44109

Электроснабжение района города на 56 тыс. жителей

Дипломная

Энергетика

Проверяем выбранное сечение по допустимой нагрузке для условий нормального режима. Проверяем сечение по допустимой нагрузке для условий после аварийного режима: где 13 – коэффициент учитывающий перегрузку на 30. Расчетная токовая нагрузка линий в после аварийном режиме: Сечение данного кабеля недостаточно так как условие не выполняется поэтому увеличиваем до...

Русский

2013-11-10

1.21 MB

16 чел.

1   Электрическая часть дипломного проекта «Электроснабжение района города на 56 тыс. жителей»

В данном дипломном проекте предусматривается электроснабжение района  города на 56 тыс. жителей. Предполагается, что район города будет состоять из 32 шестнадцати этажных домов с электроплитами и 59 девяти этажных домов с газовыми плитами. Дома с электроплитами будут распределяться следующим образом: 12 домов по 127 квартир, 14 домов по 381 кв. и 6 домов по 508 кв. Дома с газовыми плитами будут распределяться так: 26 дома по 72 кв., 21 домов по 108 кв. и 12 домов по 144 кв. Общее количество квартир в заданном районе города предусматривается иметь 15774. Кроме того, в районе  предусматривается 6 школ по 1000 мест, 9 детских садов по 600 мест, 7 промтоварных и 7 продовольственных магазинов, 3 ресторана по 95 мест, 5 кафе, 4 кинотеатра, 2 больницы на 750 мест, 2 гостиницы по 800 мест, 2 поликлиники, 3 почты, 3 химчистки и другие коммунально-бытовые учреждения.

  1.  Расчет нагрузки жилых домов

В основе расчета нагрузок жилых зданий лежит нагрузка одного потребителя, в качестве которой выступает квартира. Для определения нагрузки вводятся понятия коэффициента одновременности.

Значения расчетных нагрузок определяются с учетом коэффициента одновременности в зависимости от числа квартир:

                                      Ркв = Ркв.уд. ∙ пкв.                                               (1.1)

где Ркв.уд – удельная расчетная нагрузка квартир, определяется в зависимости от числа квартир по таблице П.1;

     п – число квартир в здании.

Силовая нагрузка общественных электроприемников, включая лифты, определяется с учетом соответствующих коэффициентов спроса:

                                                                                 (1.2)

где Рл i – установленная мощность электродвигателя лифтовой установки.            В девятиэтажных домах используются электродвигатели АС – 32 – 5/24             (Руст. = 5 кВт), в домах этажностью 12 и более АС – 32 – 6/24 (Руст. = 7 кВт);

      Кс – коэффициент спроса.

Суммарная нагрузка жилого дома определяется по формуле:

                                  Рж.д. = Ркв. + 0,9 Рс ,                                      (1.3)

где 0,9 – коэффициент совмещения максимумов силовой нагрузки и нагрузки квартир.

Для выбора параметров электрических сетей жилых домов необходимо знать полную нагрузку:

                       (1.4)

где tgφкв , tgφс – коэффициенты мощности, характеризующие нагрузку квартир и лифтовых установок соответственно; tgφкв = 0,29 и tgφс = 1.33 (по табл. П.4).

Для примера рассчитываем  шестнадцатиэтажный дом, имеющий одну секцию, 127 квартир и 2 лифта. При п = 127 кв.,

          Ркв. уд. = 1,11 кВт по таблице П.1.

Ркв = 1,11∙127 = 141 кВт

Рс = 0,9∙7∙2 = 12,6 кВт

Ржд = 141 + 0,9 ∙12,6 = 152,3 кВт

 

Рассчитаем ввод №21: девятиэтажный дом, имеющий две секции,

72 квартиры и 2 лифта. При n = 72 кв., Ркв.уд = 0.67 кВт по таблице П.1 [1].

Ркв = 0.67 ∙ 72 = 48 кВт

Рс = 0.8 ∙5 ∙ 2 = 8 кВт

Ржд = 48 + 0.9 ∙ 8 = 55 кВт

Sжд =  = 60 кВА

Результаты   дальнейшего  расчета  нагрузки  жилых  домов  сводим  в таблицу 1.1.

