Реферати

Курсова робота: Електричні навантаження

Доходи населення Росії, їхня структура і динаміка. Структура і динаміка доходів населення. Склад і структура доходів. Функціональний і особистий розподіл доходів. Види доходів. Заробітна плата. Визначення заробітної платию Державне регулювання заробітної плати.

Болонский процес. Перспективи впровадження в Україні. Основне положення Болонского процесу - система підготовки, заснована на додипломном і післядипломному освітніх рівнях. Створення системи кредитів - єдина система оцінювання, що дозволяє забезпечити прозорість і порівнянність програм навчання.

Африка. Міжнародний туризм. Основні передумови, що сприяють росту туризму в Африці. Туристичні програми. Екотуризм і присвяти в культуру місцевих племен. Культурні й історичні визначні пам'ятки в Північній Африці. Сезонність туризму.

"Останній день присудженого до смерті" В. Гюго у світлі екзистенціальної філософії. Елементи подібності між романтичним добутком найбільшого французького романтика В. Гюго "Останній день присудженого до смерті" і основними положеннями філософії екзистенціалізму. Проблематика сенсу життя і смерті в культурній свідомості.

Автоматизування робочого місця менеджера сервісного центра. Сучасні масштаби і темпи впровадження засобів автоматизації керування в народному господарстві. Основні поняття діяльності сервісного центра. Психологічні аспекти роботи менеджера. Програмне забезпечення: функціональні можливості підсистеми.

Характеристики електропотребителей і системи електропостачання мікрорайона.

2.1 Характеристика електроприемников міських електричних мереж.

По характеру електропотребления і показникам електричного навантаження всі споживачі міста розбиваються на наступні групи: промислові споживачі, комунальні споживачі загальноміського значення (водопровід, каналізація і т. д.), споживачі районів прилеглих до міста, житлові зони міста і комунальні суспільні будівлі.

Електроприемники житлових будівель.

Сучасні житлові будівлі насичені великою кількістю електроприемников. До них відносяться різні освітлювальні і побутові прилади і силове енергоустаткування. Зростання енергетики і обсягу виробництва електроенергії в значній мірі сприяє розширенню номенклатури і збільшенню кількості електроприладів, вживаних в побуті.

Електроприемники житлових будівель можуть бути поділені на дві основні групи: Електроприемники квартир і Електропріємники общедомового призначення. До перших відносяться освітлювальні і побутові електроприлади. До других відносяться світильники драбинних кліток, ліфтів.

Електричне освітлення квартир здійснюється за допомогою світильників загального і місцевого освітлення, як правило, з лампами розжарювання. Для загального освітлення житлових приміщень застосовуються многоламповие світильники (різних конструкцій з різними лампами).

Побутові електроприлади за призначенням можна умовно розділити на наступні характерні групи: нагрівальні для приготування їжі, для обробки і зберігання продуктів, господарські (для прибирання приміщень, електроинструменти і інш.), культурно-побутові, санітарно-гігієнічні, побутові кондиціонери повітря, водонагрівачі, прилади для опалювання приміщень.

Умовно все електроприемники діляться на дві великі групи: освітлювальні і силові. У основних приміщеннях суспільних будівель з метою економії електроенергії і отримання високих рівнів освітленості, як правило, використовуються світильники з люмінесцентними лампами у виконанні, відповідними умовами середи і роботи, що виконується. У допоміжних приміщеннях, складах і коморах застосовуються лампи розжарювання. У ряді випадків для цілей архітектурного і декоративного освітлення використовуються світильники в спеціальному виконанні з різними лампами.

У залежності від виконання технологічних операцій до силових відносяться електроприемники механічного обладнання, електротеплового обладнання: холодильних машин, підіймально-транспортного обладнання, санітарно-технічних установок, зв'язку, сигналізації і протипожежних пристроїв, апаратури управління і інших видів технологічного обладнання.

Енергоємними споживачами є комунальні підприємства.

2.2 Визначення графіків навантажень споживачів.

Споживання електроенергії не залишається постійним, а змінюється в залежності від характеру виробництва, вигляду і типу електроприемников, часу року, часів діб. Отже, змінюється і режим роботи електростанцій і трансформаторних підстанцій.

Зміна навантажень характеризується графіками, що показують зміну споживаної потужності в залежності від часу діб. Форма добового графіка навантаження і його характеристика (заповнення графіка), а так само максимум навантаження споживачів міського типу змінюється в широких межах. Тому для дослідження будуються орієнтувальні графіки активної потужності. За допомогою цих графіків можна аналізувати роботу електростанцій, трансформаторних підстанцій, елементів мережі або групи споживачів.

Для електричних мереж міст характерні літній і зимовий добові графіки навантажень. Обидва графіки мають два яскраво виражених максимума в ранкові і вечірні години, причому вечірній максимум навантаження вище ранкового. Літній графік навантаження відрізняється від зимового тим, що навантаження літнього періоду нижче зимових і вечірній максимум влітку наступає пізніше.

Графіки навантажень житлових будівель так само мають яскраво виражений максимум в ранкові вечірні години і розрізнюються в залежності від часу року. Однак для деяких суспільних будівель, наприклад продовольчих магазинів, навантаження літнього періоду, можуть бути значно вище внаслідок роботи холодильного обладнання і кондиціонерів.

На мал. 2.1-2.4 приведені орієнтувальні графіки активної потужності характерних комунально-побутових споживачів:

а) Добовий графік активного навантаження житлового будинку з газовими плитами в квартирах мал. 2.1

Коефіцієнти, якими користуються при проектуванні і експлуатації електричних установок визначимо по формулах 5.1,5.2,5.3 [6]

1) середнє навантаження, %

де W-витрата електроенергії (площа графіка)

Т-час, година

Рср= (20*2+15*4+30*2+45*2+30*2+25*2+30*2+75*2)/24=42%

2) число часів використання максимума навантаження

де Pmax-найбільше навантаження за певний період часу

година

3) коефіцієнт заповнення графіка навантаження

б) Добовий графік активного навантаження столового (бар, кафе, ресторан) мал. 2.2

Аналогічно попередньому випадку знаходимо по тих же формулах:

1) середнє навантаження, %

Рср=(15*6+70*2+100*2+90*2+100*2+90*2+80*2+50*2+30*2+15*2)/24=1340/24=55,8%

2) число часів використання максимума навантаження

година

3) коефіцієнт заповнення графіка навантажень

в) Добовий графік активного навантаження хімчистки одягу (узагальнений) мал. 2.3

1) середнє навантаження %

Рср=(20*6+30*2+90*2+100*2+95*2+90*2+95*2+90*2+70*2+30*2)/24=1500/24=62,5%

2) число часів використання максимума навантаження

година

3) коефіцієнт заповнення графіка навантаження

г) Добовий графік активного навантаження трансформаторної підстанції 10/0,4 кВ живильної житлові будівлі з газовими плитами в квартирах, рис. 2.4

Рср=(30*2+25*4+40*2+30*2+35*2+30*4+48*2+90*2+100*2+65*2)/24=1096/24=45,6%

година

2.3 Розрахунок електричних навантажень житлових мікрорайонів міста.

У відповідності з [1] укрупнене розрахункове навантаження мікрорайона, приведене до шин 0,4 кВ ТП (трансформаторної підстанції), визначається по формулі (кВт):

Рр м-р=(Руд. же. д+Руда. общ. зд)*F*0,001 (2.1)

де Руд. же. д- питоме розрахункове навантаження житлових будинків на шинах напруженням 0,4 кВ ТП (табл 4)

Руд. общ. зд - питоме навантаження суспільних будівель микрорайонного значення, що приймається при будинках з електричними плитами 2,6 Вт/мІ, а з плитами на газоподібному або твердому паливі 2,3 Вт/мІ

F- загальна площа житлових будинків підключених до шин напруження 0,4 кВ ТП, мІ

Розрахунок електричного навантаження першого мікрорайона.

