,4 кВ
В распределительном устройстве НН 0,38 кВ примем к установке типовые панелей ЩО. Панели ЩО предназначены для комплектования устройств напряжением 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью, служащих для приема, распределения электрической энергии защиты, отходящих линий от перегрузок и токов короткого замыкания. Панели изготавливаются с ошиновками, имеющими электродинамическую стойкость 20 кА.
В данном разделе пояснительной записки производится выбор панелей ЩО, коммутационной аппаратуры, а также трансформатора тока на 0,4 кВ для ТП №2.
Выберем вводные панели марки ЩО99-1-44У3. Для передачи электроэнергии домам на каждую секцию шин в ТП ставим панели ЩО99-1-14У3 с номинальным током аппаратов 100 А, панели ЩО99-1-15У3 с номинальным током аппаратов 200 А, панели ЩО99-1-21У3 с номинальным током аппаратов 400 А. Также выбираем секционную панель ЩО99-1-74У3, панель диспетчерского управления уличным освещением ЩО99-1-93У3 и панель с аппаратурой АВР ЩО99-1-90У3.
В сети 0,4 кВ используются два вида защитных аппаратов: предохранители и выключатели. Данный дипломный проект также предусматривает установку устройства защитного отключения (УЗО).
Условия выбора и проверки выключателей в сети 0,4 кВ [8]:
1. Соответствие номинального напряжения АВ номинальному напряжению сети :
, В, (9.7)
где - номинальное напряжение сети, В;
- номинальное напряжение выключателя, В;
2. Соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи:
, А, (9.8)
где - расчетный максимальный ток, А;
- номинальный ток выключателя, А;
3. По току срабатывания при перегрузке:
, А, (9.9)
где - ток срабатывания при перегрузке, А;
-длительно допустимый ток проводки, А;
4. Токовая отсечка АВ отстраивается от пиковых токов электроприемника:
, А, (9.10)
где - коэффициент надежности отстройки [8];
- пиковый ток, А;
- ток срабатывания отсечки, А;
, (9.11)
где - коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприемника [8];
- коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно тока уставки [8];
- коэффициент запаса [8];
5. Проверка на отключающую способность:
, кА, (9.12)
где - ток трехфазного КЗ для вводных и секционных выключателей, кА;
- ток предельной коммутационной способности, кА;
6. Проверка на требуемую чувствительность защиты:
, (9.13)
где - коэффициент чувствительности отсечки;
- минимальный ток КЗ в конце защищаемой линии, А;
- ток срабатывания отсечки, А;
- коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки [8].
Рассмотрим выбор защитной аппаратуры для участка сети от квартиры 80 дома № 23 до выключателя, защищающего трансформатор ТП5.
Таблица 9.7
Выбор автоматического выключателя QF5
Тип оборудования |
ВА 47-29 |
|
В |
ВВ |
|
, А |
||
А |
АА |
|
А |
АА |
|
кА |
кАкА |
|
Произведем выбор устройства защитного отключения.
УЗО предназначены для:
1. Защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при непосредственном прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА).
2. Предотвращения возгораний при возникновении токов утечки на корпус или на землю.
Выбираем УЗО марки Ф-1211 типа АС с параметрами:
,
,
,
.
Таблица 9.8
Выбор автоматического выключателя QF4
Тип оборудования |
ВА 47-29 |
|
В |
ВВ |
|
, А |
||
А |
АА |
|
А |
АА |
|
кА |
кАкА |
|
Таблица 9.9
Выбор автоматического выключателя QF3
Тип оборудования |
ВА 52-31 |
|
В |
ВВ |
|
, А |
||
А |
АА |
|
А |
АА |
|
кА |
кАкА |
|
Таблица 9.10
Выбор автоматического выключателя QF2
Тип оборудования |
ВА 52-31 |
|
В |
ВВ |
|
, А |
||
А |
АА |
|
А |
АА |
|
кА |
кАкА |
|
Выбор автоматического выключателя и разъединителя для вводной ячейки ТП-5. Определяется ток допустимой перегрузки трансформатора:
, А (9.14)
где - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора [6]);
- номинальная мощность силового трансформатора, кВ·А;
- номинальное напряжение, кВ.
(А).
Таблица 9.11
Выбор разъединителя S1
Расчетные данные |
Тип оборудования |
|
РЕ-13-43 |
||
кВ |
ВВ |
|
, А |
АА |
|
, кА |
кА |
|
, кА2·с |
Таблица 9.12
Выбор автоматического выключателя QF1
Тип оборудования |
ВА 53-43 |
|
В |
ВВ |
|
, А |
||
А |
АА |
|
А |
АА |
|
кА |
кАкА |
|
Ячейки на напряжение 0,4 кВ укомплектованы трансформаторами тока марки ТШЛ-0,66 II 1500/5 У2.
Таблица 9.13 Выбор измерительных трансформаторов тока
Условие выбора |
Параметры выбора |
|
, кВ |
кВкВ |
|
, А |
АА |
Вводные панели имеют отделение учета, в котором устанавливаются трансформаторы тока серии ТШЛ-0,66, трехфазный счетчик, приборы контроля тока и напряжения. Трансформаторы тока серии ТШЛ-0,66 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам.
