Расчет микрорайона города

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУВПО «Марийский государственный университет»

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения

Расчетно-графическое задание

по дисциплине: «Электроснабжение»

Расчет микрорайона города

Вариант 12

Выполнил: студент группы

ЭС-42 Соловьев В.А.

Проверила: Эчейкина Е.В.

Йошкар-Ола

2007

Содержание

Введение

Задание

1. Определение расчётных нагрузок согласно генерального плана

1.1 Расчет электрических нагрузок на вводах в жилые дома

1.2 Расчет электрических нагрузок на вводах в общественные здания

2. Расчет суммарной нагрузки условного микрорайона

2.1 Определение расчетной нагрузки условного жилого дома с ГП

2.2 Определение расчетной нагрузки условного жилого дома с ЭП

2.3 Нагрузка наружного и внутриквартального освещения

2.4 Расчет электрической нагрузки микрорайона

3. Расчет числа и мощности трансформаторных подстанций,

определение их местоположения

3.1 Расчет числа и мощности трансформаторов

3.2 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-1

3.3 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-2

3.4 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-3

3.5 Определение месторасположения трансформаторных подстанций

4. Выбор структуры, напряжения и технически целесообразные варианты питающих и распределительных сетей

4.1 Выбор структуры, напряжения питающих и распределительных сетей

4.2 Выбор схем питающих и распределительных сетей

Литература

Введение

Одним из важнейших частей электрификации населенных пунктов является правильное построение схемы электроснабжения, то есть проектирование электроснабжающей сети. От правильности решении, принятых при проектировании электроснабжающей сети зависят правильность работы сети и ее надежность.

Исходными данными при проектировании системы электроснабжения являются потребляемая мощность электроприемников и их категория надежности. Особенности построения системы электроснабжения определяются так же местными условиями: наличием и характеристикой источников питания, размерами города или района, количеством и категорией потребителей. Характеристики потребителей электрической энергии определяют требования к надежности электроснабжения. Наличие энергоемких потребителей и их территориальное размещение обуславливают конфигурацию электрических сетей.

Системы электроснабжения города должны обеспечивать требуемый уровень надежности в ремонтных, аварийных и послеаварийных режимах должны учитываться возможности регулирования напряжения и установки перемычек или включения резерва при продолжительных ремонтах.

Критерием оптимальности принятой системы электроснабжения является его экономическая выгодность и высокая надежность.

Целью данного расчетно-графического задания является освоение принципов построения системы электроснабжения микрорайона и расчет нагрузочной мощности микрорайона в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими документами.

Задание

1. Определить расчетную нагрузку на вводах в жилые дома и общественные здания согласно заданного генерального плана и варианта.

2. Определить суммарную расчетную нагрузку всего условного жилого микрорайона.

3. Определить и обосновать количество ТП, мощность ТП, месторасположение ТП

4. Выбрать структуру, напряжение и предложить схему электроснабжения микрорайона с техническим обоснованием.

Вариант 12. Схема 3.

Микрорайон в крупном городе площадью F_мк = 35 га.

электроснабжение трансформаторная подстанция мощность

Таблица №1 Характеристика жилых домов

№ объекта	Количество	Количество и мощность лифтов	Хар-ка плит для пищеприг
	Подъездов nп	Этажей nэ	Квартир Nкв	Пассажирские m1/P1, шт/кВт	Грузовые m2/P2, шт/кВт
1(н)	6	5	150	-	-	ПГ
2(в)	3	6	75	-	-	ПГ
3(м)	4	5	80	-	-	ПГ
5(ж)	3	9	200	3/4,5	-	ЭП
7(д)	3	12	132	3/4,5	3/7,0	ЭП
8(и)	4	10	144	4/4,5	4/7,0	ЭП
11(е)	2	16	84	1/4,5	1/7,0	ЭП

Примечание:

ПГ - газовые плиты;

ЭП - электроплиты;

Жилой дом № 11 имеет общую площадь квартир 140 м², остальные от 35 до 90 м².

Таблица №2 Характеристика общественно-административных и коммунально-бытовых предприятий

№ объекта	Наименование объекта	Единица измерения количественного показателя	Кол. показатель M	Кол. этажей nэ
13(л)	Ателье	рабочих мест	40	2
17(б)	Аптека	м2	96	1
18(к)	Прод. маг.	м2	820	1
20(з)	Гостиница	мест	450	8
22(о)	Спортив. центр	мест	600	2
23(а)	Банк	м2 общ. площадь	210	1

Примечание: общественные здания с кондиционированием воздуха.