Рр м-р=(10,67+2,3)*96600*0,001=1252,9 кВт

cos φ=0.93 табл 4

Sр. м-р=1347,2 кВА

де Руд. же. д=10,67Вт/мІ-знаходити шляхом інтерполяції табл. 4

F=96600 мІ-заданно в початкових даних до проекту.

Результати подальших розрахунків зводимо в таблицю 2.1

Таблиця 2.1 Розрахунок електричних навантажень житлового району

мікрорайон

F

мІ

Руд. же. д

Вт/мІ

Руд. общ. зд

Вт/мІ

cos φ

Sр. м-р

кВА

1

96600

10,67

2,3

0,93

1476

2

115500

10,67

2,3

0,93

1873

3

105000

10,78

2,3

0,93

1074

4

126000

10,9

2,3

0,93

1659

5

96000

10,2

2,3

0,94

1515

3. Вибір варіантів системи електропостачання Жовтневого мікрорайонів.

3.1 Вибір варіантів системи електропостачання.

Для вибору системи електропостачання необхідно вибрати напруження передачі всієї потужності житлового району, що проектується. Величину нестандартного раціонального напруження можна вибрати по формулі інженера Веїкерта:

U=3√S + 0.5l

а так само по двох емпіричних формулах:

і

Так для S=5973 кВА

U=3√5,973 + 0.5*3=8,89 кВ

Виходячи з отриманого значення, приймаємо стандартне напруження 10 кВ.

До розгляду пропонуємо два варіанти схеми електропостачання житлового району.

I варіант-Схема електропостачання 10 кВ з РП. Структурна схема

ЦП-РП-ТП. Ця схема має радіальну структуру енергопостачання мікрорайонів.

II варіант-Схема електропостачання 10 кВ без РП. Структурна схема

ЦП-ТП. Дана схема має кільцеву структуру постачання мікрорайонів.

Обидва варіанти забезпечують необхідну надійність живлення споживачів району.

Для порівняння варіантів необхідно знайти приведені витрати по кожному з них, при цьому приймаємо деякі допущення, які полягають в наступному:

а) розрахунок приведених витрат проводимо для електроснабжающей і живильної мережі 10 кВ.

б) схему джерела живлення для обох варіантів приймаємо однакову.

в) деякі кількісні зміни розподільних мереж 10 кВ після остаточного вибору варіанту не впливають на техніко-економічне обгрунтування варіантів, тому вищепоказані допущення застосовні в цьому випадку.

1. Розрахунок приведених річних витрат по Iварианту.

Sp=3886 кВА Sp=3711 кВА

Ip=224 А Ip=214 А

Iоб=438 А

Сумарна потужність на РП разом з ТСН S=7650 кВА.

Згідно [1] живлення РП необхідно здійснювати двома кабельними лініями (по 2 кабелі в лінії).

а) Вибір перетину кабелів по нагріву тривало допустимим струмом.

Згідно табл. 1.3.16 [4] кабель з алюмінієвими жилами перетином 120 ммІ має Iдоп=375 А. С обліком понижувального коефіцієнта до=0,92 табл. 1.3.24 [4] кожна лінія має пропускну спроможність 490

кз=224/438*100%=51%

Завантаження кабеля в аварійному режимі (в роботі 2 кабеля):

кз=438/490*100%=89,3%

що знаходиться в межах норми табл. 1.3.2[4]

б) Вибір перетину кабеля по економічній густині струму. Згідно табл. 1.3.36 [4] для Тм=1600 ч j=1,6 А/ммІ

q=I/j=192/1.6=120 ммІ

Враховуючи аварійний режим, залишаємо перетин 120ммІ.

в) Втрата напруження в кабелі:

∆U=Р*l*∆Uo

де Р- активна потужність на лінії, МВт

l- довжина лінії в км.

∆Uo- питома втрата напруження, %/МВт*км

∆U1=(3,886/2)*0,92*3*0,475=2,5% < ∆U2=(3,324/2)*0,92*3*0,475=2,4 % <

∆U3=(7,650/2)*0,92*3*0,475=5% <12

Для перевірки вибраного перетину по термічній стійкості необхідно визначити струм кз на шинах 10 кВ ИП.

Струм до. з. приведений в розділі

Iк=5,17 кА

iу=131 кА

tд=0,2+1,4=1,6 з

Перетин кабеля, термічно стійке до струму кз визначається по формулі:

Тmin=I∞*(√tcp/е)

де е- коефіцієнт, відповідний різниці виділеного тепла

в провідникові після і до кз (для алюмінію е=65)

Тmin=5,17*(√1,6/65)=98 ммІ

Отже, вибране перетин кабельної лінії задовольняє умовам перевірки на термічну стійкість.

Економічним критерієм, по якому визначають більш вигідний варіант, є мінімум приведених витрат, руб/рік,

З=Ен*До+Н

де Ен- нормативний коефіцієнт порівняльної ефективності

капітальних вкладень (Ен=0,15)

До- одноразові, капітальні вкладення в споруду об'єкта

Н- щорічні експлуатаційні витрати.

Склад капітальних витрат:

До=К1*К2*К3

де К1- вартість БРЕШУ (К1=20 тис. руб)

К2- вартість кабельної лінії 10 кВ при прокладці в траншеї

на 1 км (К2=198000 руб 95 ммІ: К2=250000 руб 120ммІ).

К3- вартість РП (К3=1 млн. руб)

До=20000*2+(2*633600+2*594000)+1000000=3495000 руб

Сумарні річні відрахування:

для РУ до 20 кВ - 10,4 %;

для кабельної лінії до 10 кВ, прокладеної в землі

з алюмінієвою жилою - 5,8 %;

для РП до 20 кВ - 10,4 %.

Щорічні експлуатаційні витрати визначаються як:

І=Іе+Іа

де Іе-відрахування на амортизацію, ремонт і обслуговування;

Иа-вартість втрат електроенергії;

Ие=40000*0,104+2455000*0,058+1000000*0,104=250550 руб

Втрати електроенергії в кабельній лінії 10 кВ:

∆ А=3I²ρ (l/s)t

гдеl-довжина лінії в км

s-перетин кабеля в ммІ

I-номінальний струм, кА

Т-час найбільших втрат

ρ-питомий опір жили кабеля Ом мм/км

∆ А1=3*0,224І*29,7 (3/120*2)*1600=89,4 тис кВт/рік

∆ А2=3*0,176І*29,7 (3/120*2)*1600=81,6 тис кВт/рік

∆ А95мм=30 тис кВт/рік

Вартість 1 кВт ч втрат електроенергії 1,04 руб/кВт ч

Іа=201*1,04=209040 руб

І=250550+209040=459590 руб

Загальні приведені витрати:

З=0,15*3495000+459590=983840 руб

2. Розрахунок приведених річних витрат по 2 варіанту.

S1=1410.15 кВА S'1=1591.2 кВА

I1=81.4 А I'1=91.87 А

S2=1719.2 кВА S'2=1941.4 кВА

I2=99.26 А I'2=112.08 А

Розрахунок ведемо виходячи з наступних міркувань:

а) Всі лінії виконуються кабельними жилами.

б) Кожна пара кабелів прокладається в окремій траншеї. Поправочний коефіцієнт 0,9.

Визначення приведених витрат ведеться аналогічно попередньому варіанту.

З=Ен*До+І

До=К1+∑ Ккл10

де К1- вартість БРЕШУ (К1=20 тис. руб)

∑ Ккл10 - вартість кабельних ліній 10 кВ, при прокладки в траншеях, для двох кабелів в одній траншеї. (для 1км До=141000)

До=2*20000+2*423000+846000=1732000 руб

Іе= 40000*0,104+1692000*0,058=102296 руб

∆ А1=3*0,0814І*31,5(3/70)*1600=42,93 тис кВт/ рік

∆ А2=63,84 тис кВт/ рік

∆ А'1=54,69 тис кВт/ рік

∆ А'2=81,4 тис кВт/ рік

∑ А=242,86 тис кВт/ рік

Іа=242,86*1,04=252,57 т руб

І=102296+252570=354866 руб

З=0,15*1732000+354866=614666руб

3. Порівняння варіантів табл. 3.1

Найменування варіанту

Кап вкладення

Витрати

Витрати

Система Ел постачання

з РП

3495000

459590

983840

Система Ел постачання

без РП

1732000

354866

614666

Згідно з початкових даних для проектування житловий район має електроприемники другої і третьої категорії. Схему мережі 10 кВ вибираємо застосовно до основної маси електроприемников житлового мікрорайона, що розглядається.

