Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Марийский государственный университет»
Электроэнергетический факультет
Кафедра электроснабжения и технической диагностики
Расчетно-графическое задание
по дисциплине:
«Электроснабжение города»
Расчет условного микрорайона
Вариант 31
Выполнил: студент гр. ЭС-41
Иванаев Д.А.
Проверил: Лоскутов А.В.
Йошкар-Ола
2011
СОДЕРЖАНИЕ
|
[1]
[2] [3] 1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ [4] РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК [4.1] 2.1 Расчет нагрузок жилых зданий [4.2] 2.2 Расчет нагрузок общественных зданий [5] 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ НАГРУЗКИ МИКРОРАЙОНА [5.1] 3.1 Расчет нагрузок «условных» домов [5.2] 3.2 Расчет уличного и внутриквартального освещения [5.3] 3.3 Определение суммарной расчетной нагрузки микрорайона [6] 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЯ ТП [6.1] 4.1 Определение числа и мощности ТП [6.2] 4.2 Расчет мощности нагрузок, подключенных к ТП [6.2.1] 4.2.1 Расчет мощности нагрузки, подключенной к ТП1 [6.2.2] 4.2.2 Расчет мощности нагрузки, подключенной к ТП2 [6.2.3] 4.2.3 Расчет мощности нагрузки, подключенной к ТП3 [6.3] 4.3. Определение местоположения ТП [7] 5 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНЫХ ВАРИАНТОВ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА [8] ЗАКЛЮЧЕНИЕ
[9] |
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АВР – автоматическое включение резерва
ВН – высшее напряжение
ВРУ – вводно-распределительное устройство
ДРЛ – дуговые ртутные лампы с люминофором
ЖД – жилой дом
ЗТП – закрытая трансформаторная подстанция
КЛ – кабельная линия
ЛЭП – линия электропередачи
НН – низшее напряжение
ОЗ – общественное здание
ПГ – плиты газовые
ПС – подстанция
РП – распределительный пункт
РТП – районная трансформаторная подстанция
ТП – трансформаторная подстанция
ЦП – центр питания
ЭП – электрические плиты
ЭС – энергосистема
FU – предохранитель
Q – выключатель
QS – разъединитель
В данном расчетно-графическом задании проектируется система электроснабжения микрорайона, находящегося в среднем городе. Целью задания является освоение принципов построения системы электроснабжения микрорайона.
Исходными положениями для построения системы электроснабжения яв ляются потребляемая мощность электроприемников, их категория надежности. Характеристики потребителей элект рической энергии определяют требования к надежности электроснабжения, объему резервирования элементов системы электроснабжения, применению средств сетевой автоматики. Наличие энергоемких потребителей и их террито риальное размещение обусловливают конфигурацию электрических сетей, це лесообразность устройства глубоких вводов.
При разработке системы электроснабжения города учитываются возможности регулирования напряже ния, обеспечения требуемого уровня надежности в ремонтных, аварийных и послеаварийных режимах.
Критерием оптимальности принятой системы электроснабжения является минимум приведенных затрат на ее сооружение и последующую эксплуатацию. Затраты на сооружение системы электроснабжения во многом определяются количеством трансформаций напряжения. С этой точки зрения идеальной счи тается система, использующая только два уровня напряжения: 110 и 10 кВ. С учетом максимального приближения к центрам электрических нагрузок, размещаются районные трансформаторные подстан ции напряжением 110/10 кВ, Обычно плотность электрических нагрузок неравномерно распределяется по территории города.
1. Определить расчетную нагрузку на вводах в жилые дома и общественные здания согласно заданному генеральному плану и варианту.
2. Определить суммарную расчетную нагрузку всего условного жилого микрорайона.
3. Определить и обосновать количество, мощность и местоположение ТП.
4. Выбрать структуру, напряжение и предложить схему электроснабжения микрорайона с техническим обоснованием.
Характеристики жилых домов и общественных зданий приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.