Генеральный план микрорайона представлен на рис. 1



1. Определение расчётных нагрузок согласно генерального плана

1.1 Расчёт электрических нагрузок на вводах в жилые дома

Расчёт жилого дома №1

Количество этажей n_эт=5; количество квартир N=150; газовые плиты.

Определим расчётную электрическую нагрузку квартир, приведённую к вводу жилого дома:

Активная расчетная электрическая нагрузка жилого дома без лифтовых установок

, (1.1)

где: P_КВ - расчетная электрическая нагрузка квартир, кВт.

Расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир

, (1.2)

где: P_КВ.УД - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, кВт/кв.

N_КВ - количество квартир в жилом доме, [кв]

Удельную расчетную нагрузку квартиры определяем, используя данные табл. 2.1.1^н [1]

Но так как таблица 2.1.1^н не даёт возможности точно определить удельную мощность квартир при любом их количестве, то удельная мощность для любого количества квартир определяется интерполяцией по данным табл. 2.1.1^н [1] по формуле

, (1.3)

кВт/кв.

где N₁ и N₂ - ближайшее меньшее и ближайшее большее (интервал) количество квартир относительно количества квартир, для которых определяется удельная расчётная нагрузка по таблице 2.1.1^н, [кв]

Р_{уд.кв.(N1)} и Р_{уд.кв.(N2)} - удельная расчётная электрическая нагрузка электических приёмников, соответствующая значению количества квартир в заданном интервале по таблице 2.1.1^н, [кВ/кв]

N - фактическое расчётное значение количества квартир в жилом доме (исходные данные).

Расчетная электрическая нагрузка квартир по формуле (1.2)

кВт.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома №1 по формуле (1.1)

кВт.

Реактивная расчетная нагрузка жилого дома без лифтовых установок

, (1.4)

где: P_КВ - расчетная электрическая нагрузка квартир, кВт.

tg_КВ - расчетный коэффициент реактивной мощности жилых домов (табл. 2.1.4 [1]).

Реактивная расчетная мощность жилого дома по формуле (1.4)

 кВАр,

где: tg_КВ =0,29 по табл. 2.1.4 [1] для квартир с плитами на природном, газообразном или твердом топливе.

Полная расчетная нагрузка жилого дома

, (1.5)

где: Р_Р.Ж.Д - расчетные активная мощность жилого дома, кВт;

Q_Р.Ж.Д - расчетная реактивная мощность жилого дома, кВАр

Полная нагрузка жилого дома по формуле (1.5)

кВА.

Расчёт жилого дома №2

Количество этажей n_эт=6; количество квартир N=75; газовые плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.1) кВт.

Согласно (1.4) кВАр,

Согласно (1.5) кВА.

Расчёт жилого дома №3

Количество этажей n_эт=5; количество квартир N=80; газовые плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.1) кВт.

Согласно (1.4) кВАр,

Согласно (1.5) кВА.

Расчёт жилого дома №5

Количество этажей n_эт=9; количество квартир N=206; количество лифтов m_л1=3 мощностью двигателя лифтовой установки Р_ДВ1 =4,5 кВт; электрические плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Активная мощность лифтовых установок жилого дома

, (1.6)

где: - коэффициент спроса по табл. 2.1.2 [1];

n - количество групп лифтовых установок с двигателями одной мощности;

m_лi - количество лифтовых установок c двигателями мощностью Р_ДВi;

Р_ДВi - мощность двигателя лифтовой установки, кВт.

Определим расчетную электрическую нагрузку жилого дома согласно

 (1.7):

Расчетная реактивная нагрузка на вводе жилого дома, кВАр:

(1.8)

_кв - для квартир с электрическими плитами, определяется по табл.2.1.4. [Л-1];

_л - для лифтовых установок, определяется по табл.2.1.4. [Л-1].

Согласно (1.8)

Согласно (1.5) кВА

Расчёт жилого дома №7

Количество этажей n_эт=12; количество квартир N=132; количество лифтов m_л1=3 и m_л2=3 мощностью двигателей лифтовых установок Р_ДВ1 =4,5 кВт и Р_ДВ2 =7,0 кВт; электрические плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.6)

Согласно (1.7) .

Согласно (1.8) .

Согласно (1.5) кВА.

Расчёт жилого дома №8

Количество этажей n_эт=12; количество квартир N=144; количество лифтов m_л1=4 мощностью двигателя лифтовой установки Р_ДВ1 =4,5 кВт; электрические плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Коэффициент спроса лифтовых установок определяем методом интерполяции:

Согласно (1.6)

Согласно (1.7) .

Согласно (1.8) .

Согласно (1.5) кВА.