Згідно [1] основним принципом побудови розподільної мережі для електроприемников 2 і 3 категорії є поєднання петлевих мереж

10 кВ що забезпечують двостороннє живлення кожної ТП і петлевих ліній напруженням 0,4 кВ, для живлення споживачів. На основі техніко-економічного порівняння варіантів вибираємо схему без РП в житловому районі.

Схема являє собою дві петлеві лінії, кожна з яких забезпечує двостороннє живлення мережі ТП.

Всі лінії згідно ПУЕ виконуємо кабелями з алюмінієвими жилами, що прокладаються в траншеї.

РУ ГПП приймається з одиночною секционированной системою шин. Трансформатори повинні працювати роздільно. Резервування блоків здійснюється шляхом пристрою АВР на секційному вимикачі РУ-10кВ.

Визначаємо навантаження на шинах 10 кВ ГПП по формулі:

Sp=kодн*∑Sтп i

де kодн - коефіцієнт одночасності, приймаємо по табл kодн=0,75

Sp=0,75*7964=5976 кВА

Петлеві мережі 10 кВ в нормальному режимі працюють розімкнено. На основі визначення економічно доцільного потокораспределения петлевих ліній, при яких реальне потокораспределение виявиться максимально наближеним до економічно доцільного.

3.2 Вибір числа і типу трансформаторних підстанцій.

Згідно (1) потужність ТП приймається в залежності від густини навантаження на шинах 0,4 кВ.

У районах багатоповерхової забудови (5 поверховий і вище) при густині навантаження більше за 5 МВт/кмІ оптимальна потужність підстанцій становить 400кВА.

Результати вибору числа і типу ТП заносимо в таблицю 2.2

Таблиця 2.2 Вибір числа трансформаторних підстанцій.

Мікрорайон

Sмрн

кВА

Плотн нагр МВА/кмІ

К-ть

ТП

Число і мощн тр-ов

Тип ТП

1

1476

5,01

2

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

2

1873

6,3

3

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

3

1074

4,85

2

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

4

1659

5,65

3

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

5

1515

4,93

3

2-250

2БКТП 2х400

2-250

2БКТП 2х400

2-400

2БКТП 2х400

Розташовуємо ТП в центрі умовно закріпленої за кожним ТП території

мікрорайона.

3.3 Вибір перетину кабельних ліній 10 кВ.

Розподільні лінії складаються з петлевих ліній, що мають на різних дільницях різні навантаження і отже можуть виконуватися різними перетинам.

Практично лінії на всьому протязі від першої секції ЦП до другої секції ЦП виконуються одним перетином, як і на головних дільницях. У всіх випадках до прокладки в траншеях приймаємо кабель марки ААБл з алюмінієвими жилами. Перетин кабелів з алюмінієвими жилами в розподільних мережах напруженням 10-20 кВ при прокладці в земляних траншеях потрібно приймати не менше за 70 ммІ.

Вибір перетинів кабелів першої петлі.

Розрахункова схема рис 2.5

При допущенні про «однорідність» мережі (т. е. подібності відносин ri/xi для всіх дільниць) проводимо розрахунок потокораспределения потужності:

Sa-1=(S1La'-1+ S2 L2-a'+ S3 L3-a'+ S4 L4-a'+ S5 L5-a'+ S6 L6-a'+ S7 L7-a')/ La-a'=(738*6.92+738*66+673*5.8+673*5.5+537*5.1+537*4.9+537*4.7)/10.38=

=2454.4 кBA

Sa'-7=(738*3.46+738*3.78+673*4.58+673*4.88+537*5.28+537*5.48+537*5.68)/

10.38=1980.4 kBAк

Sa-1+ Sa'-7=∑ S тп i

За допомогою 1 закону Кирхгофа визначаємо потужності на інших дільницях і знаходимо точку потокораздела.

Уточнюємо навантаження головних дільниць лінії з урахуванням коефіцієнта одночасності.

Sp=kодн*∑Sтп i

Sp а-1=(738+738+673)*0,8=1719,2 кВА

Sp а'-7=(537+537+537+673)*0,85=1941,4 кВА

Spав =(738+738+673+673+537+537+537)*0,75=3324,75 кВА

А

А

А

Вибираємо перетин кабеля по економічній густині струму.

де Jе- нормоване значення економічної густини струму А/ммІ

для Тм=3000ч Jе=1,6 А/ммІ

ммІ

Перевіряємо вибраний перетин кабеля по нагріву тривало допустимим струмом. Для кабеля з алюмінієвими жилами в свинцевій або алюмінієвій оболонці що прокладається в землі для перетину 70 ммІ Iдоп=165 а) завантаження кабеля в нормальному режимі

кз=(Iр /Iдоп)*100%=(112,08/165)*100%=67,9%

б) завантаження кабеля в аварійному режимі

кз=(Iaв/Iдоп)*100%=(191,75/165)*100%=116%

що знаходиться в межах норми згідно 1.3.2 [4]

Знаходимо втрату напруження в лінії по формулі:

∆U=(∑)(Р*L)*∆Uтаб

де Р-навантаження окремих дільниць лінії

L-довжина лінії в км

∆Uтаб- питома втрата напруження %(МВт*км)

∆Uа3=[0,673*0,92*0,8+(0,673+0,738)*0,9*0,92*0,325+(0,738+0,738+0,673)*0,8*0,92*3,46]*0,498=3,16%

∆Uа'4=[0.673*0.92*0.4+(0.673+0.537)*0.9*0.92*0.2+(0.673+0.537+0.537)*0.85*0.92*0.2+(0.673+0.537+0.537+0.537)*0.85*0.92*4.7]*0.498=4.54%

∆U10кВ <6%

Перевіряємо вибраний перетин кабеля на термічну стійкість при струмах до. з.

Для перевірки вибраного перетину кабеля на термічну стійкість необхідно визначити струм до. з на шинах 10кВ ИП.

Визначимо заздалегідь можливий струм і потужність до. з на шинах ИП. На підстанції встановлене 2 трансформатори по 16 МВА кожний, Uк=17%

Потужність системи Sc=∞, хс=0

Обмотки трансформаторів 115/11 кВ

Потужність до. з

МВА

Тоді струм до. з буде

кА

Перевірка перетину кабеля на термічну стійкість проводиться по формулі:

тmin=(I∞/е) √tпр

де -перетин жили кабеля, мм2

е-коефіцієнт, відповідний різниці виділеного тепла в провідникові до і після до. з (для алюмінію е=95)

При розрахунку Iкз в розподільній мережі 10 кВ вельми часто затухання не враховують, в цьому випадку: tд =tпр

Дійсний час складається з дії захисту і власного час вимикача: tд=tзащ+tвик

де tзащ-час дії захисту, приймається =0,5 з

tвик-власний час вимикача, приймається =0,15 з

tд=0,5+0,15=0,65 з

min=(5,17*√0,65)/95=44 ммІ

Вибраний кабель задовольняє умовам перевірки.

Вибір перетину кабелів другої петлі.

Розрахункова схема рис 2.6

Аналогічно попередньому випадку знаходимо потокораспределения потужностей і визначаємо точку потокораздела.

Sa8=(467*5,135+596*4,6+596*4,41+596*4,21+562*3,76+357*3,6+357*3,39)/9,2= 1619,3 кВА

Sa14=(467*4,065+596*4,56+596*4,79+596*4,96+562*5,44+357*5,625+357*5,81)/

=1909,7 кВА

За допомогою першого 1 закону Кирхгофа знаходимо потужності на інших дільницях і знаходимо точку потокораздела.