Таблица 1.1  Расчет силовых нагрузок жилых домов.

Этажность

Секции

Кол-во квартир пкв

Количество домов

Руд кв,

кВт

Ркв,

кВт

Рс,

кВт

Рж.д.,

кВт

Sж.д.,

кВA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

16ти с эл. плитами

1

127

12

1,11

141

12,6

153

159

3

381

14

0,92

351

30

378

402

4

508

6

0,88

447

34

477

507

9ти с газ. плитами

2

72

26

0,68

49

8

56

60

3

108

21

0,59

64

12

75

82

4

144

12

0,56

81

14

94

102

1.2 Расчет нагрузок общественных зданий

Нагрузка таких зданий определяется как правило индивидуально в процессе разработки проектов внутреннего электрооборудования.

Расчетная нагрузка общественного здания определяется по формуле:

                                      Рр = Руд ∙ п,                                       (1.5.)

где Руд – удельная нагрузка, кВт/ед.;

      п – характеристика общественного здания – количество расчетных единиц.

Полная нагрузка общественного здания:

                                                                              (1.6)

где cosφ – коэффициент мощности бытовых потребителей определяют по приложению П.5.

Рассмотрим пример: школа на 1000 мест

Рр = 0,14 ∙ 1000 = 140  кВт,

Sр = 140/0,95 = 147 кВА.

Дальнейшие расчеты сводим в таблицу 1.2. Здесь также количество вводов соответствует такому же количеству общественных зданий и предприятий.

Таблица 1.2  Расчет нагрузок общественных зданий

Наименование

Руд., кВт

п

Рр., кВт

cos φ

Sр, кВА

ΣSp

1. Школы

2. Детские сады

3. Промышленный

магазин

4. Продовольственный магазин

5. Аптека

6. Ресторан

7. Кафе

8. Парикмахерская

9. Химчистка

10. Почта

11. Кинотеатр

12. Больница

13. Гостиница

14. Поликлиника

15. Учреждение

16. Лаб. Корпус

17.Учебное заведение

18. Универсам

0,14

0,4

0,8

0,11

0,11

0,9

0,9

0,5

0,5

0,5

0,12

0,4

0,4

0,3

0,046

0,06

0,04

0,13

1000

600

200

200

100

95

120

50

10

150

1000

750

800

1000

500

600

1500

400

140

240

160

22

11

85,5

108

25

5

75

120

300

320

300

23

36

60

52

0,95

0,97

0,85

0,8

0,83

0,97

0,97

0,97

0,9

0,9

0,92

0,85

0,85

0,92

0,87

0,87

0,9

0,85

147

247

188

27,5

13,3

88

111

26

5,6

83

130

353

376

326

26,4

41,4

67

61

882

2223

1316

193

80

264

555

104

16,8

250

520

706

753

652

80

124,2

201

183

                                                                                               Σ  Sр =9100 кВА

                                                                                            

Для определения количества трансформаторных подстанций (ТП) и мощности каждой ТП следует сложить всю электрическую нагрузку как жилую, так и общественных учреждений. В данном случае суммарная нагрузка всех жилых домов будет составлять:

кВт,

кВт,

кВт,

кВт,

кВт,

кВт.

где     - количество домов, в которых квартир =127,

- количество домов, в которых квартир =381,

- количество домов, в которых квартир =508,

- количество домов, в которых квартир =72,

- количество домов, в которых квартир =108,

- количество домов, в которых квартир =144.

Итого максимальная суммарная жилая активная нагрузка будет равна:

   ,

   1836+5292+2862+1456+1575+1128=14150 кВт.

Максимальная активная нагрузка всех общественных учреждений после аналогичного учета равна: =8009,5 кВт.

Общая максимальная активная нагрузка:

        14150+8009,5=22159,5 кВт.

Полная максимальная суммарная мощность

                               кВА.

При определении суммарной нагрузки следует учитывать следующие обстоятельства.

В городских сетях, учитывая неравномерный график нагрузки в течение суток и года, а также малую продолжительность максимума, может быть допущена загрузка трансформаторов в нормальном режиме до 130%, а в послеаварийном режиме до 180 % по отношению к номинальной мощности.