Технические характеристики трансформаторов тока ТШЛ-0,66 представлены в табл.9.14.
Таблица 9.14 Технические характеристики трансформаторов тока ТШЛ-0,66 II 1500/5 У2
Наименование |
Значения |
|
Номинальное напряжение, кВ |
0,66 |
|
Номинальная частота, Гц |
50 |
|
Номинальный первичный ток, А |
1500 |
|
Номинальный вторичный ток, А |
5 |
|
Класс точности |
0,5 |
Выбранные автоматические выключатели в линейных панелях ЩО, устанавливаемых в ТП - 5 представлены в табл.9.15.
Таблица 9.15
Результаты выбора автоматических выключателей для ТП5
Номер защищаемой линии |
Iр. л, А |
Iн. в, А |
IПКС, кА |
Марка АВ |
|
W20 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W21 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W22 |
153,08 |
160 |
55 |
ВА53-39 |
|
W23 |
94,43 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W24 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W25 |
195,57 |
250 |
47,5 |
ВА53-37 |
|
W26 |
121,41 |
160 |
55 |
ВА53-39 |
|
W31 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W32 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W33 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W34 |
101,57 |
160 |
55 |
ВА53-39 |
|
W35 |
71,95 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W36 |
36,44 |
100 |
30 |
ВА52-31 |
|
W37 |
374,04 |
630 |
55 |
ВА53-39 |
9.3 Учет электроэнергии
Учет израсходованной электрической энергии осуществляется счетчиком электрической энергии. С помощью однофазных счетчиков производится учет электроэнергии однофазного тока, а трехфазного тока - с помощью трехфазных счетчиков.
Счетчики электрической энергии следует устанавливать в точках балансового разграничения с энергоснабжающей организацией: на ВРУ, на вводах низшего напряжения силовых трансформаторов ТП, в которых щит низшего напряжения обслуживается эксплуатационным персоналом абонента, на вводах в квартиры жилых домов [7].
В общественных зданиях, в которых размещено несколько потребителей электроэнергии, должны предусматриваться для каждого потребителя, обособленного в административно-хозяйственном отношении (ателье, магазины, мастерские, склады, жилищно-эксплуатационные конторы и т.п.).
В жилых зданиях квартирного типа следует устанавливать один однофазный расчетный счетчик на каждую квартиру. Их рекомендуется размещать совместно с аппаратами защиты (предохранителями, автоматическими выключателями) и выключателями (для счетчиков) на общих квартирных щитках.
В соответствии с потребителем выбор счетчика представлен в табл.9.16.
Таблица 9.16
Выбор счетчиков
Потребитель |
Подобные документы
Развитие нетрадиционных видов энергетики в Крыму. Выбор схемы электроснабжения микрорайона. Расчет электрических нагрузок жилого микрорайона. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции. Расчет токов короткого замыкания в сетях.
курсовая работа [386,1 K], добавлен 08.06.2014Расчет электрических нагрузок электропотребителей. Проектирование системы наружного освещения микрорайона. Выбор высоковольтных и низковольтных линий. Определение числа, места и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [680,8 K], добавлен 15.02.2017Особенности расчета электрических нагрузок потребителей жилого микорайона. Выбор числа и мощности трансформаторов, сечения питающей линии 110 КВ. Разработка схемы подстанций мощностью 110/10 КВ. Выбор схемы электроснабжения микрорайона Черемушки.
дипломная работа [909,7 K], добавлен 27.01.2016Характеристика потребителей электроэнергии. Расчетные электрические нагрузки жилых и общественных зданий микрорайона. Построение системы наружного освещения. Определение числа, мощности, мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.02.2017Разработка принципиальной схемы электроснабжения микрорайона города. Расчет электрических нагрузок. Определение числа, мощности и мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Описание предприятия ЗАО "Братская электросетевая компания". Структура энергоснабжаемого микрорайона. Построение графика нагрузок микрорайона. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, токоведущих частей и коммутационно-защитной аппаратуры.
дипломная работа [380,4 K], добавлен 01.08.2015Расчет электрической нагрузки микрорайона. Определение числа и мощности сетевых трансформаторных подстанций. Выбор схем электроснабжения микрорайона. Расчет распределительной сети высокого и низкого напряжения. Проверка аппаратуры защиты подстанции.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 25.12.2014Определение расчетной нагрузки на вводах в жилые дома и общественные здания микрорайона. Расчет количества трансформаторных подстанций, выбор их мощности и месторасположения. Разработка схемы электроснабжения микрорайона и ее техническое обоснование.
курсовая работа [608,5 K], добавлен 04.06.2013Краткая характеристика микрорайона. Расчетные электрические нагрузки жилых зданий. Определение числа и мощности трансформаторных подстанций и размещение. Нагрузка общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий. Расчет электрической нагрузки.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 12.02.2015Определение расчетной нагрузки жилых зданий. Расчет нагрузок силовых электроприемников. Выбор места, числа, мощности трансформаторов и электрической аппаратуры. Определение числа питающих линий, сечения и проводов кабеля. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [273,7 K], добавлен 15.02.2017