Уточнюємо навантаження головних дільниць лінії з урахуванням коефіцієнта одночасності, яке приймається з табл 7 [1]

Sрa-8=(467+596+596)*0,85=1410,15 кВА

Sрa'-14=(596+562+357+357)*0,85=1591,2 кВА

Струми на дільницях

А

А

А

Вибираємо перетин кабеля по економічній густині струму:

ммІ

Приймаємо найближчий стандартний перетин жили кабеля 70 ммІ

Перевіряємо вибраний перетин кабеля по нагріву тривало допустимим струмом. Для кабеля з алюмінієвими жилами з ізоляцією із зшитого поліетилену, що прокладається в землі для перетину 70 ммІ Iдоп=140 А

а) завантаження кабеля в нормальному режимі:

кз=(Iр /Iдоп)*100%=(91,87/140)*100%=65,6%

б) завантаження кабеля в аварійному режимі:

кз=(Iaв/Iдоп)*100%=(163/140)*100%=116,4%

що знаходиться в межах норми згідно 1.3.2 [4]

Знаходимо втрату напруження в лінії по формулі:

∆U=(∑)(Р* L)*∆Uтаб

де Р-навантаження окремих дільниць лінії

L-довжина лінії в км

∆Uтаб- питома втрата напруження %(МВт км)

∆Uа10=[0,596*0,92*0,225+(0,596+0,596)*0,9*0,92*0,5+(0,467+0,596+0,596)*0,85*0,92*4,056]*0,68=4% <%

∆Uа'11=[0,596*0,92*0,2+(0,596+0,562)0,92*0,9*0,185+(0,596+0,562+0,357)*0,92*0,85*0,185+(0,596+0,562+0,357+0,357)*0,92*0,85*3,39]*0,68=3,71% <6%

Перевіряємо вибраний перетин кабеля на термічну стійкість при струмах до. з.

Струм короткого замикання на шинах підстанції Iкз=5,17 кА

tд=tзащ+tвик=0,65 з

min=(5,17*√0,65)/95=44 ммІ

Вибраний кабель умовам перевірки задовольняє.

ПЕТЛЯ

МАРКА І ПЕРЕТИН КАБЕЛЯ

1

3хАПвПу-10 1х70/16

2

3хАПвПу-10 1х70/16

Результати вибору кабелів заносимо в табл 2.3.

У зв'язку з подальшим зростанням навантажень в цих лініях при будівництві застосувати кабель з перетином 120ммІ, що забезпечить подальший розвиток цієї гілки електропостачання міста Сиктивкара.

Переваги кабелів з ізоляцією із зшитого поліетилену на напруження 10 кВ перед кабелями з паперовою ізоляцією, що просочилася:

- більш висока надійність в експлуатації;

- менші витрати на реконструкцію і зміст кабельних ліній;

- низькі діелектричні втрати (коефіцієнт діелектричних втрат 0,0003 замість 0,004);

- велика пропускна спроможність за рахунок збільшення допустимої температури нагріву жил: тривалої (90є З замість 70є З), при перевантаженні (130є З замість 90є З);

- більш високий струм термічної стійкості при короткому замиканні (250єС замість 200єС);

- висока стійкість до пошкоджень;

- низька допустима температура при прокладці без попереднього підігрівання (-20єС замість 0єС);

- низьке влагопоглощение;

- менша вага, діаметр і радіус згину, що полегшує прокладку на складних трасах;

- можливість прокладки на трасах з необмеженою різницею рівнів;

- поліпшення екології при монтажі і експлуатації кабелів (відсутність свинця, масла, бітуму);

- Система якості відповідає вимогам ISO 9001.

3.4 Розрахунок струмів короткого замикання на стороні 10 кВ.

Технічні дані тр-ра: ТДН 16000/110

Uвн=115 кВ, Uнн=11 кВ, ∆ Рхх=32 кВт, ∆ Ркз=105 кВт, Iхх=1,05%.

Кожна гілка «система - трансформатор - живильна лінія 10 кВ» працюють в нормальному режимі ізольовано один від одного, тому розрахунок струму короткого замикання в точці До ведемо по одній гілці.

Приймаємо Sб=100 МВА і приводимо до неї всі опори:

хс=0 т. до Sс=∞:

Для трансформаторів:

Визначаємо: кА

При Uб=Uср=10,5 кВ

Результуючий опір: х∑=хб=1,07

Т. до Sс=∞ і періодичний струм від системи не змінюється:

Iк=I″=I∞=const

Струм і потужність короткого замикання в точці До:

I″ до= Iб/ х∑=5,5/1,07=5,14 кА

Sк=√3*Uср* I″ до=1,73*10,5*5,14=93,4 МВА

Ударний струм в точці До

Iу=ку√2 I″ до=1,8*√2*5,14=12,96 кА

ку=1,8

Таблиця 2.6 Струм і потужності до. з

Струм кз. кА

Потужність кз. МВА

Ударний струм, кА

5,14

93,4

12,96

3.5 Розрахунок внутриквартальних електричних мереж напруженням

до 1000 Живлення споживачів 3 мікрорайона здійснюється від 3-х ТП: 2Ч400 і 2(2Ч250) кВА. Мікрорайон забудовується будівлями 2-й і 3-й категорії по надійності електропостачання.

Номери будівель в ході подальшого розрахунку приймаємо за генеральним планом.

№ по г п

Найменування

1

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

2

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

3

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

4

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

5

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

6

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

7

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

8

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

9

5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок

10

5 поверховий 40 квартирний. же. д з прибудовою кафе-столова

11

5 поверховий 40 квартирний. же. д з прибудовою магазин 300мІ

12

5 поверховий 80 квартирний. же. д з прибудовою магазин 300мІ

13

9 поверховий 243 квартирний. житловий будинок

14

9 поверховий 243 квартирний. житловий будинок

15

9 поверховий 243 квартирний. же. д з прибудовою КБО на 50 раб місць

16

Ясла-сад на 280 місць

17

Ясла-сад на 280 місць

18

Школа на 1000 учнів

3.6 Розрахунок електричного навантаження житлових будівель.

1. Знаходимо навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку (будівлі с1 по9)

Розрахункове навантаження квартир приведена до введення житлового будинку, лінії або до шин напруженням 0,4 кВ ТП визначимо по формулі:

Ркв=Ркв. уд *n

де Ркв. уд - питоме розрахункове навантаження електроприемников квартир (будинків), приймається в залежності від типу вживаних кухонних плит і кількості квартир (будинків), приєднаного до введення житлового будинку, лінії, ТП кВт/кварти.

n - кількість квартир, приєднаних до лінії,.

Для n=60 знаходимо Ркв. уд=0,7 кВт/кварта.

Ркв=0,7*60=42 кВт

Розрахункові коефіцієнти для визначення реактивного навантаження ліній житлових будинків приймаємо по табл 3.

Для квартир з плитами на природному газоподібному або твердому паливі cosφ=0.96, tg=0.29, Qкв=12,18 кВар, S=43,85 кВА

2. Знаходимо навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку з прибудовою кафе-столова на 100 посадочних місць (частково електрифікована) зд.№10 по м. п

Для n=40 знаходимо Ркв. уд=0,8 кВт/кварта.

Ркв=0,8*40=32 кВт

Qкв=12,18 кВар

Навантаження кафе- столової: по табл 14 [3] знаходимо Руд=0,7 кВт/місце

cosφ=0,8, tg=0,62

Розрахункове навантаження при змішаному живленні лінії (ТП) житлових будинків і суспільних будівель визначається по формулі:

Рр=Рзд макс+к1Рзд1+...+кiРздi

де Рзд макс- найбільша з навантажень будівель, що живляться ліній (ТП), кВт

к1... кi- коефіцієнти участі в максимумі, що враховують частку електричних навантажень суспільних будівель або житлових будинків (квартир) і силових електроприемников (відносно найбільшого розрахункового навантаження (Рзд макс)).