Микрорайон № 31
Таблица 1 - Характеристика жилых зданий микрорайона
|
№ поз. |
Количество |
Тип плит для пищеприготовлен. |
Кол-во лифтов |
|||
|
подъездов Nп |
этажей Nэ |
квартир Nкв |
пасаж. Nл/Рл |
грузов. Nл/Рл |
||
|
1 |
4 |
10 |
120 |
Электрич |
4/4.5 |
--- |
|
2 |
3 |
6 |
72 |
Газов. |
--- |
--- |
|
3 |
2 |
12 |
150 |
Электрич |
2/4.5 |
2/7 |
|
4 |
4 |
5 |
76 |
Газов. |
--- |
--- |
|
5 |
2 |
8 |
48 |
Электрич |
2/4.5 |
2/7 |
|
6 |
2 |
14 |
112 |
Электрич. |
4/4,5 |
4,7 |
|
7 |
2 |
14 |
112 |
Электрич. |
4/4,5 |
4/7 |
|
11 |
4 |
6 |
96 |
Газов. |
--- |
--- |
Таблица 2 - Характеристика общественно-административных зданий и
коммунально-бытовых предприятий микрорайона
|
№ поз. |
Общественное здание |
Единица колич-го показателя |
Колич-й показ-ль М |
|
8 |
Профтехучилище |
Учачихся |
1100 |
|
9 |
Отделение банка |
м2 |
250 |
|
10 |
Гостиница |
мест |
120 |
|
12 |
Поликлиника |
Посещений |
450 |
Площадь микрорайона 18 га.
Генеральный план микрорайона представлен на рисунке.
Рисунок - Генеральный план микрорайона № 31
Расчетная электрическая нагрузка квартир Ркв, кВт, приведенная к вводу жилого здания, определяется по формуле:
Ркв = Ркв. уд.N, (2.1)
где Ркв. уд. – удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир (зданий) по таблице 2.1.1н [1], кВт/квартира;
N – количество квартир.
Если количество квартир в рассматриваемом жилом доме не соответствует табличному значению, то удельную расчетную мощность определяют методом линейной интерполяции по формуле:
(2.2)
Расчетная нагрузка силовых электроприемников Pс, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле:
Pс = Pл + Pсту , (2.3)
где Рл – мощность лифтовых установок, кВт;
Рсту – мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств, кВт.
Мощность лифтовых установок Pл , кВт, определяется по формуле:
, (2.4)
где – коэффициент спроса по таблице 2.1.2 [1]; nл – количество лифтовых установок; Рni – установленная мощность электродвигателя лифта, кВт.
В расчетах принимаем, что в рассматриваемых объектах нет санитарно-технических устройств, т.е. Pсту = 0, следовательно, Pс = Pл.
Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников Pр.ж.д , кВт, определяется по формуле:
Pр.ж.д = Pкв + kу∙Pс , (2.5)
где Pкв – расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт; Pс – расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт; kу – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9).
Расчетная реактивная нагрузка жилого дома Qр.ж.д., кВАр, определяется по формуле:
Qр.ж.д = Pкв ∙tg кв + kу∙Pс∙tg л, (2.6)
где tg кв и tg л – расчетные коэффициенты, которые принимаются по таблице 2.1.4 [1].
Полная расчетная мощность на вводе в жилое здание Sр.ж.д., кВА, определяется по формуле:
. (2.7)
Расчет нагрузок жилого дома №1
Nп = 4; Nэ = 10; N = 120; плиты электрические мощностью до 8,5 кВт; количество и мощность лифтов nлРл = 44,5 кВт; дом относится ко II категории потребителей по надежности электроснабжения.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв1 = 1,47120 = 176,64 кВт (по (2.1)).
Pс1 = 0,7∙4∙4,5= 12,6 кВт (по (2.4)).
Pр.ж.д.1 = 176,64 + 0,9∙12,6 = 187,98 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.1 = 176,64 ∙0,2 + 0,9∙12,6∙1,17 = 48,6 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №2
Nп = 3; Nэ = 6; N = 72; плиты на природном газе; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения. кВт/кв (по (2.2)).
Ркв2 = 0,9972 = 71,28 кВт (по (2.1)).
Pс2 = 0 кВт (т.к. нет лифтовых установок.)
Pр.ж.д.2 = Ркв2+ 0,9∙ Pс2= 71,28 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.2 = Ркв2∙0,29 + 0= 20,67 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №3
Nп = 2; Nэ = 12; N = 150; плиты электрические мощностью до 8,5 кВт; количество и мощность лифтов nлРл = 24,5 + 27 кВт; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв3 = 1,43150 = 214,5 кВт (по (2.1)).
Pс3 = 0,7∙2∙ (4,5 + 7) = 16,1 кВт (по (2.4)).
Pр.ж.д.3 = Ркв3+ 0,9∙ Pс3= 228,99 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.3 = Ркв3∙0,2 + 0,9∙ Pс3∙1,17 = 59,85 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №4
Nп = 4; Nэ = 5; N = 76; плиты на природном газе; дом относится к III категории потребителей по надежности электроснабжения. кВт/кв (по (2.2)).
Ркв4 = 0,9776 = 69,84 кВт (по (2.1)).
Pс4 = 0 кВт (т.к. нет лифтовых установок.)