Расчёт жилого дома №11

Количество этажей n_эт=14; количество квартир N=84; количество лифтов m_л1=1 и m_л2=1 мощностью двигателей лифтовых установок Р_ДВ1 =4,5 кВт и Р_ДВ2 =7,0 кВт; электрические плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.6)

Согласно (1.7) .

Согласно (1.8) .

Согласно (1.5) кВА.

Полученные значения нагрузок сведем в таблицу №3

Таблица №3 Расчетные нагрузки, приведенные к вводу жилых зданий

Наименование объекта	Активная нагрузка, РРЖ.Д., кВт	Реактивная нагрузка, QР. Ж.Д, кВАр	Полная нагрузка, SРЖ.Д., кВА
Жилой дом №1	162	46,98	168,6
Жилой дом №2	97,5	28,27	101,8
Жилой дом №3	100,8	29,2	104,9
Жилой дом №5	287,7	66,97	285,95
Жилой дом №7	211,58	61,9	220,4
Жилой дом №8	229,5	68,78	236,8
Жилой дом №11	200,67	38,68	204,3

1.2 Расчёт электрических нагрузок на вводах в общественные здания

Расчёт общественного здания №13 ателье на 40 рабочих мест

Активная расчетная нагрузка общественного здания

, (1.9)

где: Р_УД.ОЗ - удельная расчетная нагрузка общественных зданий по табл. 2.2.1^н [1], кВт/ед.изм;

М - количественный показатель, характеризующий производственную способность данного объекта, ед. изм.

Расчетная электрическая нагрузка кинотеатра по формуле (1.9)

кВт

где Р_УД.ОЗ=1,5 кВт по табл. 2.2.1^н [1].

Реактивная расчетная нагрузка общественного здания

, (1.10)

где: Р_ОЗ - активная расчетная нагрузка общественного здания, кВт;

tg_ОЗ - коэффициент реактивной мощности общественного здания по табл.2.2.1^н [1].

Реактивная мощность кинотеатра по формуле (1.10)

кВАр,

где по табл. 2.2.1^н [1] .

Полная расчетная нагрузка общественного здания

, (1.11)

где: Р_ОЗ - активная расчетная нагрузка общественного здания, кВт;

Q_ОЗ - реактивная расчетная нагрузка общественного здания, кВАр .

Полная мощность поликлиники по формуле (1.11)

кВА.

Расчёт общественного здания №17 аптека площадью 96 м²

Согласно (1.9) кВт.

Согласно (1.10) кВАр.

Согласно (1.11) кВА.

Расчёт общественного здания №18 продовольственный магазин площадью 820 м²

Согласно (1.9) кВт.

Согласно (1.10) кВАр.

Согласно (1.11) кВА.

Расчёт общественного здания №20 гостиница на 450 мест; количество лифтов m_л1=3 и m_л2=3 мощностью двигателей лифтовых установок Р_ДВ1 =4,5 кВт и Р_ДВ2 =7,0 кВт; в номерах установлены электрические плиты.

Согласно (1.9) кВт.

Согласно (1.6) .

Согласно (1.9) кВт.

Согласно (1.8) .

Согласно (1.11) кВА.

Расчёт общественного здания №22 спортивный центр на 600 мест

Согласно (1.9) кВт.

Согласно (1.10) кВАр.

Согласно (1.11) кВА.

Таблица №4 Расчетные нагрузки, приведенные к вводу общественных зданий

Наименование объекта	Активная нагрузка, РР., кВт	Реактивная нагрузка, QР., кВАр	Полная нагрузка, SР., кВА
Ателье	60	15	61,84
Аптека	15,36	7,37	17,04
Продовольственный магазин	205	153,75	256,25
Гостиница	207	128,34	243,34
Спортивный центр	84	36,12	91,43
Банк	11,34	6,46	13,05

2. Расчет суммарной нагрузки условного микрорайона

2.1 Определение расчетной нагрузки условного жилого дома с ГП

В состав условного жилого дома с газовыми плитами входят:

Таблица №5 Состав условного жилого дома №1 с газовыми плитами

№ ЖД	Число квартир, N	Число этажей, nЭТ	Число лифтов, nЛ	Мощность электродвигателя лифта РДВ, кВт
1 2 3	150 75 80	5 5 5	- - -	- - -
Итого	305	-	-	-

Условный жилой дом №1

Суммарное количество квартир N_КВ.УСЛ = 192; S < 90 м² ; газовые плиты

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.1) кВт.

Согласно (1.4) кВАр.

Согласно (1.5) кВА.