Рр=70+0,4*32=82,8 кВт

Sр=70/0,85+0,4*(32/0,96)=95,7 кВА

3. Знаходимо навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку з прибудованим магазином з площею 300мІ

Для n=40 знаходимо Ркв. уд=0,8 кВт/кварта.

Ркв=40*0,8=32 кВт

S=33,3 кВА

Для прод. магазина знаходимо Руд=0,11 кВт/мІ

cosφ=0,85, tg=0,7

Рр=33 кВт, Sр=53,42 кВА

4. Знаходимо навантаження 5 поверхового 80 квартирного, житлового будинку з прибудованим магазином з площею 300мІ

Для n=80 знаходимо Ркв. уд=0,65 кВт/кварта.

Ркв=80*0,65=52 кВт

S=33,3 кВА

Для магазина знаходимо Руд=0,08 кВт/мІ

cosφ=0,92, tg=0,43

Р=0,08*300=24 кВт

Навантаження на введенні житлового будинку:

Рр=52+0,5*24=64 кВт

Sр=52/0,96+0,5(24/0,92)=67,21 кВА

5. Знаходимо навантаження 9 поверхового 243 квартирного, житлового будинку з 7 блоку-секцій, з кількістю ліфтів 7.

Для n=243 знаходимо Ркв. уд=0,489 кВт/кварта.

Ркв=243*0,489=118,8 кВт

S=123,75 кВА

Розрахункове навантаження 7 ліфтів при електричній потужності кожного: двигун - 7кВт; трансформатори 1,5; 0,25; 0,63 кВт, гальмо -0,15 кВт.

ПВ=0,4 (40%)

Рр=кс∑ (Рni*√ ПВni + Рqi)

де кс-коефіцієнт попиту що приймається по табл 2 [1], в залежності від кількості установок і етажности будівлі.

n-кількість ліфтових установок.

Рni- встановлена потужність ліфта згідно техн. паспорту.

Рqi- навантаження від електромагнітного гальма, освітлення і апаратури управління, кВт.

Для будівель до 12 поверхів і кількості ліфтових установок 7 кс=0,6

Рр. л=0,6*7(7√0,4 + 1,5+0,25+0,63+0,15)=29,2 кВт

cosφ=0,6, tg=1,33

Qр. л=38,86 кВар

Sр. л=48,7 кВА

Розрахункове навантаження житлового будинку (квартир і силових електроприемников) визначається по формулі:

Р р. жд=Ркв+0,9Рс

де Рс - розрахункове навантаження силових електроприемников (кВт)

Рр. жд=118,8+0,9*29,2=145,1 кВт

Sр. жд=123,7+0,9*48,7=167,58 кВА

6. Знаходимо навантаження 9 поверхового 277 квартирного, житлового будинку з 8 блоку-секцій, з кількістю ліфтів 8 з прибудовою КБО на 50 раб. місць.

Для n=277 знаходимо Ркв. уд=0,48 кВт/кварта.

Ркв=277*0,48=133,2 кВт

S=138,75 кВА

Питоме розрахункове навантаження КБО згідно табл 14 [3] Руд=0,5 кВт/кварта.

cosφ=0,90, tg=0.48

Рр=25 кВт, Sр=27,7 кВА

Розрахункове навантаження 8 ліфтів при електричній потужності кожного: двигун-7кВт; трансформатори 1,5; 0,25; 0,63 кВт; гальмо -0,15 кВт.

ПВ=0,4 (40%)

Рр. л=0,5*8(7√0,4 + 1,5+0,25+0,63+0,15)=27,8 кВт

Sр. л=46,4 кВА

Розрахункове навантаження житлового будинку при найбільшої Рзд. макс=133,2кВт/кварта.

Рр=Ркв+0,9Рс+к1Ркбо

де к1-коефіцієнт участі в максимумі, приймаємо по табл. 13 [3]

Рр=133,2+0,9*27,83+0,5*25=170,7 кВт

Sр=194,31 кВА

7. Навантаження ясла-сад на 280 місць.

Питоме розрахункове навантаження ясел-саду Руд=0,4 кВт/місце.

cosφ=0,97, tg=0.25

Рр=112 кВт, Sр=115,4 кВА

8. Навантаження школи на 1000 учнів.

Питоме навантаження для школи Руд=0,14 кВт/місце.

cosφ=0,95, tg=0,33

Рр=140 кВт, Sр=147,37 кВА

3.7 Визначення ЦІН для розміщення ТП.

ЦІН (центр електричних навантажень) визначаємо по формулах:

Хо=∑ Рixi/∑Pi: Yo=∑Piyi/∑Pi

Так для ТП-12 2Ч250 живильної будівлі 1, 2, 3, 17, 16:

Хо=(42*73+42*16+42*16+112*81+140*175)/42+42+42+112+140=105 м

Yo=(42*316+42*276+42*179+112*189+140*260)/42+42+42+122+140=239 м

Результати подальших розрахунків зводимо в табл. 2.9

№ТП

Число і мощн

тр-ов

№ будівель по гп що живляться від ТП

Координати ЦІН

Хо

Yo

ТП-12

2Ч250

1,2,3,17,18

105

239

ТП-13

2Ч250

8,9,10,11,13

320

313

ТП-14

2Ч400

4,5,6,7,12,14,15,16

185

98

3.8 Навантаження на шинах ТП напруженням 0,4 кВ.

1. Навантаження на шинах 0,4 кВ ТП-12, живильної будівлі: 1, 2, 3, 17, 18 визначаємо по формулі:

Sр=Sзд. макс + к1Sзд1+...+knSздn

Sр=140/0,95+0,8*(112/0,97)+0,4*((60+60+60)*0,52/0,96)=278,74 кВА

кз=278,74/400*100%=69%

2. Навантаження на шинах 0,4 кВ ТП-13, живильної будівлі 8, 9, 10, 11, 13

Sр=((60+60+40+40+243)*0,446/0,96)+0,6*70/0,85+0,5*33/0,82+0,9*29,2/0,6

=319,16 кВА

кз=319,16/400*100%=79%

3. Навантаження на шинах 0,4 кВ ТП-14, живильної будівлі 4, 5, 6, 7, 12, 14, 15, 16

Sр=((60+60+60+60+80+243+277)*0,412/0,96)+0,4*112/0,97+0,5*24/0,92+

0,5*25/0,9+0,9*(29,2+27,8)/0,6=519,17 кВА

кз=519,17/630*100%=82%

3.9 Вибір схеми розподільної електричної мережі

0,4 кВ.

Основним критерієм побудова розподільної мережі 0,4 кВ є категорийность споживачів.

Для живлення житлових будинків висотою до 5 поверхів включно застосовуємо петлеву магістральну лінію.

Електроприемники приміщень загального призначення, вбудовані і прибудовані, до житлових будівель, слідує як правило живити від БРЕШУ (ввідного розподільного пристрою) вдома. Рекомендується застосовувати взаємне резервування ліній напруженням 0,38 кВ, живильних в нормальному режимі роздільно силове і освітлювальне навантаження. При живленні електроприемников 2 категорії по одній кабельній лінії, вона повинна перебувати не менш ніж з 2 кабелів.

Для живлення споживачів 2 категорії застосовуємо магістральну схему з взаиморезервируемими лініями.

Схема БРЕШУ (В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, В9) рис 2.9.

Примітка: Схема даного БРЕШУ передбачається для петлевих магістральних ліній.

Схема БРЕШУ (В10), для будівель з 10 по 16 рис 2.10.

Рис 2.10

3.10 Вибір перетинів кабельних ліній 0,4 кВ.

1. Лінія живильна будівлі 1,2,3 по м. п.

Найбільше навантаження на лінію 3 нормальному режимі.

