Характеристика микрорайона города

Содержание

Введение……………………………………………………………………….. 3

Электроснабжение жилого квартала микрорайона

1. Выбор напряжения распределительной сети………………………………. 4

2. Выбор и обоснование схемы распределительной сети ………………….... 5

3. Расчет силовой и осветительной нагрузки объектов электроснабжения…6

4. Определение числа, мощности и места расположения трансформаторной подстанции………………………………………………………………………16

5. Расчет распределительной сети……………………………………………..19

6. Расчет токов 3-фазного и 1-фазного короткого замыкания и проверка выбранной аппаратуры на устойчивость к действию ТКЗ…………………..24

7. Расчет освещения объектов электроснабжения……………………………31

8. Расчет искусственного заземления ТП …………………………………….33

Заключение…………………………………………………………………… 35

Список использованной литературы………………………………….…….. 36

Приложение

 

 

Введение

В России ежегодно происходит рост потребности в электрической энергии, обусловленный серьезными изменениями существующих нагрузок во всех видах деятельности страны и общества. Значительная часть всей электроэнергии затрачивается на снабжение жилых и общественных зданий, коммунальных, торговых предприятий, городов и поселков

Бытовые нагрузки носят случайный характер и зависят от ряда факторов. Для расчета бытовых нагрузок целесообразно воспользоваться методом корреляции, который позволяет на основе достаточно большого объема обследований выявить влияние отдельных электроприемников или их групп на суммарное электропотребление.

Современная электрическая нагрузка жилой застройки характеризуется широким спектром бытовых электрических приемников. Часто они являются причиной, возникающей несинусоидальность, несимметрию, колебания и отклонения напряжения.

Электроприемники этих групп могут находиться в одной квартире (коттедже), многоквартирном жилом доме и тем более в одном жилом квартале, питаемом от одной ТП. Кроме этого нагрузкой ТП могут быть аналогичные приемники магазинов, вычислительных центров, производственных объектов малых предприятий, расположенных в многоквартирных домах или рядом ними.

Последние годы перед экономикой России стоит серьезная задача повышения эффективности производства с наименьшими капитальными затратами. Так в энергетики страны решается серьезный вопрос снижения потерь и повышения качества электроэнергии, особенно в городских сетях. В виду серьезного изменения бытовых нагрузок за последние годы, в то время как эксплуатация оборудования происходит без серьезных модернизаций, требуется проведение ряда мероприятий по увеличению эффективности передачи электроэнергии и повышению ее качества.

 

Характеристика микрорайона города

Объектом электроснабжения является микрорайон города. Согласно плану застройки микрорайона в таблице 1 представлены все жилые и общественные здания, находящиеся в данном микрорайоне города, с указанием степень обеспечения надежности электроснабжения.

 

Таблица 1

Обозначение на плане	Наименование	Степень обеспечения надежности электроснабжения
1	Жилой дом 9-этаж.	II
2, 3, 10, 11, 13	Жилые дома 16-этаж.	II
4, 9, 18, 19, 23, 24-27, 29-34, 36-38	Жилые дома 10-этаж.	II
5, 22	Жилые дома 17-этаж.	II
6, 28, 35	Магазин	III
7	Гостиница с рестораном	II
8	Жилой дом 14-этаж.	II
12	Поликлиника	II
14	Ледовый дворец	I
15	Парк с кафе и фонтаном	III
16	Школа искусств	II
17	Детский сад	II
20	Салон красоты	III
21	Школа	II
39	Выставочно – ресторанный комплекс	I

 

Электроснабжение жилого квартала микрорайона города

Определение расчётных электрических нагрузок

Общественных зданий

Электрические нагрузки любого общественного здания слагаются из нагрузок электрического освещения и силового электрооборудования. Установленная мощность ламп электрического освещения определяется на основании светотехнических расчетов. Мощность силовых электроприемников принимается на основании технологических и санитарно-технических разделов проекта. Однако режимы работы этих видов оборудования на стадии разработки проекта электрооборудования выявить точно не представляется возможным.

Между тем правильный выбор коэффициентов, характеризующих загрузку, одновременность работы, несовпадение максимумов нагрузки различных потребителей имеют важнейшее значение для выбора схемы сети, аппаратов защиты, сечений проводов и кабелей.

В связи с отсутствием данных об оборудовании расчёт нагрузок общественных зданий возможен только по укрупненным показателям.