Pр.ж.д.4 = Ркв2+ 0,9∙ Pс4= 69,84 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.4 = Ркв2∙0,29 + 0= 20,25 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №5
Nп = 2; Nэ = 8; N = 48; плиты электрические мощностью до 8,5 кВт; количество и мощность лифтов nлРл = 24,5 + 27 кВт; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения. Дом с повышенной комфортности.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв5 = 3,148 = 148,8 кВт (по (2.1)).
Pс5 = 0,7∙2∙ (4,5 + 7) = 16,1 кВт (по (2.4)).
Pр.ж.д.5 = Ркв5+0,9· Pс5 =163,29 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.5 = Ркв5·0,2+0,9· Pс5 ·1,17 = 46,7 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №6
Nп = 2; Nэ = 14; N = 112; плиты электрические мощностью до 8,5 кВт; количество и мощность лифтов nлРл = 44,5 + 47 кВт; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения. кВт/кв (по (2.2)).
Ркв6 = 1,48112 = 166,12 кВт (по (2.1)).
Pс6 = 0,675∙4∙ (4,5 + 7) = 31,1 кВт (по (2.4)).
Pр.ж.д.6 = Ркв6+ 0,9∙ Pс6= 194,1 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.6 = Ркв6∙0,2 + 0,9∙ Pс6∙1,17 = 65,92 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №7
Nп = 2; Nэ = 14; N = 112; плиты электрические мощностью до 8,5 кВт; количество и мощность лифтов nлРл = 44,5 + 47 кВт; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения. кВт/кв (по (2.2)).
Ркв7 = 1,48112 = 166,12 кВт (по (2.1)).
Pс7 = 0,675∙4∙ (4,5 + 7) = 31,1 кВт (по (2.4)).
Pр.ж.д.7 = Ркв7+ 0,9∙ Pс7= 194,1 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.7 = Ркв7∙0,2 + 0,9∙ Pс7∙1,17 = 65,92 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Расчет нагрузок жилого дома №11
Nп = 4; Nэ = 6; N = 96; плиты на природном газе; дом относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв11 = 0,8796 = 83,52 кВт (по (2.1)).
Pс11 = 0 (т.к. нет лифтовых установок).
Pр.ж.д.11 = 83,52 кВт (по (2.5)).
Qр.ж.д.11 = Pр.ж.д.11 ∙0,29 = 24,22 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Результаты расчетов сводим в таблицу 3.
Таблица 3 – Электрические нагрузки жилых зданий
|
№ поз |
Число квартир, Nкв |
Удельная нагрузка, Руд.кв., кВт/кв. |
Число лифтов и мощность двигателя лифта, nл/Рл, шт/кВт |
Коэффи-циент спроса лифта, |
Активная расчетная нагрузка дома, Рр.ж.д., кВт |
Реактивная расчетная нагрузка дома, Qр.ж.д., кВАр |
Полная расчетная нагрузка дома, Sр.ж.д., кВА |
Категория по надежности |
|
1 |
120 |
1,47 |
4/4,5 |
0,7 |
187,98 |
48,6 |
191,16 |
II |
|
2 |
72 |
0,99 |
--- |
0 |
71,28 |
20,67 |
74,22 |
II |
|
3 |
150 |
1,43 |
2/4,5; 2/7 |
0,7 |
228,99 |
59,85 |
236,68 |
II |
|
4 |
76 |
0,97 |
--- |
0 |
69,84 |
20,25 |
72,72 |
III |
|
5 |
48 |
3,1 |
2/4,5;2/7 |
0,7 |
163,29 |
46,7 |
169,84 |
II |
|
6 |
112 |
1,48 |
4/4,5;4/7 |
0,675 |
194,1 |
65,92 |
204,95 |
II |
|
7 |
112 |
1,48 |
4/4,5;4/7 |
0,675 |
194,1 |
65,92 |
204,95 |
II |
|
11 |
96 |
0,87 |
--- |
0 |
83,52 |
24,22 |
86,96 |
II |
Расчетные нагрузки на вводе в общественные здания и учреждения определяются по укрупненным удельным нагрузкам.
Расчетная активная нагрузка общественных зданий, кВА, определяется по формуле:
, (2.8)
где – удельная расчетная нагрузка общественных зданий, , определяется по таблице 2.2.1н [1];
М – количественный показатель общественного здания.
Расчетная реактивная нагрузка общественных зданий, кВАр:
, (2.9)
где tgо.з. – расчетный коэффициент для общественных зданий, принимается по таблице 2.2.1н [1].