Рр=Ркв уд*n=0,58*120=69,6 кВт

Навантаження в аварійному режимі

Рав=0,52*180=93,6 кВт

Iр=69,6/√3*0,38*0,96=110 А

Iав=148 А

Довжина кабеля визначається як

Lр= Lтр*1,06+ Lмд+Lмтп

де Lтр-довжина траншеї м;

Lмд-довжина кабеля до БРЕШУ, в середньому приймається 5м;

Lмтп- довжина кабеля необхідна для введення в ТП =4м;

Таблиця 2.10 Довжина кабелів

Лінія

Довжина траншеї, м

Довжина кабеля, м

ТП-1здание

89

104

1-2

45

57

2-3

80

95

3-ТП

90

105

Точку потокораздела потужностей знаходимо аналогічно, як для розподільної мережі 10 кВ представленої в розділі 2.6.1

Р1=Р2=Р3=42 кВт

Sа-1=(Р1*Lа'-1+Р2* Lа'-2+ Р3* Lа'-3)/ Lа- а'= =(42(105+95+57)+42(105+95)+42*105)/105+95+57+104=65,4 кВт

Sа'-3=(Р1*Lа-1+Р2* Lа-2+ Р3* Lа-3)/ Lа- а'= =(42*104+42(104+57)+42(104+57+95))/105+95+57+104=60,6 кВт

На основі першого закону Кирхгофа знаходимо потужності на інших дільницях і визначаємо точку потокораздела, показана на рис 2.12

Приймаємо до прокладки кабель ААШв 4Ч35с Iдоп=135 А

Завантаження кабеля в нормальному режимі:

кз=110/135*100%=80%

в аварійному режимі

кз=148/135*100%=109% <120%

Перевіряємо вибраний кабель по втраті напруження.

Втрату напруження в нормальному режимі для лінії ТП-1 у % визначаємо так:

∆U=∑Pm*Lm/eS

де Pm-активне навантаження на дільниці m лінії, кВт:

Lm-довжина дільниці m лінії, м:

е= UнІγ/100000-коефіцієнт, що залежить від матеріалу проводу і напруження, для алюмінієвих жил =46

S-перетин жили кабеля, ммІ

∆U=69,6*104+42*57/46*35=4,27 %

Втрату напруження в нормальному режимі для лінії ТП-3

∆U=42*105/46*35=2,74 %

Втрату напруження в аварійному режимі

∆U=93,6*104+69,6*57+42*95/46*35=10,98 %

Втрата напруження знаходиться в межах допустимої.

Розрахунок струмів короткого замикання.

Lкаб=256 м Iк=1,05U/Zт+∑ZnLф

де U-фазне напруження, В

Zт- розрахунковий повний опір однієї фази обмотки трансформатора, Ом

Lф- довжина лінії, м

Zn - повний опір петлі фаза-нуль, Ом/км

1,05- коефіцієнт компенсуючий погрішність від арифметичної суми модулів опорів Zт і Zn

Для кабелів ААШв 3Ч35+1Ч16 знаходимо по табл 5-31 Zn=1,515 Ом/км

По табл 5-30 Zт/3=0,106 Ом

Iк=10,5*220/0,106+1,515*0,256=486,5 А

Кабель умові Iпл вет *3 < Iк задовольняє.

Остаточно приймається кабель ААШв 4Ч35

2. Лінія живлення будівлі 17.

Розрахункова схема рис 2.13

Р1=37,3 кВт Р2=74,67 кВт

cosφ=0,97 cosφ=0,97

Sав=115,4 кВА

Iр=116,9 А Iав=175 А

Довжина кабеля 42 м

Вибираємо до прокладки кабель ААШв 4Ч50 з Iдоп=165

кз=116,9/165*100%=70%

В аварійному режимі:

кзав=175/165*100%=106%

Втрату напруження в нормальному режимі, знаходимо аналогічно попередньому випадку.

∆U=74,67*42/46*50=1,36%

Втрату напруження в аварійному режимі

∆U=112*42/46*50=2%

Втрата напруження знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn=1,095 Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=10,5*220/0,106+1,095*0,042=1520 А

3Iплвет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50

3. Лінія живильна будівля 18.

Розрахункова схема рис 2.14

Р1=46,67 кВт Р2=93,3 кВт

cosφ=0,95 cosφ=0,95

Рав=140 кВт

Iр=149,2 А Iав=224 А

Довжина кабеля 73 м.

Вибираємо до прокладки кабель ААШв 4Ч70 з Iдоп=200

∆U=93,3*73/46*70=2,1%

Втрату напруження в аварійному режимі

∆U=140*73/46*70=3,2%

Втрата напруження знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч70 Zn=0,837Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+0,837*0,073=1382,3 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч70

4. Лінія живильна будівлі 4,5.

Розрахункова схема рис 2.14

Довжина кабелів табл. 2.11

Лінія

Довжина траншеї, м

Довжина кабеля, м

ТП-4

165

185

4-5

50

63

5-ТП

110

126

Рр=42 кВт

Рав=69,6 кВт

cosφ=0,96

Iр=66,5 А

Iав=110,15 А

Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 Iдоп=115 А

Для двох лежачих рядом кабелів в траншеї до=0,92 тоді

I'доп=до*Iдоп=0,92*115=105,8 А

Найбільше навантаження кабеля в нормальному режимі

кз=66,5/105,8*100%=62,8%

В аварійному режимі

кзав=110,15/115*100%=0,94%

Втрата напруження в кабелі ТП-4зд в нормальному режимі знаходимо по формулі: ∆U=42*185/46*25=6,7 > 6%

Втрата напруження в кабелі перевищує допустиму т. е. перетин кабеля потрібно збільшити до найближчого більшого.

Приймаємо кабель ААШв 4Ч35

Втрату напруження в нормальному режимі ТП-4 зд

∆U=42*185/46*35=4,8 <Втрату напруження в нормальному режимі ТП-5 зд

∆U=42*126/46*35=3,28 <

Втрату напруження в аварійному режимі

∆U=69,6*185/46*35+42*63/46*35=9,63 <12%

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn=1,515Ом/км, Zт/3=0,091 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,091+1,515*0,246=1382,3 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35

5. Лінія живильна будівлі 6,7.

Розрахункова схема рис 2.16

Довжина кабелів табл. 2.12

Лінія

Довжина траншеї, м

Довжина кабеля, м

ТП-6

60

73

6-7

100

126

7-ТП

160

169

Рр=42 кВт Iр=66,5 А

Рав=69,6 кВт Iав=110 А

cosφ=0,96

Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*165=152

Для кабеля ТП-6 зд в нормальному режимі:

∆U=42*73/46*50=1,34 %

Для кабеля ТП-7 зд в нормальному режимі:

∆U=42*169/46*50=3,1 %

Втрата напруження в аварійному режимі:

∆U=69,6*169+42*126/46*50=8,9 %

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn=1,095Ом/км, Zт/3=0,091 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,091+1,095*0,296=557 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50

6. Лінія живильна будівля 12.

Розрахункова схема рис 2.17

Р1=52 кВт Р2=24 кВт

cosφ=0,96 cosφ=0,92

Lкаб=137 м

I1=52/√3*0.38*0.96=82.3 А I2=40.4 А Iав=67,2/√3*0,38=104 А

Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*115=105,8 А

Перевіряємо вибраний кабель по втраті напруження.

Для лінії живильної в нормальному режимі навантаження Р1:

∆U=52*137/46*25=6,19%

Втрата напруження перевищує допустиму т. е. потрібно прийняти більший перетин кабеля, приймаємо ААШв 4Ч35

Втрати напруження складуть:

∆Uр1=52*137/46*35=4,4%

∆Uр2=24*137/46*35=2,04%

∆Uав=64*137/46*35=5,44%

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn=1,515Ом/км, Zт/3=0,091 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,091+1,515*0,137=773 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35

7. Лінія живильна будівля 16.

Розрахункова схема рис 2.18

Р1=37,3 кВт Р2=74,67 кВт

cosφ=0,97 cosφ=0,97

Рав=112 кВт Ip=116.9 AIав=175 А Lкаб=27м

Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*165=152 А

Найбільше завантаження кабеля в нормальному режимі:

кз=116,9/152*100%=76,9%

В аварійному режимі

кз=175/165*100%=106%

Перевіряємо вибраний кабель по втраті напруження.