Согласно [2] ориентировочные расчеты электрических нагрузок общественных зданий допускается выполнять по укрупненным удельным электрическим нагрузкам, кВт:

(2.10)

где    р_уд – удельная расчетная нагрузка единицы производственного показателя (рабочего места, посадочного места, квадратного метра площади торгового зала, койко-места и т. д.);

    х – производственный показатель, характеризующий пропускную способность предприятия, объем производства и т.д.

 

Произведем расчет образовательной школы с электрифицированными столовыми и спортзалами на 726 учащихся:

По таблице 6.14[2] определим р_уд = 0,25 кВт/1учащегося, тогда:

 

Учитывая полученные значения, находится величина полной расчетной мощности для школы:

 

Расчётный ток равен, А:

.

Нагрузки уникальных зданий «Ледового дворца» (Р_р.ЛД =2970 к Вт ), выставочно – ресторанного комплекса (Р_р.ВР =2840 к Вт ), ЦТП (70 кВт) и фонтана (Р_р.Ф = 4,9 кВт) приниматься по проектам электрооборудования этих зданий.

 

Расчет электрических нагрузок для других общественных зданий аналогичен, результаты сводим в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2

№	Наименование здания	Количественный показатель	Роб.зд.уд , кВт/место	Р р.об.зд кВт	cosφ	Sр, кВА	Iр, А
6	Магазин	400 м2	0,25	100	0,8	125	190,1
7	Гостиница с рестораном	360 мест	0,48	297,5	0,9	330,7	503
		150мест	1,04
12	Поликлиника	250 мест	0,15	37,5	0,92	40,8	62,1
14	Ледовый дворец			2970	0,85	3494	5315
15	Парк с кафе и фонтаном	100 мест	1,04	107,9	0,98	110,1	167,5
16	Школа искусств	300 мест	0,25	75	0,95	78,9	120
17	Детский сад	250 мест	0,46	115	0,98	117,4	178,6
20	Салон красоты	60 мест	1,5	90	0,97	92,8	141,2
21	Школа	726 мест	0,25	181,5	0,95	191,1	290,7
28	Магазин	400 м2	0,25	100	0,8	125	190,1
35	Магазин	400 м2	0,25	100	0,8	125	190,1
39	Выставочно – ресторанный комплекс			2840	0,95	2989	4547
40	ЦТП			70	0,8	87,5	113,1

 

 

Также необходимо учесть нагрузки уличного освещения:

Р_осв.ТП = Р_л∙n_тп ,

где Р_л – мощность лампы светильника, кВт

        (применяем лампы ДНаТ по 250 Вт);

  n_тп – количество светильников, подключенных к ТП.

Р_осв.ТП1 = 0,25∙23= 5,57 кВт ,

       

Расчет нагрузок уличного освещения для других ТП аналогичен, результаты сводим в таблицу 2.3.      

Таблица 2.3

№ ТП	ТП1	ТП2	ТП3	ТП4	ТП5	ТП6	ТП7	ТП8	ТП9	ТП10
Росв.ТП, кВт	5,57	5,5	9	2,5	5,57	9	10,5	9,25	13	21

 

Расчетные нагрузки жилого квартала представлены в таблице 2.5.

 

Выбор кабельных линий

Электрические нагрузки взаиморезервируемых линий при ориентировочных расчетах допускается определять умножением суммы расчетных нагрузок линий (трансформаторов) на коэффициент 0,9.

 

, где I_р – расчётный ток, А.                          (3.4)

 

Сечения проводов и кабелей выбираются по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты, условиям окружающей среды.

При прокладке нескольких кабелей в земле (включая прокладку в трубах) допустимые длительные токи должны быть уменьшены путем введения коэффициентов:

 

,                                                     (3.5)

 

где     I_доп – длительно допустимый ток одиночного кабеля (провода), А;

k ₁ =1- коэффициент учитывающий температуру окружающей среды,

k ₂ – коэффициент, учитывающий количество проложенных рядом кабелей.

                                                     

Таблица 3.4

Расстояние между кабелями в свету, мм	Коэффициент k 2 при количестве кабелей
	1	2	3	4	5	6
100	1	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75

 

 

Потеря напряжения в кабельной линии при нагрузке, приложенной в конце линии, при заданном сечении проводов и кабелей определяется по формуле:

,                                    (3.6)

 

где ΔU_табл, %/кВт·км – табличное значение падения напряжения, в зависимости от сечения кабеля и cosφ (см. табл. 3.5), l – длина кабеля, м,  

Р_р – расчетная мощность потребителя, кВт.