2.2 Определение расчетной нагрузки условного жилого дома с ЭП

В состав условного жилого дома с газовыми плитами входят:

Таблица №6 Состав условного жилого дома №2 с электрическими плитами

№ объекта	Количество	Количество и мощность лифтов
	подъездов nп	этажей nэ	квартир Nкв	пассажирские m1/P1, кВт	грузовые m2/P2, кВт
3	3	9	206	3/4,5	-
5	3	12	132	3/4,5	3/7,0
7	4	12	144	4/4,5	4/7,0
Итого			482

Условный жилой дом №2

Суммарное количество квартир N_КВ.УСЛ = 482; S < 90 м² ; электрические плиты.

Согласно (1.3) кВт/кв.

Согласно (1.2) кВт.

Согласно (1.6)

где определяем методом интерполяции:

(1.12)

где m₁ и m₂ - ближайшее меньшее и ближайшее большее (интервал) количество лифтовых установок относительно количества лифтовых установок, для которых определяется коэффициент спроса по таблице 2.1.2;

k_C.(m1) и k_C.(m2) - коэффициенты спроса в заданном интервале по таблице 2.1.2;

m - фактическое суммарное значение количества лифтовых установок в условном жилом доме.

Согласно (1.12) для ЖД №3, №5, №7:

Согласно (1.6)

Согласно (1.7)

Согласно (1.8) .

Согласно (1.5) кВА.

2.3 Расчёт наружного (уличного) и внутриквартального освещения

В сетях наружного освещения применяют напряжение380/220В переменного тока при заземлённой нейтрали.

Удельная нагрузка для расчёта наружного и внутриквартального освещения зависит от категории улиц, которая принимается в зависимости от градостроительства по нормативным данным.

Электроснабжение установок наружного освещения осуществляется от трансформаторов, предназначенных для сети общего пользования.

Характеристики улиц занесём в таблицу.

Таблица №7 Характеристики улиц

Название улиц	Протяжённость улицы, Lул ,км	Категория
1	800	А
2	437	А
3	800	А
4	437	А
5	500	Б
6	58	Б

Расчетную нагрузку уличного освещения находят по формуле:

, (2.1)

где: Р_{УД..У.О.i} - значение удельной расчетной нагрузки улиц данной категории, кВт/км;

L_УЛ.i - длина улиц данной категории, км;

n - количество категорий улиц в рассматриваемом микрорайоне

Расчетная нагрузка уличного освещения по формуле (2.1)

кВт.

Реактивная мощность уличного освещения

, (2.2)

где: Р_Р.У.О - расчетная нагрузка уличного освещения, кВт;

- коэффициент реактивной мощности уличного освещения.

кВАр.

Расчетная нагрузка внутриквартального уличного освещения

, (2.3)

где: P_УД.ВКО - удельная нагрузка внутриквартального освещения, кВт/га;

F_МК - площадь микрорайона равная 35 га.

Площадь микрорайона с учетом стадиона:

кВт.

Для внутриквартального уличного освещения принимаем лампы типа ДРЛ, для которых коэффициент реактивной мощности tg_ВКО = 0,62.

Расчетная реактивная мощность внутриквартального освещения

, (2.4)

где: P_Р.ВКО - расчетная нагрузка внутриквартального освещения, кВт;

tg_ВКО коэффициент реактивной мощности внутриквартального освещения.

Q_Р,ВКО=420,62=26 кВАр.

Полная мощность освещения микрорайона

, (2.5)

где: Р_Р.У.О - расчетная нагрузка уличного освещения, кВт;

P_Р.ВКО - расчетная нагрузка внутриквартального освещения, кВт;

Q_Р.У.О - расчетная реактивная мощность уличного освещения, кВАр;

Q_Р.ВКО расчетная реактивная мощность внутриквартального освещения, кВАр.

кВА.

2.4 Расчет электрической нагрузки микрорайона

Расчетная нагрузка микрорайона

(2.6)

где: P_{Р,УСЛ.Ж.Дi} - расчетная нагрузка i-го условного жилого дома, кВт;

P_Р.КТ, P_Р.К ,Р_Р.А. ,P_Р.ДТ расчетная нагрузка кинотеатра, кафе, аптеки, детского театра и освещения соответственно, кВт;

К_У - коэффициент участия в максимуме нагрузки (табл. 2.3.1 [1]).

Расчетная реактивная нагрузка микрорайона рассчитывается по формуле

(2.6)

tg_ОСВ - коэффициент реактивной мощности (табл. 2.1.4 [1]);

Полную нагрузку микрорайона определяем по формуле:

, (2.7)

где: Р_Р.МР - расчетная активная нагрузка микрорайона, кВт;

Q_Р.МР - расчетная реактивная нагрузка микрорайона, кВАр.