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆Uр1=37,2*27/46*50=0,43%

∆Uр2=74,67*27/46*50=0,87%

У аварійному режимі

∆Uав=112*27/46*50=1,31%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn=1,095Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+1,095*0,027=1915,9 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50

8. Лінія живильна будівля 15.

Розрахункова схема рис 2.19

Р1-навантаження квартир

Р2-навантаження ліфтів і КБО

Р1=133,2 кВт Р2=25+0,9*27,83=50,05 кВт

cosφ=0,96 I2=80,7 А

I1=215 А Lкаб=30 м

Рав=170,7 кВА Sав=194,3 кВА Iав=301 А

Вибираємо кабель ААШв 4Ч120 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*270=248,4 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

кзав=301/270*100%=120%

Втрату напруження знаходимо по формулі:

∆U=(100000/ UІ)∑ (Pm*r0+Qm*x0)Lm

де Pm і Qm-активна і реактивна потужність на дільниці m.

Lm-довжина дільниці m, км

r0=0,261 Ом/км

x0=0,0602 Ом/км

∆U=(10^5/380І)(170,7*0,261+77,9*0,0602)*0,03=1,02%

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn=0,561Ом/км, Zт/3=0,091 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,091+0,561*0,03=2142 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120

9. Лінія живильна будівля 14.

Розрахункова схема рис 2.20

Р1=118,8 кВт Р2=29,2 кВт

cosφ=0,96 cosφ=0,6

Sкв=123,7 кВА tg=1,33

I1=188 А I2=74 А

Iав=295 АL=130 м

Вибираємо кабель ААШв 4Ч120 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*270=248,4 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

кзав=295/270*100%=118%

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆Uр1=118,8*130/46*120=2,79%

∆Uр2=10^5*29,2*0,13(0,261+0,0602*1,33)/380І=0,89%

У аварійному режимі

∆Uав=145*130/46*120=3,4%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn=0,561Ом/км, Zт/3=0,091 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,091+0,561*0,13=1409 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120

10. Лінія живильна будівлі 8 і 9.

Розрахункова схема рис 2.21

Рр=42 кВт Рав=69,6 кВт

cosφ=0,96 Iр=66,4 А Iав=110 А

Довжина кабелів табл 2.13

Лінія

Довжина траншеї. м

Довжина кабеля. м

ТП-8

130

147

8-9

80

95

9-ТП

60

74

Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*115=106 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

кзав=110/115*100%=0,94%

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆Uтп-8=42*147/46*25=5,36%

∆Uтп-9=42*74/46*25=2,7%

У аварійному режимі

∆Uав=69,6(147+95)/46*25=14,64%

Втрати напруження в аварійному режимі перевищує допустиму, приймаємо більший перетин кабеля ААШв 4Ч35

∆Uав=69,6(147+95)/46*35=10,46 <12%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn=1,515Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+1,515(147+95)=489 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35

11. Лінія живильна будівля 10.

Розрахункова схема рис 2.22

Р1=32 кВт Р2=70 кВт

cosφ=0,96 cosφ=0,85

Sав=95,7 кВА L=35 м

I1=51,6 А I2=127,5 А

Iав=148 А

Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*165=152 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

кзав=148/165*100%=0,97%

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆Uр1=32*35/46*50=0,48%

∆Uр2=1,12%

У аварійному режимі

∆Uав=1,26%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn=1,095 Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+1,095*0,035=1600 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50

12. Лінія живильна будівля 11.

Розрахункова схема 2.23

Р1=32 кВт Р2=33 кВт

cosφ=0,96 cosφ=0,82

I1=51,6 А I2=62,3 А

Iав=82,6 А Sав=53,4 кВА Lкаб=130 м

Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*115=106 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

кзав=82,6/115*100%=78%

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆Uр1=32*130/46*25=3,6%

∆Uр2=3,85%

У аварійному режимі

∆Uав=6,5%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч25 Zn=2,028 Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+2,028*0,13=624,9 А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч25

13. Лінія живильна будівля 13.

Розрахункова схема мал. 2.24

cosφ=0,96 cosφ=0,6

I1=191,5 А I2=75,4 А

Iав=259,4 А Lкаб=20 м

Вибираємо кабель ААШв 4Ч95 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп=0,92*240=221 А

Найбільше завантаження кабеля в аварійному режимі:

Кзав=259,4/221*100%=117% <120%

Для лінії живильної в нормальному режимі:

∆U=118,8*20/46*95=0,81%

Втрата напруження в кабелі знаходиться в межах допустимої.

Знайдемо струм однофазного кз.

Для кабелів ААШв 4Ч95 Zn=0,661 Ом/км, Zт/3=0,106 Ом.

Аналогічно попередньому випадку знаходимо

Iк=1,05*220/0,106+0,661*0,02=1937А

3Iпл вет <до

Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч95

3.11 Розрахунок струмів К. З. на стороні 0,4 кв.

Зробимо розрахунок струму кз на шинах напруженням 0,4 кВ ТП 12 і ТП 13.

Розрахункова схема рис 2.25

Приймаємо Sб=100 МВА і обчислюємо опір схеми заміщення.

1. Система:

Хс=0, оскільки Sс = ∞

2. Трансформатор:

Uкр=100√ (Uк/100)І-(∆ Рм/Sн)І

де ∆ Рм - втрати в міді трансформатора, кВт

Sн - номінальна потужність трансформатора, кВА

Uкр=√0,045 І-(7/400)І=0,0414

x1=0.0414*400І/400=16.58 мОм

r1=∆ Рм (Uб/Sн)І=7(400/400)І=7 мОм

3. Шини:

Qc2=1.26*Q12=1.26*150=184 мм

Згідно табл. 4,3[15]

х0=0,133 мОм/м

х2=4*0,133=0,532 мОм

r2=4*10і/32*1000=0,125 мОм

4. Автомат 1000 А. По табл. 4,4-4,6 [15] опір контактів r'3=0,2 мОм

опір котушки r''3=0,12 мОм: опір максимального расцепителя х''3=0,09 мОм

5. Опір рубильника:

r4=0,08 мОм

6. Опір трансформатора струму 1000/5:

r5=0,075 мОм

х5=0,078 мОм

Результуючі опори:

r∑=7,6 мОм

х∑=17,28 мОм

Повний опір:

z∑=√7,6 І+17,28І=18,87 мОм

Струм короткого замикання:

Iк=400/√3*18,87=12,2 кА

При х/r =2,3 по кривий рис 4,7 [15]

ку=1,23

Iу=√2*Iк* ку= √2*12,2*1,23=21,2 кА

Згідно з технічних паспорти ЩО-2000 комплектуються шинами, електродинамічна стійкість яких 30-50 кА.

Вибір ЩО-2000 табл. 2.14

4 Вибір і перевірка апаратури і токоведущих частин.

4.1 Комплектні розподільні пристрої.

Для підключення живильних кабельних ліній на шинах 10 кВ джерела живлення до установки передбачаються КРУ серії 2-10.

Комплектні розподільні пристрої серії КРУ 2-10 (надалі "шафи, що іменуються КРУ") призначені для роботи в електричних установках трифазного змінного струму частоти 50 і 60 Гц напруженням 6 і 10 кВ для систем з ізольованої нейтралью або заземленої через дугогасящий реактор нейтралью. Шафи КРУ виготовляються для потреб народного господарства і для постачання на експорт.

Шафи серії КРУ 2-10 включають в себе перераховану нижче номенклатуру виконання в залежності від встановленої в них апаратури головних ланцюгів і токопроводов.