 

Таблица 3.5

Потери напряжения в 3-хфазной кабельной линии 380В, %/кВт·км

Материал жилы	Номинальное сечение, мм2	При коэффициенте мощности
		0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1
Алюминий	1	13,0	13,0	13,0	13,0	13,0	13,0	13,0
	1,5	8,72	8,71	8,70	8,69	8,68	8,67	8,65
	2,5	5,28	5,27	5,26	5,25	5,24	5,23	5,21
	4	3,29	3,28	3,27	3,26	3,25	3,24	3,22
	6	2,18	2,17	2,16	2,16	2,15	2,14	2,12
	10	1,33	1,32	1,32	1,31	1,30	1,30	1,26
	36	0,879	0,872	0,866	0,860	0,853	0,846	0,831
	25	0,559	0,552	0,546	0,540	0,534	0,527	0,512
	35	0,419	0,413	0,407	0,401	0,395	0,389	0,374
	50	0,314	0,308	0,302	0,297	0,291	0,284	0,270
	70	0,240	0,233	0,228	0,222	0,216	0,210	0,196
	95	0,181	0,175	0,169	0,164	0,158	0,152	0,138
	120	0,152	0,146	0,140	0,135	0,129	0,123	0,109
	150	0,127	0,122	0,116	0,111	0,105	0,099	0,085
	185	0,113	0,108	0,102	0,097	0,091	0,085	0,071
	240	0,100	0,090	0,085	0,079	0,074	0,067	0,054

 

Пример расчета приведен для кабельной линии, питающей 16-тиэтажный жилой дом №3. Т.к. расчетный ток большой, то устанавливаем 2 ВРУ, к каждому из которых подводим по 2 кабеля.

Наибольший расчетный ток в нормальном режиме:

, A

где  - номинальное напряжение сети, кВ

    - количество кабелей.

Наибольший расчетный ток в послеаварийном режиме:

 

Сечение кабеля выбираем по расчетному току в послеаварийном режиме, т. к. он больше расчетного тока в нормальном режиме.

Допустимый длительный ток в соответствии с [3] для 4-хжильных кабелей с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена с защитным покровом в виде брони из стальных лент и шланга из полиэтилена (АП_ВБШ_П), составляет =397*0,93=369,2 А (для F=240 мм² ).

С учетом коэффициентов, получаем длительно допустимый ток

Iꞌ _доп = I _{доп.табл.} · k ₁ · k ₂ = 369,2∙1∙0,75 = 276,9 А.

Коэффициент К₂ выбираем для самого тяжелого случая (6 кабелей в траншее и расстояние между ними 100 мм). К₂ = 0,75

Далее необходимо сравнить полученный длительно допустимый ток с

расчетным значением:

< ,

<

Окончательно принимаем к установке 4 кабеля АП_ВБШ_П 4х240 мм².

Полученное сечение удовлетворяет условиям допустимого нагрева в послеаварийном режиме.

Расчет для остальных кабельных линий аналогичен и сведен в таблицу 3.6.

 

Выбор аппаратов защиты

Выбор аппаратов защиты производится с учетом следующих основных требований:

1) Напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и расчетному длительному току цепи.

2) Аппараты защиты должны обеспечивать надежное отключение одно- и многофазных замыканий в сетях с глухозаземлённой нейтралью.

3) Должна быть обеспечена по возможности селективность действия защиты.

Условия выбора:

I_н.а ≥ I_н.р , I_н.р ≥ I_мах,

где I_н.а – номинальный ток автомата, I_н.р – номинальный ток расцепителя,

I_мах – максимально возможный ток, протекающий по линии.

 

В качестве аппаратов защиты принимаем автоматические выключатели ВА-55-41, так как такие выключатели могут быть встроены в панели ЩО 70

U_ном = 380 В, I_н.а = 630А, I_н.р = 400А.

 

Далее выбираем кабели и автоматы для остальных домов и результаты сводим в таблицу 3.6.

Таблица 3.6

Адрес здания

nк

Рр, кВт

cosφс.в

Iр, А

I'р, А

Iп/ав, А

F, мм²

Iд.д., А

I'д.д., А

l, км

ΔUтабл’, %

ΔU’, %

Тип автомата

Iн.а, А

Iн.р, А

ТП1