Полная расчетная мощность на вводе в общественное здание Sр.о.з., кВА, определяется по формуле:
. (2.10)
Расчет нагрузок общественного здания №8
Профтехучилище на 1100 учащихся; здание относится к I категории потребителей по надежности электроснабжения.
Рр.о.з.8 = 0,461100= 506 кВт (по (2.8)).
Qр.о.з.8 = 5060,43 = 217,58 кВАр (по (2.9)).
кВА (по (2.10)).
Расчет нагрузок общественного здания №9
Отделение банка общей площадью 250м2; здание относится ко II категории потребителей по надежности электроснабжения.
Рр.о.з.9 = 0,054250 = 13,5 кВт (по (2.8)).
Qр.о.з.9 = 13,50,57 = 7,7 кВАр (по (2.9)).
кВА (по (2.10)).
Расчет нагрузок общественного здания №10
Гостиница на 120 мест без кондиционирования воздуха; здание относится к III категории потребителей по надежности электроснабжения.
Рр.о.з.10 = 0,34120 = 40,8 кВт (по (2.8)).
Qр.о.з.10 = 40,80,48 = 19,6 кВАр (по (2.9)).
кВА (по (2.10)).
Расчет нагрузок общественного здания №12
Поликлиника с числом посещений 450; здание относится к II категории потребителей по надежности электроснабжения.
Рр.о.з.12 = 0,36450 = 162 кВт (по (2.8)).
Qр.о.з.12 = 1620,43 = 69,7 кВАр (по (2.9)).
кВА (по (2.10)).
Таблица 4 – Электрические нагрузки общественных зданий
|
№ поз |
Количес-твенный показатель, М, ед. |
Тип здания |
Удельная нагрузка, Руд.о.з., кВт/ед. |
Активная расчетная нагрузка здания, Рр.о.з., кВт |
Реактивная расчетная нагрузка здания, Qр.о.з., кВАр |
Полная расчетная нагрузка здания, Sр.о.з., кВА |
Категория по надежности |
|
8 |
1100 |
Профтехучилище |
0,46 |
506 |
217,58 |
550,8 |
I |
|
9 |
250 |
Отделение банка |
0,054 |
13,5 |
7,7 |
15,54 |
II |
|
10 |
120 |
Гостиница |
0,34 |
40,8 |
19,6 |
45,26 |
III |
|
12 |
450 |
Поликлиника |
0,36 |
162 |
69,66 |
176,34 |
II |
Для определения суммарной нагрузки микрорайона необходимо рассчитать нагрузку «условных» домов, объединив однотипные жилые дома в условные.
Определение нагрузок условного дома №1
Объединим в один условный дом жилые дома 2,4 и 11 с газовыми плитами. Общее число квартир: N = 72+76+96=244.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв.у.д.1 = 0,76244 = 184,7 кВт (по (2.1)).
Pс.у.д.1 = 0 (т.к. нет лифтовых установок).
Pр.у.д.1 = 184,7кВт (по (2.5)).
Qр.у.д.1 =184,7∙0,29 = 53,6 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Определение нагрузок условного дома №2
Объединим в один условный дом жилые дома 1, 3, 6, 7 с электрическими плитами. Общее число квартир: N = 120 + 150 + 112 + 112 = 494; число и мощность лифтовых установок: в домах с этажностью
до 12: nлРл = 64,5 + 27=41кВт
и свыше 12: nлРл = 84,5 + 87=92кВт
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв.у.д.2 = 1,25494 =618,09 кВт (по (2.1)).
(общее количество лифтовых установок 8);
(общее количество лифтовых установок 16);
Pс.у.д.2 = 0,6∙(6∙4,5 + 2∙7)+0,54∙(8∙4,5+8∙7) = 74,28 кВт (по (2.4)).
Pр.у.д.2 = 618,09 + 0,9∙74,28 = 684,945 кВт (по (2.5)).
Qр.у.д.2 = 618,09 ∙0,2 + 0,9∙74,28∙1,17 = 201,84 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Удельная нагрузка для расчета наружного и внутриквартального освещения зависит от категории улиц, которая принимается в зависимости от градостроительства по нормативным данным. Заносим в таблицу 4 данные для расчета уличного освещения.
Таблица 5 – Данные для расчета уличного освещения
|
Название улицы |
Категория |
Длина на плане, см |
Длина улицы, км |
Удельная нагрузка, кВт/км |
|
Строителей |
Б |
18,2 |
0,51 |
32 |
|
Ленина |
А |
18,2 |
0,51 |
77 |
|
Панфилова |
Б |
12,6 |
0,353 |
22 |
|
Советская |
Б |
12,6 |
0,353 |
22 |
Для уличного и внутриквартального освещения используем светильники с лампами ДРЛ (cos = 0,85; tg = 0,62).