кВА.

3. Расчет числа и мощности трансформаторных подстанций, определение их местоположения

От правильного выбора числа и мощности трансформаторов ТП, а также их размещения на территории микрорайона зависит эффективность функционирования системы в целом. Выбор числа трансформаторов ТП зависит от категории надёжности и выбранной схемы электроснабжения подключённых потребителей. В частности, для питания потребителей 1 категории и ответственных потребителей 2 категории применяются двухтрансформаторные подстанции в сочетании с двухлучевыми схемами питания. Каждый трансформатор при этом питается от отдельной линии, подключённой к независимому источнику питания. Для питания 2 и 3 категории в зависимости от суммарной нагрузки потребителей могут применятся как двух-, так и однотронсформаторные подстанции в сочетании с петлевыми схемами питания.

3.1 Расчет числа и мощности трансформаторов

Плотность электрической нагрузки в данном микрорайоне

, (3.1)

где: S_Р.МР - расчетная полная нагрузка микрорайона, кВА;

F_МР - площадь микрорайона, км².

кВА/км².

Экономически целесообразная мощность трансформатора ТП

, (3.2)

где: - плотность электрической нагрузки в микрорайоне, кВА/км².

кВА.

Принимаем ближайшую большую стандартную мощность трансформатора S_ТР.СТ = 400кВА.

Количество трансформаторных подстанций в микрорайоне

(3.3)

где: S_Р.МР - расчетная полная нагрузка микрорайона, кВА;

К_З - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном рабочем режиме;

N_ТР - количество трансформаторов на трансформаторной подстанции;

S_Н.ТР. - стандартная номинальная мощность трансформатора, кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном рабочем режиме принимают согласно типовых графиков нагрузки микрорайона. Предварительно примем = 0,7. Значительную часть потребителей микрорайона составляют электроприемники I и II категории, поэтому принимаем к расчету все ТП двух трансформаторные.

Количество трансформаторных подстанций по формуле (3.3)

Предварительно принимаем число трансформаторных подстанций N_ТП = 3.

Предварительные расчёты показали, что целесообразно принять столько же число трансформаторных подстанций N_ТП =3, мощность трансформаторов двух ТП принимаем равную 630 кВА, третьей - 400 кВА. К такому выводу пришли при проверке коэффициента загрузки.

3.2 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-1

От ТП-1 осуществляется электроснабжение следующих потребителей: жилые дома № 1, 8, 11 ателье (ОЗ №13), спортивный центр (ОЗ №22), уличное освещение улицы №2,половина улицы №1, а также и внутриквартальное освещение части площади микрорайона отнесенной к этой подстанции принимаем 11,6 га.

Данные улицы, освещение которой отнесено к ТП-1, сведены в таблицу 6

Таблица №8 Длины и категории улиц

Улица	Длина улицы L, км	Категория улицы	Удельная нагрузка освещения улицы PУД.У.О, кВт/км
№1 №2	0,4 0,437	А А	100 100

Расчетная нагрузка уличного освещения по формуле (2.1)

кВт.

Расчетная нагрузка внутриквартального уличного освещения по (2.3)

 кВт.

Для освещения улиц и внутриквартального освещения принимаем ртутные лампы типа ДРЛ, для которых коэффициент реактивной мощности tg_У.О = 0,62.

Реактивная мощность уличного освещения по (2.2):

кВАр.

Расчетная реактивная мощность внутриквартального освещения по (2.4):

Q_Р,ВКО=13,920,62=8,63 кВАр.

Полная мощность освещения микрорайона (2.5):

кВА.

Расчетная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-1

(3.4)

кВт.

Расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-1:

(3.5)



Полная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-1

, (3.6)

где: Р_Р.ТП-1- расчетная активная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-1, кВт;

Q_Р.ТП-1 - расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-1, кВАр.

кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме по формуле (3.6)

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:

, (3.7)

где: S_РТП - расчетная полная нагрузка трансформаторной подстанции ТП, кВА;

S_Н.ТР. - стандартная мощность трансформатора, кВА;

N_ТР - количество трансформаторов на трансформаторной подстанции.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме должен удовлетворять следующему условия

, (3.8)

.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме удовлетворяет условию (3.10).

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме

, (3.9)

где: S_Р.ТП - расчетная полная нагрузка трансформаторной подстанции ТП, кВА;

S_Н.ТР. - стандартная мощность трансформатора, кВА;

N_ТР - количество трансформаторов на трансформаторной подстанции.

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме должен удовлетворять следующему условию (п. 4.3.13 [1])

(3.10)

1,24<1,5.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме удовлетворяет условию (3.12).