Тогда с учетом коэффициента одновременности к0=0,77 и допустимой перегрузке в после аварийном режиме до 180% полная суммарная нагрузка равна

кВА.

При выборе номинальной мощности трансформаторов также следует учитывать стандартные типовые номинальные мощности трансформаторов, ориентированное количество ТП и равномерную нагрузку между ними.

В результате ориентируемся на 16 ТП. Тогда номинальная мощность трансформаторов в послеаварийном режиме будет равна

кВА.

Мощность трансформаторной подстанции в нормальном режиме

кВА.

Принимаем 16 ТП с установкой на каждой ТП по два трансформатора, из-за наличия потребителей I категории на каждой ТП.

1.3 Определение расчетных нагрузок ТП

Расчетные нагрузки ТП при наличии неоднородных потребителей определяются с учетом коэффициентов совмещения максимумов:

                                                                     (1.7)

где Рmax – наибольшая из нагрузок, питаемых данной ТП. Нагрузка нескольких жилых зданий с однотипным приготовлением, считается как нагрузка одного объекта.

                Рi – расчетные нагрузки других объектов питаемых от данной ТП;

                кmiкоэффициенты участия в максимуме, учитывающий несовпадение максимумов нагрузок различных объектов, определяемых относительно наибольшей расчетной нагрузки в соответствии с приложением.

Для примера, рассмотрим ТП1, питающую 7 домов: 2 дома с электроплитами по 381 квартире, 5 домов с газовыми плитами: 2 - по 108 квартир, 2 - по 72 квартиры и 1 – 144 квартиры, а также 1 аптеку, 1 кафе и 1 школу. Жилые дома рассматриваются как один потребитель с суммарным числом квартир и лифтовых установок

п = пкв ∙ пд,

где пкв – количество квартир;

     пдколичество домов.

Для жилых домов с электроплитами:

     пэ = 381+381 = 762 квартиры

     Ркв.э = 762 ∙0,847 = 640 кВт

     Рс.э = 0,5 ∙7 ∙12 = 42 кВт

     Рр.э = 640+0,9 ∙42 = 677,8 кВт

Для жилых домов с газовыми плитами:

     пг =2∙108+2 ∙72 +144 = 504 квартиры

     Ркв.г = 504∙0,445 = 224,3 кВт

     Рс.г = 0,35 ∙5 ∙32 = 56 кВт

     Рр.г = 224,3+0,9 ∙56 = 274,7 кВт

Расчетная нагрузка ТП 1:

РТП = Рmax +0,9Рр.г. + 0,5Рр.шк.+ 0,5Рр.а. + 0,4р.кафе

где Рр.шк.расчетная нагрузка школы, Рр.ш = 140 кВт;

      Рра.расчетная нагрузка аптека, Рр.а. = 13,3 кВт;

     Рр.кафе – расчетная нагрузка кафе, Рр.кафе. = 111 кВт;

     Рmax = Рр.гнаибольшая из нагрузок.

     РТП = 677,8+0,9 .274,7+0,5 .140+0,5 .13,3+0,4 .111= 1050 кВт

Полная нагрузка ТП 1:

где cosφТП – коэффициент мощности, cosφТП = 0,95.

кВА.

Дополнительно на ТП приходится 5% нагрузки на наружное освещение.

Результаты дальнейших расчетов сводим в таблицу 1.3.

Таблица 1.3  Определение расчетных нагрузок ТП.

№ п/п

Кол-во

Наименование

Рр ,

кВт

РТП ,

кВт

SТП ,

кВA

Тип

ТП

1

2

3

4

5

6

7

ТП1

2(381)

5

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Аптека

Кафе

Школа

677,8

274,7

13,3

108

140

1050

1105

2×630

ТП2

4(127)

1

1

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Детский сад

Отделение почты

Кинотеатр

Парикмахерская

Кафе

Промышленный магазин

Продовольственный магазин

Школа

595

240

75

120

25

108

160

22

140

1053,2

1108,6

2×630

ТП3

1(508)

4(72)

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Гостиница

Химчистка

Парикмахерская

Детский сад

Лабораторный корпус

Универсам

474,6

172

320

    5

25

240

36

52

1027

1081

2×630

ТП4

1(508)

2(144)