Активная расчетная нагрузка уличного освещения, кВт, определяется по формуле:
(3.1)
где Руд.у.о.i – удельная нагрузка i-ой улицы, кВт/км;
li – длина i-ой улицы, км.
кВт.
Активная расчетная нагрузка внутриквартального освещения, кВт, определяется по формуле:
(3.2)
где Руд.вн.кв. – удельная нагрузка внутриквартального освещения, кВт/га, принимается равной 1,2 кВт/га [3];
Fмкр. – площадь микрорайона, га.
кВт.
Расчетная активная нагрузка освещения микрорайона, кВт:
(3.3)
кВт.
Реактивная составляющая нагрузки освещения, кВАр, определяется по формуле:
(3.4)
где – коэффициенты мощности светильников уличного и внутриквартального освещения.
кВАр.
Полная расчетная нагрузка освещения микрорайона, кВА:
(3.5)
кВА.
Суммарная расчетная нагрузка микрорайона определяется по формуле:
(3.6)
где Рр.max – наибольшая из расчетных нагрузок в микрорайоне, кВт;
Рр.i – расчетная нагрузка i-го объекта, кВт;
k у.i – коэффициент участия i-го объекта в максимуме нагрузок, принимается по таблице 2.3.1 [1].
Реактивная составляющая расчетной нагрузки микрорайона, кВАр, определяется по формуле:
(3.7)
Полная расчетная мощность, кВА:
(3.8)
кВА.
От правильного выбора числа и мощности трансформаторов ТП, а также их размещения на территории микрорайона зависит эффективность функционирования системы в целом. Выбор числа трансформаторов зависит от категории надежности и выбранной схемы электроснабжения подключенных потребителей. В частности, для питания потребителей I категории и ответственных потребителей II категории применяются двухтрансформаторные подстанции в сочетании с двухлучевыми схемами питания. Каждый трансформатор при этом питается от отдельной линии, подключенной к независимому источнику питания. В случае отказа одного из трансформаторов другой, в соответствии с допустимой по ПУЭ аварийной перегрузкой, обеспечивает питание почти всех потребителей, подключенных к ТП. Перевод нагрузки с отказавшего трансформатора на оставшийся в работе должен осуществляться автоматически. Для питания потребителей II и III категорий в зависимости от суммарной нагрузки потребителей могут применяться как двух-, так и однотрансформаторные подстанции в сочетании с петлевыми схемами питания. Причем, при применении однотрансформаторных подстанций питание потребителей II категории в аварийном режиме осуществляется от ближайшей ТП посредством перемычки.
Для ориентировочного определения экономически целесообразной мощности трансформаторов в ТП можно применить следующую формулу:
(4.1)
где – плотность нагрузки микрорайона, кВА/км2, определяется по формуле:
, (4.2)
где F – площадь микрорайона, км2.
.
Тогда кВА.
Принимаем ближайшее стандартное значение 630 кВА.
Ориентировочное число ТП определяется по формуле:
(4.3)
где – коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме, при расчетах принимается равным 0,7;
Sтр.ном. – номинальная мощность трансформатора, принятая по формуле (4.1) и округленная до ближайшего стандартного значения, кВА;
nтр. – число трансформаторов ТП. Так как в рассматриваемом микрорайоне имеются потребители I и II категорий, то принимаем число трансформаторов ТП равным двум.
. Принимаем NТП = 2.
Потребители разбиваются на группы, число которых равно числу ТП. Произведем распределение нагрузок по ТП:
ТП1: ЖД1, ЖД2, ЖД3, ЖД4, ЖД5, ЖД6, ул. Панфилова, ул. Ленина, часть внутриквартального освещения.
1/2 часть микрорайона приходящийся на ТП2 с двумя трансформаторами, мощностью 630 МВА не подходит, т.к. мощность микрорайона в аварийном режиме превышает мощности трансформатора, что отрицательно сказывается на трансформаторы. Поэтому эта часть микрорайона была ещё поделена на F/2:
ТП2: ЖД7, ЖД11, ОЗ10, ОЗ12, ул. Строителей, ул.Советская, часть внутриквартального освещения.
ТП3: ОЗ8, ОЗ9, часть внутриквартального освещения.
Определяется установленная мощность каждой ТП в зависимости от подключенных потребителей. Затем действительные значения коэффициентов загрузки сравниваются с допустимыми значениями. Действительные значения коэффициентов загрузки в нормальном и послеаварийном режимах определя ются по формулам:
(4.4)
где Sр.ТП – расчетная мощность ТП, кВА;
Sтр.ном. – номинальная мощность трансформаторов ТП, кВА;
nтр. – число трансформаторов ТП.