Принимаем к установке на ТП-1 два трансформатора по 630кВА

3.3 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-2

От ТП-2 осуществляется электроснабжение следующих потребителей: жилые дома № 2, 3, 7 уличное освещение улиц №5, продовольственного магазина (ОЗ №18), гостиницы (ОЗ №20), половина улицы №1, а также и внутриквартальное освещение части площади микрорайона отнесенной к этой подстанции принимаем 11,6 га.

Данные улицы, освещение которой отнесено к ТП-2, сведены в таблицу 7

Таблица №9 Длины и категории улиц

Улица	Длина улицы L, км	Категория улицы	Удельная нагрузка освещения улицы PУД.У.О , кВт/км
№1 №5	0,4 0,5	А Б	100 30

Расчетная нагрузка уличного освещения по формуле (2.1)

кВт.

Расчетная нагрузка внутриквартального уличного освещения по (2.3)

кВт.

Для освещения улиц и внутриквартального освещения принимаем ртутные лампы типа ДРЛ, для которых коэффициент реактивной мощности tg_У.О = 0,62.

Реактивная мощность уличного освещения по (2.2):

 кВАр.

Расчетная реактивная мощность внутриквартального освещения по (2.4):

Q_Р,ВКО=13,920,62=8,6 кВАр.

Полная мощность освещения микрорайона (2.5):

кВА.

Расчетная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-2

(3.10)

кВт.

Расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-2

(3.11)

Полная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3

, (3.12)

где: Р_Р.ТП-2- расчетная активная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3, кВт;

Q_Р.ТП-2 - расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3, кВАр.

кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме по формуле (3.6)

.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме удовлетворяет условию (3.7).

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме согласно (3.8)

1,5>1,35.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме удовлетворяет условию (3.9).

Принимаем к установке на ТП-2 два трансформатора по 630кВА

3.4 Расчет нагрузки трансформаторной подстанции ТП-3

От ТП-2 осуществляется электроснабжение следующих потребителей: жилые дома № 5, аптека (ОЗ №17), банк (ОЗ №23), уличное освещение улиц №4, №6, а также и внутриквартальное освещение части площади микрорайона отнесенной к этой подстанции принимаем 11,6 га.

Данные улицы, освещение которой отнесено к ТП-3, сведены в таблицу 10

Таблица №10 Длины и категории улиц

Улица	Длина улицы L, км	Категория улицы	Удельная нагрузка освещения улицы PУД.У.О , кВт/км
№3 №4 №6	0,8 0,437 0,58	А А Б	100 100 30

Расчетная нагрузка уличного освещения по формуле (2.1)

кВт.

Расчетная нагрузка внутриквартального уличного освещения по (2.3)

кВт.

Для освещения улиц и внутриквартального освещения принимаем ртутные лампы типа ДРЛ, для которых коэффициент реактивной мощности tg_У.О = 0,62.

Реактивная мощность уличного освещения по (2.2):

кВАр.

Расчетная реактивная мощность внутриквартального освещения по (2.4):

Q_Р,ВКО=13,920,62=8,6 кВАр.

Полная мощность освещения микрорайона (2.5):

кВА.

Расчетная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3

(3.13)

кВт.

Расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3:

(3.14)

Полная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3

, (3.15)

где: Р_Р.ТП-3- расчетная активная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3, кВт;

Q_Р.ТП-3 - расчетная реактивная нагрузка трансформаторной подстанции ТП-3, кВАр.

кВА.

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме по формуле (3.6)

.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме удовлетворяет условию (3.7).

Коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме по формуле (3.8)

1,22<1,5.

Рассчитанный коэффициент загрузки трансформаторов в послеаварийном режиме удовлетворяет условию (3.9).

Принимаем к установке на ТП-3 два трансформатора по 400кВА

Таблица №11 Расчетные параметры ТП.

Номер ТП	Мощность и количество трансформаторов в ТП, числокВА	Расчетная нагрузка ТП, кВА
ТП-1	2630	786,75	0,62	1,24
ТП-2	2630	853,74	0,67	1,35
ТП-3	2400	488,95	0,61	1,22

3.5 Определение месторасположения трансформаторных подстанций

Конструктивно ТП могут выполняться в виде внутристоящих, встроенных, пристроенных и отдельностоящих, одно- либо двухэтажных, с воздушными или кабельными вводами. Принимаем ТП выполненные в виде отдельностоящих одноэтажных ТП с кабельными вводами. Определение места расположения ТП производится графоаналитическим методом.