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Больница

Промышленный магазин

Продовольственный магазин

Детский сад

Аптека

474,6

175

300

160

22

240

11

992,1

1044,3

2×630

ТП5

2(381)

4 (108)

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Универсам

Лабораторный корпус

Промышленный магазин

Продовольственный магазин

Почта

677,8

233

52

36

160

22

75

1060,3

1116

2×630

1

2

3

4

5

6

7

ТП6

4(127)

3(72)

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Поликлиника

Детский сад

Ресторан

Кафе

Школа

Почта

474,6

135

300

240

85,5

108

140

75

1046

1101,4

2×630

ТП7

(Повтор ТП1)

2(381)

5

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Аптека

Кафе

Школа

677,8

274,7

13,3

111

140

1050

1105

2×630

ТП8

2(381)

4(72)

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Аптека

Парикмахерская

Учебное заведение

Детский сад

Ресторан

678

172

11

25

60

240

85,5

1019,5

1073,2

2×630

ТП9

1(508)

2(144)

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Больница

Промышленный магазин

Продовольственный магазин

Кинотеатр

474,6

175

300

160

22

120

981,1

1033

2×630

ТП10

2(381)

2(144)

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Детский сад

Школа

Лабораторный корпус

678

175

240

140

36

1019,5

1073

2×630

ТП11

1(508)

5

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

 Детский сад

Промышленный магазин

Продовольственный магазин

Школа

Учреждение

Универсам

474,6

274,7

240

160

22

140

23

52

1017

1070

2×630

ТП12

1(508)

4(108)

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плит.

Детский сад

Промышленный магазин

Химчистка

Учреждение

Аптека

Поликлиника

474,6

233

240

160

5

23

11

300

1030

1084,2

2×630

1

2

3

4

5

6

7

ТП13

1(508)

4(108)

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плит.

Промышленный магазин

Химчистка

Учреждение

Аптека

Гостиница

Продовольственный магазин

474,6

233

160

5

23

11

320

22

1052

1107

2×630

ТП14

2(381)

4(72)

1

1

1

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Парикмахерская

Учебное заведение

Детский сад

Ресторан

Кинотеатр

Кафе

678

172

25

60

240

85,5

120

108

1021

1075

2×630

ТП15

2(381)

4(144)

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Продовольственный магазин

678

378,4

22

1030

1084

2×630

ТП16

4(127)

8(5-72 и 3 -108)

1

1

1

Жилые дома с электроплитами

Жилые дома с газовыми плитами

Учебное заведение

Кинотеатр

Автопредприятие

474,6

354

60

120

300

1081

1138

2×630

Таким образом, предусматривается установка на ТП двух трансформаторов. В данном случае трансформаторов типа ТМ 630/10:

               ВН = 10 кВ                    ΔРх = 2,27 кВт                        Iх = 2%

              НН = 0,4 кВ                   ΔРк = 7,6 кВт                          Uк = 5,5%

  1.   Определение расчетной нагрузки промышленных предприятий

В проектируемом районе города находятся три промышленных предприятия – приборостроительный и машиностроительный  заводы, а также авторемонтная мастерская.

Данные для этих предприятий приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4  Промышленные предприятия.

Наименование предприятия

Рр, кВт

Qэ , квар

S, кВА

  1.  Приборостроительный завод
  2.  Машиностроительный завод
  3.  Авторемонтная мастерская

3100

2500

300

2165

1745

141

3780,1

3048,8

331

Определяем общую нагрузку района города:

S=∑Si+∑S,

где ∑Si-суммарная нагрузка микрорайонов, ∑S- суммарная нагрузка заводов.

S=17399+6828=24227 кВА.

Выбираем двухтрансформаторную подстанцию С трансформаторами марки  ТДН-20000/110.

Проверим работу трансформаторной подстанции в аварийном режиме, когда один из трансформаторов выходит из строя, коэффициент перегрузки составляет 1,4 (140%).

Условие проверки трансформатора:

1,4·Sтр ≥ Sрп

1,4·20000 ≥ 24227 кВА

28000 ≥ 24227 кВА

Условие выполняется, трансформаторы выбраны верно

1.5  Выбор схем построения и расчет электрических сетей напряжением 10 кВ

1.5.1 Расчет питающей сети ЦП – РП

Нагрузка на шинах РП определяется как сумма расчетных нагрузок отдельных ТП, с учетом коэффициента одновременности ко = 0,7, который определяется в зависимости от числа трансформаторов [Л1]:

 

       Рисунок 1.1 - Схема питающей сети.                      