Расчетная мощность ТП Sр.ТП определяется в следующей последователь ности.
Вычисляется активная расчетная мощность, подключенная к ТП:
(4.5)
где Рр.ТП.max – наибольшая из расчетных нагрузок, подключенных к данной ТП, кВт;
Рр.i – расчетная нагрузка i-го объекта, кВт;
k у.i – коэффициент участия i-го объекта в максимуме нагрузок, принимается по таблице 2.3.1 [1].
Реактивная составляющая расчетной нагрузки ТП, кВАр, определяется по формуле:
(4.6)
Полная расчетная мощность, кВА:
(4.7)
Полученные по формулам (4.4) коэффициенты не должны превышать следующих значений:
ЖД1, ЖД2, ЖД3, ЖД4, ЖД5, ЖД6, ул. Панфилова, ул. Ленина, часть внутриквартального освещения.
Объединим в условный дом №1 с эл. плитами ЖД1, ЖД3, ЖД6
Общее число квартир: N = 120 + 150 + 112 = 382; число и мощность лифтовых установок: в домах с этажностью
до 12: nлРл = 44,5 =18кВт
и свыше 12: nлРл = 64,5 + 67=69кВт
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв.у.д.1 = 1,28382 =488,23 кВт (по (2.1)).
(общее количество лифтовых установок 8);
(общее количество лифтовых установок 12);
Pс.у.д.1 = 0,7∙18+0,58∙69 = 52,62 кВт (по (2.4)).
Pр.у.д.1 = 488,23 + 0,9∙52,62 = 535,59 кВт (по (2.5)).
Qр.у.д.1 = 488,23 ∙0,2 + 0,9∙52,62 ∙1,17 = 153,056 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
Объединим в условный дом №2 жилые дома 2 и 4 с газовыми плитами. Общее число квартир: N = 72+76=148.
кВт/кв (по (2.2)).
Ркв.у.д.2 = 0,81148 = 120,1 кВт (по (2.1)).
Pс.у.д.2 = 0 (т.к. нет лифтовых установок).
Pр.у.д.2 = 120,1 кВт (по (2.5)).
Qр.у.д.2 = 120,1 ∙0,29 = 34,83 кВАр (по (2.6)).
кВА (по (2.7)).
В итоге, Усл.дом №1, Усл.дом №2, ЖД5 ул. Панфилова, ул. Ленина, часть внутриквартального освещения.
Расчетная мощность нагрузки освещения улиц, питающихся от ТП1:
кВт.
Принимаем, что от ТП1 освещается часть площади микрорайона. Тогда расчетная мощность на внутриквартальное освещение определится следующим образом:
кВт.
Из всех потребителей, подключенных к ТП1, наибольшую расчетную мощность имеет уcловный дом №1 с электрическими плитами.
Находим коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах:
0,6 < 0,706 < 0,9; 1,412 <1,5, следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
ЖД7, ЖД11, ОЗ10, ОЗ12, ул. Строителей, ул.Советская, часть внутриквартального освещения.
Расчетная мощность нагрузки освещения улиц, питающихся от ТП2:
кВт.
Принимаем, что от ТП2 освещается часть площади микрорайона. Тогда расчетная мощность на внутриквартальное освещение определится следующим образом:
кВт.
Из всех потребителей, подключенных к ТП2, наибольшую расчетную мощность имеет ЖД7.
Находим коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах:
0,6 < 0,612 < 0,9; 1,224 <1,5, следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
ОЗ8, ОЗ9, часть внутриквартального освещения.
Принимаем, что от ТП3 освещается часть площади микрорайона. Тогда расчетная мощность на внутриквартальное освещение определится следующим образом:
кВт.
Из всех потребителей, подключенных к ТП2, наибольшую расчетную мощность имеет ОЗ8.
Находим коэффициенты загрузки в нормальном и послеаварийном режимах:
0,6 < 0,7 < 0,9; 1,42 <1,5, следовательно, мощность трансформаторов выбрана верно.
Конструктивно ТП выполнены в виде отдельно стоящих одноэтажных ТП с кабельными вводами. Для уменьшения приведенных затрат в сети 0,4 кВ ТП располагают как можно ближе к центру электрических нагрузок. Координаты центра нагрузок определяются графо-аналитическим методом по следующим формулам:
(4.8)
где Рр.i – электрические нагрузки подключенных к ТП потребителей, кВт;
Xi, Yi – центры нагрузок потребителей, см.