Определения положения трансформаторных подстанций производится по координатам центров нагрузки объектов, приведенных в табл. 3.1.

Таблица №12 Координаты центров нагрузки жилых домов

Коорди-наты	Наименование объекта
	ЖД1	ЖД2	ЖД3	ЖД5	ЖД7	ЖД8	ЖД11
Х, см	20	62	92	131	101	99	56
Y, см	197	83	165	88	84	218	210

Таблица №13 Координаты центров нагрузки общественных зданий и сооружений

Коорд	Название общественного здания
	ателье	аптека	под.маг	гостин	спор.цен	банк
X, м	35	99	25	118	127	56
Y, м	135	21	119	123	197	19

Координата по оси абсцисс центра трансформаторной подстанции ТП1

(3.16)

где: х - координата по оси абсцисс центра нагрузки жилых домов и общественных зданий, [мм], Р_Р- расчетная нагрузка жилых домов и общественных зданий, относящихся к ТП-1, кВт.

м.

Координата по оси ординат центра трансформаторной подстанции ТП-1

(3.17)

где: y - координата по оси ординат центра нагрузки жилых домов и общественных зданий, [мм]

Р_Р- расчетная нагрузка жилых домов и общественных зданий, относящихся к ТП-1, кВт.

м.

В связи с совпадением координат ТП-1 с расположением улицы №5 ТП-1 устанавливаем в точку с координатами (61; 190) м.

Координата по оси абсцисс центра трансформаторной подстанции ТП2

(3.18)

м.

Координата по оси ординат центра трансформаторной подстанции ТП2

(3.19)

м.

Место установки ТП-2 находится вблизи здания, поэтому выносим место установки в точку с координатами (84; 112,36) м.

Координата по оси абсцисс центра трансформаторной подстанции ТП3

(3.20)

м.

Координата по оси ординат центра трансформаторной подстанции ТП3

, (3.21)

м.

Место установки ТП-3 попадает на территорию здания, поэтому выносим место установки в точку с координатами (117; 73) м.

Таблица №14 Расположение ТП на плане микрорайона.

Номер ТП	Расчетные координаты	Принятые координаты
	Xтп. м.	Yтп. м.	Xтп. м.	Yтп. м.
ТП-1	67,8	202,03	61	190
ТП-2	74,25	113,16	84	112,36
ТП-3	126,73	82,23	117	73

Место расположения ТП на схеме микрорайона показано на рисунке 2.



4. Выбор структуры, напряжения и технически целесообразные варианты питающих и распределительных сетей

4.1 Выбор структуры, напряжения питающих и распределительных сетей

Системой электроснабжения города называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых, промышленных и транспортных потребителей, расположенных на территории города и частично в пригородной зоне.

Система электроснабжения крупного города

Рис. 3. Схема электроснабжения крупного города.

Данная система электроснабжения - система трех напряжений.

Мощность понижающих подстанций 110 кВ I и II, связанных с энергосистемой, возрастает до 50-100 МВА и более, большее развитие получают сети 110 кВ.

Электроснабжение центральных районов города осуществляется за счет сетей промежуточного напряжения 35 кВ и городских подстанций 35/6-10 кВ.

Сеть 35 кВ выполняется, как правило, по радиальной резервируемой схеме. Подстанции 35/6-10 кВ имеют развитые распределительные устройства (РУ) 35 кВ, мощность подстанции может доходить до 30-40 МВА в зависимости от размеров города.

В последнее время эти подстанции часто выполняются по упрощенной схеме, без РУ со стороны первичного напряжения трансформаторов. В зависимости от мощности ПС выполняются при напряжении 110 кВ (IV, на рис.3).

Выполнение элементов схемы аналогично рассмотренному выше. Распределительная сеть 6-10 кВ характеризуется еще большей степенью автоматизации. Электроснабжение крупных промышленных потребителей может осуществляться при более высоких напряжениях, чем 6-10 кВ. Например, на рисунке 3 приведена подстанция III крупного предприятия, питание которой производится непосредственно от сети 110 кВ.

Так как в микрорайоне имеются потребители I и II категории согласно [1] (пункт 4.3.11.) для электроснабжения микрорайона рекомендуется применение на напряжении 10 кВ комбинированной петлевой-двухлучевой схемы с двухсторонним питанием. Схема питания микрорайона показана на рис.4.

Параметры электроснабжающей сети 110 кВ между подстанциями I и II определяется только условиями питания потребителей города, т.е. нагрузкой ПС VI (рис.3). С другой стороны, следует учитывать возможность параллельной работы энергосистемы с электростанцией.



Рис.4 Схема питания микрорайона.