   (1.8)

Отсюда имеем:

SРП = 0,7(1105+1108,6+1081+1044,3+1116+1101,4+1105+1073,2+

+1033+1073+1070+1084,2+1107+1075+1084+866) = 11988,69 кВА

Выбираем схему электроснабжения жилых и общественных зданий, где питание осуществляется через распределительный пункт (РП), к которому подходят 4 линии и отходят 8 распределительных линий к ТП (рис. 1.1).

Выбираем кабель для линий между ЦП и РП. Выбор сечений кабелей и проводов напряжением выше 1 кВ выполняется для условий нормального режима по экономическим соображениям:

                                            ,                                                    (1.9)

где jэ=1,4А/мм2  - экономическая плотность тока;

     Ip  -  расчетный ток в нормальном режиме, А;

Расчетный ток определяется по формуле:

                                                                                        (1.10)

где S – расчетная нагрузка, кВА;

    Uнноминальное напряжение, кВ.

Округляем сечения до стандартного F=150 мм2.

Проверяем выбранное сечение по допустимой нагрузке для условий нормального режима:

                                                                                   (1.11)

где к1 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды, согласно ПУЭ;

     к2 – коэффициент, учитывающий количество кабелей  в траншее выбирается из Л1;

     IТ.доп – допустимая токовая нагрузка кабеля при расчетных условиях прокладки, согласно Л1.

Проверяем сечение по допустимой нагрузке для условий после аварийного режима:

где 1,3 – коэффициент, учитывающий перегрузку на 30%.

  

Расчетная токовая нагрузка линий в после аварийном режиме:

Сечение данного кабеля недостаточно, так как условие не выполняется, поэтому увеличиваем до F=185мм2, Iдоп=310 А.

 

Условия выполняются, поэтому окончательно выбираем кабель

ААШВУ  3×185.

  1.  Расчет распределительной сети

Принимаем лучевую схему (рисунок 1.2) с двух трансформаторными подстанциями напряжением 10/0,4 кВ и кабелями типа ААШВУ.

Рисунок 1.2

Для распределительных линий характерно произвольное распределение нагрузки вдоль линии. При условии постоянства сечения значение плотности тока на участках такой линии различно. В этом случае в качестве расчетной нагрузки следует принимать значения линейно-квадратичной мощности:

                                                                 (1.12)

где Si – мощность, протекающая по i-му участку линии, длина которого ;

     к – суммарная длина линии от начала до места присоединения последнего потребителя.

При определении экономического сечения распределительной линии следует полученное значение S лк подставить в выражение:

                                                                         (1.13)

где Uнапряжение, кВ;

      jэ – экономическая плотность тока, А/мм2.

Полученное экономическое сечение для условий нормального режима проверяется по допустимому току, по нагреву в нормальном режиме. После этого выбранное сечение должно быть проверено по условиям токораспределения в после аварийном режиме.

Рассчитаем двухлучевую схему снабжения ТП6 – ТП9 – ТП16 – ТП1 соответственно 1=172,5м, ℓ2=545м, ℓ3=885м, ℓ4=775м.

Расчетная нагрузка любого участка линии 10 кВ, питающих ряд ТП, определяется по сумме нагрузок трансформаторов отдельных ТП с учетом коэффициента одновременности:

                                                                       (1.14)

Отсюда имеем:

Принимаем стандартное сечение F=50мм2, Iдоп=140 А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном и после аварийном режимах.

                                                

 

Условие не выполняется, поэтому увеличиваем сечение до 70мм2, выбираем кабель ААШВУ 3×70

  Iдоп=165 А.

Рассчитываем двухлучевую схему снабжения ТП3 – ТП4 – ТП15 – ТП11 соответственно ℓ′1=887м, ℓ′2=542,3м, ℓ′3=370,4м, ℓ′4=665м.

Принимаем стандартное сечение F=70мм2, Iдоп=165А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном и после аварийном режимах.