При размещении ТП необходимо предусматривать возможность проезда для производства монтажных и ремонтных работ, удобный подход кабельных линий ВН и НН, а также архитектурные требования застройки селитебной зоны, поэтому допускается перенос центров ТП на небольшое расстояние таким образом, чтобы выполнялись вышеперечисленные требования.
Определяем центры нагрузок потребителей графическим методом. Для этого определим координаты центров зданий (рисунок 2). Результаты занесем в таблицу 6.
Таблица 6 – Координаты центров нагрузок потребителей
|
Здание, тип |
Координаты центра на плане, мм |
Рр.ж.д., кВт |
|
|
Х |
Y |
||
|
ЖД 1 |
45 |
170 |
187,98 |
|
ЖД 2 |
112 |
164 |
71,28 |
|
ЖД 3 |
22 |
145 |
228,99 |
|
ЖД 4 |
84 |
141 |
69,84 |
|
ЖД 5 |
114 |
120 |
163,29 |
|
ЖД 6 |
20 |
112 |
194,1 |
|
ЖД 7 |
20 |
75 |
194,1 |
|
ОЗ 8 (Профтехучил.) |
68 |
88 |
506 |
|
ОЗ 9 (Отделение банка) |
114 |
81 |
13,5 |
|
ОЗ 10 (Гостиница) |
13 |
43 |
40,8 |
|
ЖД 11 |
53 |
14 |
83,52 |
|
ОЗ 12 (Полклиника) |
114 |
16 |
162 |
Определяем координаты ТП по формулам (4.8).
Для ТП1 (ЖД1, ЖД2, ЖД3, ЖД4, ЖД5, ЖД6):
Для ТП2 (ЖД7, ЖД11, ОЗ10, ОЗ12):
Для ТП3 (ОЗ8, ОЗ9):
Отобразим полученные координаты ТП на плане (рисунок 3).
В системах электроснабжения городов (СЭГ) наибольшее распространение получили трех-, и четырехзвенные схемы, выполненные по системе двух напряжений.
В качестве первого звена в системах СЭГ выступают питающие сети высшего напряжения, в состав которых входят понизительные подстанции (ПС) 110(220)/10 кВ, питающие их линии, а также линии, связывающие сеть с источником питания, расположенные на территории города. Как правило, питающая сеть высокого напряжения выполняется в виде кольца 110-220кВ, связывающего территорию города, с расположенными вдоль него понижающими ПС 110(220)/10 кВ, размещаемыми в центрах нагрузок районов города.
В качестве второго звена систем СЭГ выступают питающие сети среднего напряжения 6(10)-20 кВ, представляющие собой совокупность питающих линий среднего напряжения и распределительных пунктов (РП).
Третьим звеном СЭГ является распределительные сети среднего напряжения.
Четвертым звеном системы СЭГ являются ТП на напряжение 6(10)/0.38 кВ.
Пятое и шестое звено представлено кабельными линиями и вводными распределительными устройствами.
Рисунок 4 – Структурная схема построения сетей электроснабжения города
Построение системы электроснабжения производят таким образом, чтобы в нормальном режиме все элементы системы находились под нагрузкой, с максимально возможным использованием пропускной способности этих элементов. Резервирование питания электроприемников потребителей предусматривается в соответствии с их категорийностью при минимальных затратах средств и электрооборудования. При реконструкции действующих сетей максимально используют существующие электросетевые сооружения. Структурная схема СЭС среднего города показана на рис.4
Рис.5- Система электроснабжения среднего города
По числу использованных сетей высокого напряжения - это система 2-х напряжений.
Основные источники питания: а) электростанция 1, расположенная на территории города; б) районная подстанция 2, связанная с энергосистемой.
Согласно п.4.3.9 [1] основным принципом построения распределительной сети 10 кВ для электроприемников второй категории является сочетание петлевых схем 10 кВ, обеспечивающих двухстороннее питание каждой ТП, и петлевых, либо двухлучевых схем 0.38 кВ для питания потребителей.
Так как основную часть нагрузки микрорайона составляют электроприемники 2-й категории, то согласно п.4.3.9 [1] распределительную сеть 10 кВ принимаем петлевой. Схема выбранной распределительной сети среднего напряжения представлена на рис.6.
Рис.6 -Петлевая схема распределительной сети 10 кВ
Схемы распределительной сети напряжением 0.38 кВ показаны на рис.7,8,9.
Рисунок 7 – Двухлучевая схема с АВР
Рисунок 8 – Двухлучевая схема без АВР
Рисунок 9 – Радиальная схема без резервирования
Ввиду этих требований можно применить два варианта схем: 1-петлевая схема с присоединением линий к одной ТП (рис.7.); 2-двухлучевая схема одностороннего питания(рис.8).