Шафи:

КВЕ - комплектна шафа з вимикачем з вбудованим електромагнітним приводом ВМПЕ-10; ВМПЕ-10-20; ВМПЕ-10-31,5; ВВТЕ-М-10-20; ВВТЕМ-10-31,5; ВВПЕ-10-20; ВБЧЕ-10; ВВ/TEL-10-20; ВБПЕ-10-20 і пружинно-моторним приводом VF;

КТН - комплектна шафа з трансформаторами напруження НАМИ-10; НОМ-6(10); НОЛ-08; ЗНОЛ-06;

КРД - комплектна шафа з роз'ємними контактами;

КРВП - комплектна шафа з розрядниками;

КСБ - комплектна шафа з кабельними зборками і кабельними перемичками;

КА - комплектна шафа комбінована, наприклад: з розрядниками і конденсаторами, з розрядниками і трансформаторами напруження і т. д.;

КПК - комплектна шафа з силовими запобіжниками;

КШП - комплектна шафа з шинними перемичками;

КСТ - комплектна шафа з силовим трансформатором.

Токопроводи:

Ш - токопроводи, що з'єднують протистоячі секції КРУ при їх двухрядном розташуванні, а також для проходу в місцях будівельних колон (900 мм довжини).

Примітки:

1. Шафи кабельних зборок, шинних перемичок, з конденсаторами і розрядниками і інші можуть бути виконані без висувного елемента.

2. Міра захисту IP20 відповідає стану КРУ при закритих дверях шаф і релейних отсеков. При відкритих дверях їх міра захисту IP00 по ГОСТ 14254.

3. У шафах КПК встановлюються силові запобіжники з плавкою вставкою на струм не більше за 32 10

Найбільше робоче напруження (лінійне), кВ

7,2; 12

Номінальний струм головних ланцюгів шаф КРУ, А*

630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150

Номінальний струм токопровода (крім токопроводов довжиною 900 мм), А

630; 1000; 1600; 2000; 2500;

Номінальний струм збірних шин і токопроводов довжиною 900 мм, А

630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150

Номінальний струм відключення вимикача, вбудованого в КРУ, кА

20; 31,5

Стійкість до струмів короткого замикання головних ланцюгів, за винятком ланцюгів, що підключаються безпосередньо до виведення напруження, розрядників, конденсаторів і т. д.

- електродинамічна, кА

- термічна протягом 3 з, кА**

- ефективне значення періодичної складової, кА

Структура умовного

позначення шаф КРУ

Характеристики і склад виробу

До складу виробу входять:

Шафи КРУ з апаратурою, з'єднувальні токопроводами і приладами по схемах з'єднань головних і допоміжних ланцюгів, виконані відповідно до прийнятої заводом документації? завданням. Шафи і токопроводи виконують по ТУ 16 - 93 БПМИ 677076.001ТУ.

Демонтовані на період транспортування складальні одиниці і деталі, монтажні матеріали і обладнання (провід, рукоятка для вката і виката висувного елемента), перераховані у відомості комплектації і демонтажу і що направляються замовнику при відвантаженні.

Запасні частини, а також резервний висувний елемент, релейна шафа постачаються заводом на спеціальне замовлення.

Номінальні значення кліматичних чинників - по ГОСТ 15150 і ГОСТ 15543.1. При цьому:

висота над рівнем моря не більше за 1000 м;

по діапазонах температур навколишнього повітря:

від -5°З до +40°З - для шаф без установки підігрівачів;

від -25°З до +40°З - для шаф з установкою підігрівачів в релейному шафі.

Навколишнє середовище невибухонебезпечне, не вмісне газів, випаровування, хімічного відкладення, струмопровідного пилу в концентраціях, що знижують параметри виробів в недопустимих межах.

Класифікація виконання шаф КРУ по силовому ланцюгу

Найменування

показетелей

Виконання

1. Рівень ізоляції по ГОСТ 1516.1

Нормальна ізоляція

2. Система збірних шин

КРУ з однією системою збірних шин

3. Спосіб розділення фаз

КРУ з неподіленими фазами

4. Наявність викатних елементів в шафах

З викатними елементами

5. Вигляд лінійних високовольтних подсоединений

а) кабельні

б) шинні

6. Наявність ізоляцій токоведущих частин

а) з неізольованими шинами

б) з ізольованими шинами

7. Міра захисту по ГОСТ 14254

IP20

Електричні апарати повинні вибиратися за умовами тривалої роботи і перевірятися за умовами короткого замикання у відповідності з ПУЕ.

Таблиця 2.4 Вибір шафи КРУ серії 2-10.

Найменування

основних величин

Ед.

виміряний

Розрахункові

величини

Котив

дані

Умова для вибору

Номін. напр.

кВ

10

10

Uн ≥Uр

Номін. струм

кА

0,3678

0,6

Iн ≥Iр

Струм откл.

кА

5,14

20

Iотк ≥I″

Мощн. откл.

МВА

93,4

350

Sотк≥S″

Струм динамеческой

стійкості

кА

12,96

52

iу ≥ iуmax

Струм термічної устоичивости

кА

1,99

14

In*t ≥ I∞√tф/tnt

кА

Відповідно до умов вибору по всіх параметрах для підключення кабелів в РУ-10кВ ЦП приймаємо шафи КРУ серії 2-10.

4.2 Камери КСО -366 в ТП (камера силового обладнання).

Вибір камер КСО-366 проводимо для ТП 1.

Номінальні струми всіх розподільних ліній 10 кВ в аварійних режимах не перевищують 192

Найменування

основних величин

Ед.

виміряний

Розрахункові

величини

Котив

дані

Умова для вибору

Номін. напр

кВ

10

10

Uн ≥Uр

Номін. струм

кА

0,053

0,2

Iн ≥Iр

Допустимий ударн струм

кА

3,24

25

iу ≥ iу. р

Допустима величина найбільшого знач. полн. струму до. з

кА

2,29

14,5

Iу. д ≥ Iу. р

Струм термічної устоичивости

кА

1,1

6

It ≥ I∞√tф/tnt

Таблиця 2.5 Вибір камер КСО-366

Найбільше діюче значення повного струму кз визначаємо

де I″ - сверхпереходной струм до. з в цьому випадку маємо систему нескінченної потужності I″= I∞

ку=1 - ударний коефіцієнт

Стійкість ошиновки камер при крізних до. з відповідає динамічній і термічній стійкості вимикача навантаження.

Відповідно до умов, для вибору по всіх параметрах, для підключення розподільних лінії 10 кВ в ТП, приймаємо до установки камери КСО - 366 з ВН 3-16

4.3. Низковольтное комплектний пристрій ЩО-2000 «НЕВА» (в подальшому НКУ)

НКУ призначений для розподілу електроенергії трифазного змінного струму напруженням 380/220В і частотою 50Гц в мережах з глухозаземленной нейтралью, для захисту ліній при перевантаженнях і коротких замиканиях, а також для управління (регулювання, автоматики), вимірювання, сигналізації і захистів обладнання.

- Технічні характеристики

- Основні технічні характеристики НКУ приведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Найменування параметра

Значення

Номінальне напруження головного ланцюга, В

400

Номінальне напруження повторного ланцюга, В

230

Номінальна частота, Гц

50

Номінальний струм збірних шин, А

до 6300

Номінальний струм збірних шин, що короткочасно витримується, кА/1сек

до 100

Номінальний ударний струм збірних шин, кА

до 220

Міра захисту оболонкою по ГОСТ - 14254

до IP54

Габаритні розміри, мм:

ширина

глибина

висота

В залежності від схеми головних ланцюгів

Маса, кг

- НКУ виготовляються по технічних умовах ТУ 3434-029-45567980-2002.

- Умови експлуатації

НКУ можуть експлуатуватися при наступних умовах:

- температура навколишньої повітря від мінус 25° З до плюс 40° З;

- відносна вогкість повітря 80% при температурі 15° З;

- висота над рівнем моря не більше за 1000 м;

- навколишнє середовище невибухонебезпечне, не вмісне струмопровідного пилу, агресивних газів і пар в концентраціях, що руйнують матеріали і ізоляцію.

При установці НКУ в приміщеннях з температурою нижче мінус 25° З, повинен бути передбачений обігрів приміщення.

НКУ виконані у виконанні У для категорії розміщення 3.1, для роботи на висоті над рівнем моря до 1000 м в атмосфері типів I і II по ГОСТ 15150