Условие  выполняется, сечение выбрано верно, поэтому используем в данном случаем кабель марки ААШВУ 3×70.

 

Рассчитываем двухлучевую схему снабжения ТП2 – ТП10 – ТП12 – ТП14, соответственно ℓ″1=320 м, ℓ″2=469,5 м, ℓ″3=485 м, ℓ″4=307 м. 

        

      Принимаем стандартное сечение F=70мм2, Iдоп=165А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном и после аварийном режимах.

Сечение данного кабеля достаточно, так как условие  выполняется, поэтому принимаем кабель марки ААШВУ 3×70.

Рассчитываем двухлучевую схему снабжения ТП7 – ТП13 – ТП8 – ТП5, соответственно ℓ″1=915 м, ℓ″2=397 м, ℓ″3=728 м, ℓ″4=695 м. 

        

     

Принимаем стандартное сечение F=70мм2, Iдоп=165А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном и после аварийном режимах.

Условие  выполняется, принимаем кабель марки ААШВУ 3×70

1.5.3  Выбор сечений кабелей для промышленных предприятий

Выбираем сечение кабеля для приборостроительного завода:

Принимаем стандартное сечение F=95мм2, Iдоп=205А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

Условия выполняются, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×95.

Выбираем сечение кабеля для машиностроительного завода:

Принимаем стандартное сечение F=70мм2, Iдоп=165А.

Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

Условия выполняются, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×70.

  1.  Расчет распределительных линий 0,38 кВ

Для кабельных линий 0,38 кВ определяем ток после аварийного режима, по которому определяем минимально допустимое сечение Fmin Выбранное сечение проверяем по условиям нормального режима, а также по допустимым потерям напряжения в после аварийном режиме.

Для двухлучевых схем проверка по допустимым потерям напряжения проводится вычислением сечения на минимум потерь металла:

где ΔUа доп=5% - допустимые активные потери напряжения;

      ρ – удельное активное сопротивление (Ом/км);

      Р – активная передаваемая мощность, кВт;

       - длина линии, м

Для петлевых схем проверка по допустимым потерям напряжения проводится по формуле:

                                                              (1.16)

где r0 – погонное сопротивление кабеля, Ом/км.

Рассчитываем распределительную сеть для ТП1 (рисунок 1.3).

На схеме:

1– жилой дом с электроплитами на 381 кв;

2 – жилой дом с газовыми плитами на 144 кв;

3 – жилой дом с газовыми плитами на 108 кв;

4 – жилой дом с газовыми плитами на 72 кв;

5 – школа;

6 – кафе;

7 – аптека

Рассмотрим линию ТП1 – 1, которая имеет два ВРУ. Расчет проведем для одного ВРУ, при котором:

  1.  ТП1 – 1,  =100 м.

                                    

   Расчетный ток для этой линии

   Минимальное сечение:

   Принимаем стандартное сечение F=95мм2, Iдоп=260А

   Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

   Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

 

   Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×95.

2) ТП1 – 3 , ℓ=175 м.

   Расчетный ток для этой линии

   Минимальное сечение:

   Принимаем стандартное сечение F=70мм2, Iдоп=220А

   Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

   Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

 

   Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×70.

3) ТП1 – 5,  ℓ=180 м.  

   Расчетный ток для этой линии

   Минимальное сечение:

   Принимаем стандартное сечение F=120 мм,  Iдоп=300А

   Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

где 0,92 – поправочный коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее.

   Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

где 1,3 – коэффициент, учитывающий перегрузку на 30%.

   Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×120.

4) ТП1 –2,  ℓ=150 м.  

   Расчетный ток для этой линии

   Минимальное сечение:

  Принимаем стандартное сечение F=70 мм2, Iдоп=220А

  Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

                                 

Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ  3×70.

5) ТП1 – 4,  ℓ=100м.

   Расчетный ток для этой линии

 Минимальное сечение:

 Принимаем стандартное сечение F=35 мм2, Iдоп=145А

 Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

  Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

  Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ  3×35.

6) ТП1 –6,  =190м

   Расчетный ток для этой линии:

   Минимальное сечение:

   Принимаем стандартное сечение F=95 мм,  Iдоп=260 А

   Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

,

где 0,92 – поправочный коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее.

   Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

где 1,3 – коэффициент, учитывающий перегрузку на 30%.

   Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ 3×95.

7) ТП1 – 7,  ℓ=200м.

   Расчетный ток для этой линии

   Минимальное сечение:

   Принимаем стандартное сечение F=10 мм2, Iдоп=75 А

   Проверяем сечение кабеля в нормальном режиме:

   Проверяем сечение кабеля в после аварийном режиме:

Условие выполняется, поэтому выбираем кабель ААШВУ  3×10.

  1.    Расчет распределительной сети 0,38 кВ для шестнадцатиэтажного

жилого дома

Выполним расчет питающей четырехпроводной линии в 16-ти этажном жилом доме. Дом оборудован стационарными электроплитами установленной мощности 5,8 кВт. Напряжение сети 380/220В. Допустимую потерю напряжения в линии принимаем 2,3%. Защиту линии и стояков выполняем автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями. На каждом этаже по четыре квартиры общей площадью по 45 м2 каждая. Провода проложены в трубах и каналах строительных конструкций.

Определяем расчетную нагрузку на стояке. Для этого принимаем удельную нагрузку квартиры при общем количестве квартир 64, присоединенных к стояку, Руд=1,3 кВт/кв. При этом учитываем, что для квартир площадью до 55 м2 надбавка к удельной нагрузке не производится. Следовательно:

Определяем расчетную нагрузку для участка со 128 квартирами, где           Руд=1,04 кВт/кв. Таким образом:

Определяем расчетные токи, принимая cosφ=0,98

В соответствии с условием принимаем автоматические выключатели с комбинированными расцепителями серии А37:

Принимаем трехполюсный автоматический выключатель типа А3716 ФУЗ на номинальный ток 160 А с расцепителем Ip=160 A.

Принимаем А3726 ФУЗ на номинальный ток 250А с расцепителем Ip=250A.

Принятые номинальные токи расцепителя отличаются друг от друга на две ступени шкалы, что согласно время – токовым характеристикам этих аппаратов обеспечивает селективную работу защиты.

Выбираем предварительно сечения проводов по допустимого нагрева. С этой целью, пользуясь ПУЭ, принимаем сечения проводов стояков, выполненных проводами марки АПВ-660 сечением 50 мм2 (Iдоп=130 А). Учитывая, что при сечениях более 25 мм2 сечение нулевого провода может приниматься равным половине сечения фазного провода. Сечение нулевого провода принимаем равным 25 мм2. Поправки на температуру окружающей среды не вводим, т.к. температура в доме не превышает 250С.

Проверяем принятое сечение на соответствие характеристикам защитных аппаратов. С учетом того, что данная линия защищается от перегрузки следует, что к3=1, поэтому Iдоп=160 А .

По условию соответствия току защитного аппарата приходится принять сечение фазного провода 70 мм2 (Iдоп=160 А ) и сечение нулевого провода 35 мм2. То есть выбираем провод АПВ – 6603 (1×70)+1×35.

Аналогично выбираем и проверяем сечение линии для участка с 128 квартирами:

а) по нагреву принимаем предварительно провода марки АПВ - 6603(1×120)+1×50, для которых (Iдоп=220 А )

б) Iдоп  250А. В данном случае по условию соответствия защитному аппарату приходится принять АПВ - 6603(1×150)+1×70, для которых        (Iдоп=225 А )

Произведем расчет линии по потере напряжения. Учитывая, что коэффициент мощности сети cosφ=0,98, расчет ведем без учета индуктивного сопротивления проводов.

Распределение допустимой потери напряжения между отдельными участками линии целесообразно производить из условий максимальных затрат цветного металла. Расчеты показали, что допустимая потеря напряжения должны быть принята с округлением на первом участке – 1,3 %, на втором – 1%. Тогда:

то есть меньше допустимого по условию примера значения 2,3%.

По результатам расчетов видно, что определяющим фактором при выборе сечений проводов в данном случае оказались требования по соотношениям допустимых токовых нагрузок и номинальных токов расцепителей автоматических выключателей.