В петлевой схеме практически всегда бывают значительные перетоки мощности, что ведет к повышенным ее потерям, а это не допустимо с экономической точки зрения;
В петлевой схеме очень сложно обеспечить требуемый уровень напряжения у самого удаленного от ТП потребителя, как в нормальном так и в послеаварийном режиме, а если и удастся это сделать, то значение напряжения на шинах ТП будет слишком завышено (может не уложиться в 5-ти процентный запас);
Согласно пункта 1.2.19 [2] питание приемников II категории допускается по двум параллельным кабелям, питание электроприемников III категории допускается по радиальной схеме одним кабелем.
С учетом всего изложенного принимаем двухлучевую распределительную сеть низкого напряжения для потребителей микрорайона 1 и 2 категории. Для электроприемников 3 категории применяем радиальную схему без резервирования.
Допускается запитывать до четырех зданий шлейфом при условии, что последующие здания имеют категорию по надежности электроснабжения не выше предыдущих. Шлейфом соединены: ЖД1, ЖД2 и ЖД6; ЖД5 и ЖД2; ОЗ12 и ЖД11.
Принципиальная схема соединения шлейфом показана на рисунке 10. Схема соединения для остальных зданий аналогична.
Рисунок 10 – Схема соединения шлейфом для ЖД11 и ЖД12, ЖД5 и ЖД2
Схема распределительной кабельной сети напряжением 0,4 кВ показана на рисунке 11, сеть уличного освещения – на рисунке 12.
Рисунок 12 – Сеть уличного освещения
Проведя расчет заданного микрорайона, было определено, что здания микрорайона будут питаться от трех ТП, с трансформаторами мощностью-ТП1 по 630 кВА и две других ТП (ТП2 и ТП3) с трансформаторами мощностью по 400 кВА. Коэффициенты загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах соответствуют требованиям нормативных документов.
В свою очередь каждая трансформаторная подстанция питается по кабельной линии 10 кВ, магистраль которой пролегает вне территории микрорайона.
Система электроснабжения для среднего города представлена на рисунке 5. Схема питания микрорайона показана на рисунке 6. Так как в микрорайоне имеются потребители I и II категории, согласно ПУЭ, для электроснабжения микрорайона применяем комбинированную петлевую двухлучевую схему с двухсторонним питанием.
Распределительная сеть микрорайона напряжением 0,38 кВ (кабельные линии) выбрана, учитывая требования, предъявляемые к электроснабжению приемников электроэнергии согласно их категории.
Рисунок 3 – Координаты ТП
Условный масштаб 1:2824
ул. Советская
ул. Ленина
ул. Панфилова
ул. Строителей
ЗТП3
2400
ЗТП2
2400
14
13
12
11
3
8
6
7
5
4
9
10
2
1
2
3
4
5
6
7
14
15
16
17
18
1
8
0
9
10
11
12
13
21
22
ЗТП1
2630
ЗТП1
2630
ЗТП2
2400
Рисунок 11 – Координаты ТП
Условный масштаб 1:2824
ЗТП3
2400
ул. Советская
ул. Ленина
ул. Панфилова
ул. Строителей
ВРУ
ЖД11
QS6
QS5
0,4 кВ
ТП
0
ВРУ
ОЗ 8
QS3
КЛ1
FU1
QS1
0,4 кВ
АВР
ТП3
ТП2
Q2
ТП1
ЦП (РП)
Q1
ЗТП1
2630
КЛ2
QS4
FU2
QS2
АВР
ВРУ
ЖД12
QS3
КЛ1
FU1
QS1
ВРУ
ЖД4
ОЗ10
0,4 кВ
ТП
QS2
ул. Советская
ул. Ленина
ул. Панфилова
ул. Строителей
Условный масштаб 1:2824
ЗТП2
2400
ЗТП3
2400
КЛ
FU
QS1
0,4 кВ
ТП
КЛ2
QS4
FU2
QS2
АВР
ВРУ
ЖД1, ЖД2
ЖД3, ЖД5
ЖД6, ЖД7
ЖД11, ОЗ9
ОЗ12
QS3
КЛ1
FU1
QS1
ТП
КЛ2
QS4
FU2
QS2
АВР
АВР
Рисунок 2 – Определение центров нагрузок
III
II
II
II
II
II
ул. Советская
Х
13
12
11
10
0
9
8
7
6
5
4
3
2
1
ул. Строителей
12
10
11
14
13
15
9
4
5
6
7
8
3
2
1
ул. Ленина
ул. Панфилова
III
II
II
I
II
II
Условный масштаб 1:2824