Основные показатели системы электроснабжения города определяются его размерами, условиями энергосистемы, характеристиками потребителей и другими местными особенностями.

Рис. 5. Структурная схема построения сетей города

Схему построения городской электрической сети можно условно подразделить на шесть звеньев (рис. 5.). I звено -- кольцевая сеть и глубокие вводы напряжением 110 кВ с районными подстанциями ПС и трансформацией 110/10 кВ. К этому же звену относят расположенные на территории города электростанции предприятий. П звено представляет собой питающие сети 10 кВ, связывающие районные подстанции с РП и линии связи между РП, прокладываемые для повышения надежности электроснабжения. РП предназначаются, для нагрузок промышленных, коммунально-складских и селитебных зон города. Нагрузка каждого РП обычно не менее 10 МВА. Питающие линии к РП выполняются по радиальной схеме с устройством АВР на межсекционном выключателе.

К III звену относят распределительные сети напряжением 10 кВ, подключающие к РП потребительские промышленные или городские ТП. С учетом территориального размещения ТП, категории надежности потребителей, подключенных к ним, схемы их питания могут быть различными. В некоторых случаях потребительские ТП могут подключаться к районным ТП, минуя РП.

IV звено структурной схемы -- потребительские ТП, понижающие уровень напряжения с 10 до 0,З8/0,22 кВ.

V звено -- электрические сети напряжением 0,З8/0,22 кВ, подключающие потребителей электрической энергии к ТП.

VI звено -- внутренние сети зданий и сооружений, подающие электрическую энергию непосредственно к электроприемникам: электродвигателям, источникам света, нагревательным устройствам и т. д.

На представленной схеме не показаны электрические связи с сетями других районных подстанций города. Эти связи могут выполняться на уровнях всех звеньев схемы, за исключением I и VI

4.2 Выбор схем питающих и распределительных сетей

Электроснабжающая сеть выполняет двоякую роль

Нагрузку ТП составляют потребители разных категорий надёжности. Для питания потребителей 1 категории и ответственных потребителей 2 категории применяются двухтрансформаторные подстанции в сочетании с двухлучевыми схемами питания. Каждый трансформатор при этом питается от отдельной линии, подключённой к независимому источнику питания. Для питания 2 и 3 категории в зависимости от суммарной нагрузки потребителей могут применятся как двух-, так и однотронсформаторные подстанции в сочетании с петлевыми схемами питания.

Внутриквартальные электрические сети выполняются номинальным напряжением 0,38 кВ и состоят из кабельных линий, прокладываемых от трансформаторных подстанций до вводного устройства здания. Такие схемы разрабатывают с учетом взаимосвязи между отдельными элементами сети, а также этажности, числа зданий, расположения трансформаторных подстанций, величины общей нагрузки.

Для питания потребителей I категории применяется двухлучевая схема с АВР на силовых вводах (рис. 6). При выходе из строя одной одной питающей линии силовые приемники подключаются к оставшейся в работе линии.

Рис 6. Двухлучевая схема с односторонним питанием от одной ТП

По этой схеме также подключен жилой дом №11 с электроплитами (16 этажей), ОЗ №22 и ОЗ №23.

Двухлучевая схема также применяется для электроснабжения потребителей II категории (рис. 7).



Рис 7. Двухлучевая схема без АВР

По этой схеме подключен жилой дом №10 и №11

Для обеспечения электроснабжения потребителей II категории требуемая надежность электроснабжения обеспечивается применением замкнутой схемы (рис. 8.), которая также позволяет улучшить качество напряжения и потери электроэнергии в сетях.

Рис. 8. Замкнутая схема с питанием от одной ТП

По этой схеме осуществляется питание ЖД №7 , №8,

Рис 9. Двухлучевая схема с односторонним питанием.

По данной схеме осуществляется питание ЖД №5, ОЗ №17, ЖД №18.

Для электроснабжения потребителей III категории используется радиальная схема без резервирования (рис.9.), по которой подключены жилые дома №1, №2, №3 и ОЗ №13.

Рис. 10. Радиальная схема без резервирования.

Конструктивно распределительные сети 0,4 кВ выполняются кабельными линиями и прокладываются в траншеях под тротуарами и пешеходными дорогами внутри кварталов.

Схема распределительной сети рассчитываемого микрорайона представлена на рис.11.



Литература

1. Инструкция по проектированию городских электросетей. РД 34.20.185 - 94.

Изменения и дополнения применения с 1.01.1999г.

2. СНиП (строительные нормы и правила); градостроительство.

3. СниП 2.07.01 - 89^* (планировка и застройка городских и сельских поселений).

Размещено на Allbest.ru