Пользуясь допущением ПУЭ, можно было бы сохранить сечение 50 и 120 мм2, так как допустимые токи этих сечений больше, чем токи нагрузки. Однако в сетях питания квартир, требующих защиты не только от короткого замыкания, но и от перегрузки, как правило, этими допущениями не пользуются. При этом учитываем невозможность контроля теневой нагрузки в условиях жилого здания. Кроме того, реконструкция электросети в жилых зданиях обычно производится редко, поэтому удельные нагрузки могут со временем превысить установленные на перспективу. Столь значительное округление в меньшую сторону может привести к недопустимому перегреву жил проводов.

  1.  Выбор числа и мощности трансформаторов в центре питания

В связи с необходимостью в проектируемом районе электроснабжения потребителей 1-ой и 2-ой категорий подстанция 110/10 кВ выполняется двух трансформаторной.

Выбор мощности трансформаторов проведем по суммарным расчетным нагрузкам, по условиям нормального и после аварийного режимов.

В после аварийном режиме один трансформатор отключен.

Для нормального режима должно соблюдаться следующее соотношение:

                                                                                  (1.17)

где SТР.Нноминальная мощность трансформатора, кВА;

     SP – расчетная нагрузка на шинах 10 кВ, кВА:

                                                      (1.18)

где РР= к0РП + Рпром.),

     QP0(QРП + Qпром.),

     к0=0,9коэффициент учитывающий несовпадение максимумов нагрузок разнородных потребителей во времени, приложение П1.

Отсюда имеем:

Для после аварийного режима должно выполняться условие:

                                                                           (1.19)

где кпер – коэффициент допустимой перегрузки трансформаторов. В соответствии с ГОСТ 14209 – 69* выбирается кпер=1,4

SТР.Н=25 МВА.  Выбираем два трансформатора типа     ТДН – 25000/110. Поэтому принимаем

Кроме микрорайона №1 подстанция снабжает сосредоточенную нагрузку, которая представляет собой микрорайон №2:

Рсоср.=1472 кВт,             Qсоср.=627,07 квар.

Найдем суммарную нагрузку:

                

  1.  Технико-экономические сравнения вариантов электроснабжения

Рассмотрим два варианта снабжения района города:

  1) электроснабжение потребителей осуществляется по 6 линиям 10 кВ непосредственно от подстанции 110/10 кВ до трансформаторных подстанций;

  2) Электроснабжение жилых и общественных зданий осуществляется через распределительный пункт (РП), к которому подходят 4 линии, и отходит 8 распределительных линий к ТП.

Критерием экономической оценки вариантов являются приведенные затраты, тыс. грн./год:

                                          З = ЕН К+И,                                        (1.20)

где К – капитальные затраты, тыс.грн.;

     И – ежегодные издержки;

     ЕН =0,12 – нормативный коэффициент эффективности для объектов энергетики.

Капиталовложения для кабельных линий Ккл включают в себя стоимость кабелей и стоимость траншей:

                                 Ккл = ℓт (пКкаб + Ктр),                                   (1.21)

где - длина кабельных линий, = 3 км;

     т – количество траншей;

     п – количество кабельных линий.

Рассмотрим вариант без РП.

Имеем 6 кабельных линий сечением 240 мм2. Согласно ПУЭ в одной траншее прокладывается не больше 6 кабелей, поэтому линии прокладываем в одной траншее.

Стоимость кабеля ААВШУ 3×95 мм2 10 кВ Ккаб = 7,65 тыс.грн./км. Стоимость траншеи без учета переходов Ктр = 2,94 тыс.грн./км.

Отсюда имеем:

Ккл = 3∙1(6∙7,65+2,94)=146,52 тыс.грн.

Амортизационные отчисления для кабельных линий составляют:

Ир + Икр + И = 6,3%

От капиталовложений согласно табл. 10-2.

Ир + Икр + И = 146,52∙0,063 = 9,2 тыс.грн/год

Рассчитываем токи в нормальном режиме:

где  

где  

где  

Потери мощности составят:

где  R = r0   ∙ℓ = 0,326 ∙ 3 = 0,978 Ом

Потери электроэнергии определяются

где  τ – время использования максимальных потерь.

Затраты на компенсацию потерь электроэнергии:

где  3Э=5коп/кВт∙ч. – удельные затраты на компенсацию потерь электроэнергии.

Затраты на линию: