Расчет энергетических нагрузок микрорайона

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    208,64 Кб
  • Опубликовано:
    2013-02-20
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчет энергетических нагрузок микрорайона

Задания


Задание № 1. Классификация электрооборудования зданий.

Электрооборудование - это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для выполнения определенных функций. Оно может обеспечивать безопасную и надежную работу, если конструкционное исполнение соответствует условию окружающей среды и режимам работы.

Для правильного выбора электрооборудования следует учесть следующие условия:

климатическое исполнение;

место (категория) размещения;

степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости;

специфические условия эксплуатации (взрывоопасность, химически агрессивная среда).

Климатическое исполнение определяется ГОСТ 15150-69. В соответствии с климатическими условиями обозначается следующими буквами:

У (N) - умеренный климат;

ХЛ (NF) - холодный климат;

ТВ (ТН) - тропический влажный климат;

ТС (ТА) - тропический сухой климат;(U) - все климатические районы, на суше, реках и озерах;

М - умеренный морской климат;

ОМ - все районы моря;

В - все макроклиматические районы на суше и на море.

Категории размещения:

- на открытом воздухе;

- помещения, где колебания температуры и влажности не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе;

- закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь));

- помещения с искусственным регулированием климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь), наружного воздуха);

- помещения с повышенной влажностью (длительное наличие воды или конденсированной влаги).

Климатическое исполнение и категория размещения вводится в условное обозначение типа электротехнического изделия.

Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости определяется ГОСТ 14254-80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней, от 0 до 6, от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости.

По защите от поражения электрическим током электрооборудование бывает:

оборудование класса 0 - оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией; при этом отсутствует электрическое соединение открытых проводящих частей, если таковые имеются, с защитным проводником стационарной проводки.

При пробое основной изоляции защита должна обеспечиваться окружающей средой (воздух, изоляция пола и т.п.).

оборудование класса I - оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки.

В этом случае открытые проводящие части, доступные прикосновению, не могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции после срабатывания соответствующей защиты оборудование класса II - оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции.

В оборудовании класса II отсутствуют средства защитного заземления и защитные свойства окружающей среды не используются в качестве меры обеспечения безопасности.

оборудование класса III - оборудование, в котором защита от поражения электрическим током основана на питании от источника безопасного сверхнизкого напряжения и в котором не возникают напряжения выше безопасного сверхнизкого напряжения.

Задание 2. Характеристика распределительных устройств низкого напряжения нового поколения.

В состав КТП-комплектных трансформаторных подстанций входят устройства со стороны высшего напряжения, трансформаторов и распределительные устройства РУНН.

РУНН 0,4 кВ - распределительное устройство 0,4 кВ со стороны низшего напряжения РУНН, как правило, состоит из шкафов ввода низшего напряжения, шкафов отходящих линий и секционного шкафа (для 2КТП).

В РУНН устанавливаются выключатели отходящих линий стационарного или выдвижного исполнения.

Распределительное устройство низкого напряжения РУНН-0,4 кВ состоит из набора шкафов:

шкаф низковольтный вводной - ШНВ;

шкаф низковольтный линейный - ШНЛ;

шкаф низковольтный секционный - ШНС (только в двухтрансформаторных КТП);

шкафа учета - ШНУ (по заказу);

шкаф сигнализации (по заказу).

Основные характеристики РУНН представлены в таблице 1:

Таблица 1

Наименование параметра

Значение параметров РУНН для типов КТП



КТП-400

КТП-630

КТП-1000

КТП-1600

КТП-2500

1.

Мощность силового трансформатора, кВА

400

630

1000

1600

2500

2.

Номинальное напряжение на стороне НН, кВ

0,4

0,4

0,4

0,4

0,4

3.

Номинальный ток сборных шин НН, А

630

1000

1500

2300

4100

4.

Ток термической стойкости сборных шин в течении 1с на стороне НН, кА

20

25

25

31,5

40

5.

Ток электродинамической стойкости сборных шин на стороне НН, кА

30

50

50

70

100

6.

Номинальный ток отходящих линий, А

100 160 250

160 200 250 320 400

160 200 250 320 400 630 800 1000

250 320 400 630 800 1000 1600

400 630 800 1000 1600

7.

Масса, кг

В зависимости от заказа по набору шкафов РУНН

РУНН классифицируются по следующим признакам, которые представлены в таблице 2:

Таблица 2

Признаки классификации РУНН в составе КТП

Исполнение

1.

По типу силового трансформатора

С масляным трансформатором; с герметичным масляным трансформатором; с герметичным трансформатором с негорючим жидким диэлектриком; с сухим трансформатором, с трансформатором с литой изоляцией.

2.

По способу выполнения нейтрали трансформатора на стороне НН

С глухозаземлённой нейтралью; с изолированной нейтралью

3.

По взаимному расположению изделий

Однорядное, двухрядное

4.

По числу применяемых силовых трансформаторов

С одним трансформатором, с двумя трансформаторами

5.

Наличие изоляции шин

С неизолированными шинами

6.

По выполнению выводов (шинами, кабелями)

Вывод вверх; вывод вниз; вывод вверх, вниз

7.

По климатическим исполнениям и месту размещения

Категория 3; исполнение УХЛ, У

8.

По виду оболочек и степени защиты

Для У3 - IP31, с выходом на ШМА и кабельным выходом вверх - IP30, по ГОСТ 14254.

9.

По способу установки автоматических выключателей

С выдвижными выключателями

10.

По назначению шкафов РУНН

Вводные - В Линейные - Л Секционные - С Учёта - У

Задание № 3. По приложению 1 и приложению 2 вычертить план микрорайона застройки и выписать характеристику зданий согласно варианта.

Рисунок 1

Таблица 3

№ здания

Наименование постройки

Число квартир

Площадь и кол-во посадочных мест

1) 1,5,13, 20

Магазин

-

300 м2

2) 8,16

Кафе, столовая

-

80 мест

3) 2,3,4,6,9,7,17

Жилой дом, 9-ти этажный, три лифта

108

-

4) 10,12,11,14,18, 19

Жилой дом, 12-ти этажный, четыре лифта

192

-

5) 15

Жилой дом, 16-ти этажный, шесть лифтов

384

-


Найти: Ррасч задания, Qрасч. задания, åРрасч, åQрасч., åSрасч, а также Ррасч å, Qрасч å, Sрасчå. Результаты расчетов свести в таблицу 2.

Используя справочные данные, определим удельное потребление мощности для каждого типа здания:

магазин продовольственный с кондиционированием: 0,14 кВт/м2;

магазин промтоварный с кондиционированием: 0,11 кВт/м2;

кафе, столовая: 0,90 кВт/место;

жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир: 0,6 кВт/квартира;

жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры: 0,5 кВт/квартира;

жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384: 0,45 кВт/квартира;

Используя справочные данные, определим коэффициент мощности  для каждого типа здания:

магазин продовольственный с кондиционированием: 0,8;

магазин промтоварный с кондиционированием: 0,9;

кафе, столовая: 0,98;

жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир: 0,93;

жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры: 0,92;

жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384: 0,92;

Определим коэффициент реактивной мощности для каждого типа здания по формуле:

 (1)

магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384:


Определим расчетную нагрузку каждого типа зданий по формулам:

жилой дом с лифтами:

 (2)

где: удельная мощность 1м2, кВт/м2;

n - количество квартир;

номинальная мощность двигателя лифта, кВт; Если дом имеет до 9 этажейкВт, если дом имеет 10 этажей и болеекВт;

N - число лифтов.

административное здание или торговое здание:

 (3)

где: удельная мощность 1м2, кВт/м2;

занимаемая площадь, м2.

 (4)

где: удельная мощность 1м2, кВт/м2; m - число мест.

Таким образом: магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384:


Определим реактивную мощность каждого типа зданий по формуле:

 (5)

где

коэффициент реактивной мощности.

Таким образом:

магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:


Суммарные потребляемые мощности однотипных зданий определяются по формуле:

 (6)

где

активная мощность здания;

К - количество зданий.

Таким образом:

магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:


Определим активную мощность всех зданий:


Суммарные реактивные мощности однотипных зданий определяются по формуле:

 (7)

где реактивная мощность здания;

К - количество зданий.

Таким образом:

магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:


Определим активную мощность всех зданий:


Полная мощность каждого здания определяется по формуле:

 (8)

Таким образом: магазин продовольственный с кондиционированием:


магазин промтоварный с кондиционированием:


кафе, столовая:


жилой дом, 9 этажей, три лифта:


жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:


жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:


Определим полную мощность всех зданий:


Проведем проверку:

 (9)


Результаты расчетов представим в таблице 4:

Таблица 4 - Расчет электрических нагрузок

№ задания

Наименование здания и его характеристика

cos φ

tg φ

Удельное потребление кВт/кв, кВт/м2, кВт/место

Ррасч здания кВт

Qрасч здания квар

åРрасч кВт

åQрасч квар

åSрасч кВА

1,13

Магазин

0,8

0,75

0,14

42

31,5

84

63

105

5, 20

Магазин

0,9

0,484

0,11

33

16

66

32

73,8

8,16

Кафе, столовая

0,98

0, 203

0,9

72

14,6

144

29,2

146,9

2,3,4,6,9,7,17

Жилой дом, 9 этажей, три лифта

0,93

0,395

0,6

72,9

28,8

510,3

201,6

548,7

10,12,11,14,18,19

Жилой дом, 12 этажей, четыре лифта

0,92

0,426

0,5

123

52,4

738

314,4

802,2

15

Жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов

0,426

0,45

213,3

90,9

213,3

90,9

231,9








Ррасч å 1755,6

Qрасч å 731,1

Sрасчå 1907,7

Задание № 4. Определить координаты центра энергетических нагрузок микрорайона. Согласно плана в приложении 1 определить координаты каждого задания. Занести в таблицу 5. При этом используются масштабные данные, указанные на плане микрорайона.

Целью задания является определение координат центра энергетических нагрузок микрорайона.

План, на котором расположено распределение нагрузок потребителей в масштабе, называется картограммой нагрузок. В расчетном центре энергетических нагрузок наиболее выгодно экономически сооружать источники питания потребителей. Таковыми являются трансформаторные подстанции (ТП). От этих ТП-10 (6) /0,4 кВ выполняется разводка распределительной сети 0,4 кВ до отдельных объектов. При этом протяженность трасс линии будет минимальной.

Если по каким-либо причинам сооружение ТП-10 (6) /0,4 кВ невозможно в расчетном центре энергетических нагрузок, то ее стараются максимально приблизить к этому центру.

Координаты центра энергетических нагрузок определяются по формулам:

абсцисса ЦЭН:

 (10)

ордината ЦЭН:

; (11)

В таблице 5 представим координаты каждого здания:

Таблица 5 - координаты здания

№ задания

Ррасч

Х, м

У, м

1

42 кВт

40

540

2

72,9 кВт

180

550

3

72,9 кВт

440

565

4

72,9 кВт

715

550

5

33 кВт

918

500

6

72,9 кВт

30

450

7

72,9 кВт

298

405

8

72 кВт

725

465

9

72,9 кВт

935

405

10

123 кВт

298

245

11

123 кВт

410

280

12

123 кВт

712

378

13

42 кВт

918

315

14

123 кВт

712

285

15

213,3 кВт

122

205

16

72 кВт

549

120

17

72,9 кВт

800

158

18

123 кВт

340

25

19

123 кВт

635

25

20

33 кВт

795

30


Определим координаты центра энергетических нагрузок Хо, Уо, по формулам (10), (11):


Укажем полученные координаты на плане микрорайона, который представлен в приложении 1.

Так как разместить ТП по указанным координатам невозможно, то выбираем максимально близкие к рассчитанным координаты.

Задание 5. Расчет распределительной сети 0,4 кВ микрорайона. На плане микрорайона застройки вычертить распределительные сети 0,4 кВ от КТП - 10/0,4 кВ, расположенной в рассчитанном центре энергетических нагрузок, до каждого здания.

Определить длину каждой линии, учитывая масштабные данные территории.

Выбрать марку кабелей распределительной сети по двум условиям:

а) по нагреву рабочим током;

б) по потере напряжения в линии;

Результаты расчета распределительной сети свести в таблицу 6.

Выбор кабелей до 1 кВ выполняется по двум условиям:

а) по нагреву рабочим током.

б) проверяется выбранная марка кабеля по потере напряжения

Как правило, выбираются кабели четырех или пятижильные с алюминиевыми или медными жилами.

Прокладка кабелей выполняется в траншеях.

 (12)

где K1 - поправочный коэффициент, учитывающий отклонение температуры окружающей среды от нормальной. K1=l

К2 - поправочный коэффициент, учитывающий наличие в одной траншее нескольких кабелей. К2=2.

 (13)

где Uном=380 В;доп - допустимый ток для кабеля стандартным сечением жил, А;

Таким образом,

магазин продовольственный с кондиционированием:

,

магазин промтоварный с кондиционированием:

,

кафе, столовая:

,

жилой дом, 9 этажей, три лифта:

,

жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:

,

жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:

,

Произведем выбор питающих проводов:

для  выбираем кабель А-10,

для  выбираем кабель А-10,

для  выбираем кабель А-25,

для  выбираем кабель А-25,

для  выбираем кабель А-50,

для  выбираем кабель А-95,

Проверяем выбранную марку кабеля по потере напряжения:

 (14)

где DUрасч% - расчетная потеря напряжения, в %;- длина линии, км;

энергетическая нагрузка микрорайон электрооборудование

t0, Х0 - удельные активные и индуктивное сопротивления марки кабеля, Ом/км;

; (15)


Для кабеля марки удельные активное и реактивное сопротивления выбираем исходя из сечения провода:

А-10: t0=1,84 Ом/км, Х0=0,11 Ом/км

А-25: t0=0,74 Ом/км,, Х0=0,091 Ом/км

А-50: t0=0,39 Ом/км,, Х0=0,083 Ом/км

А-95: t0=0,20 Ом/км,, Х0=0,078 Ом/км

Таким образом, согласно формулы (14):

Условия проверки

 (16)

Если расчетная потеря напряжения будет более 5%, необходимо выбрать кабель большего сечения или с медными жилами


Так как потери напряжения оказались менее 5%, то выбранные сечения кабеля оставляем без изменений.

Расчет распределительной сети 0,4 кВ сведем в таблицу 6.

Таблица 6 - Распределительные сети 0,4 кВ

№ линии Ррасч здания кВт  Iраб А      Марка

кабеляIдоп

Аl

кмt0

Ом/кмХ0

Ом/кмDUрасч

%DUдоп£5%








ТП-зд1

42

80

0,8/0,6

А-10

50

0,67

1,84

0,11

3,8


ТП-зд2

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,52

0,74

0,091

2,0


ТП-Зд3

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,26

0,74

0,091

1,0


ТП-Зд4

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,48

0,74

0,091

1,84


ТП-Зд5

33

60

0,9/0,44

А-10

50

0,63

1,84

0,11

2,93


ТП-Зд6

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,84

0,74

0,091

2,9


ТП-Зд7

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,31

0,74

0,091

1, 19


ТП-Зд8

72

110

0,98/0,2

А-25

85

0,46

0,74

0,091

1,7


ТП-Зд9

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,56

0,74

0,091

2,15


ТП-Зд10

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0,28

0,39

0,083

0,91


ТП-Зд11

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0

0,39

0,083

0


ТП-Зд12

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0,32

0,39

0,083

1,14


ТП-Зд13

42

80

0,8/0,6

А-10

50

0,58

1,84

0,11

3,29


ТП-Зд14

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0,14

0,39

0,083

0,5


ТП-Зд15

213,3

350

0,92/0,39

А-95

215

0,33

0,2

0,078

4,9


ТП-Зд16

72

0,98/0,2

А-25

85

0,24

0,74

0,091

0,8


ТП-Зд17

72,9

120

0,93/0,37

А-25

85

0,46

0,74

0,091

1,77


ТП-Зд18

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0,24

0,39

0,083

0,86


ТП-Зд19

123

200

0,92/0,39

А-50

140

0,33

0,39

0,083

1,2


ТП-зд20

33

60

0,9/0,44

А-10

50

0,6

1,84

0,11

2,82




Список использованных источников


1. "Электрические сети предприятий и гражданских зданий". Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 270116 "Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий" -  Новый Уренгой, 2007.

. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения. - М.: Форум-Инфра, 2006.

. Белоусенко И.В., Шварц Г.Р., Великий С.Н., Ершов М.С., Яризов А.Д. Новые технологии и современное оборудование в электроэнергетике газовой промышленности. - М.: Недра, 2002.

. Воробьев А.Ю., Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. - М.: Эко-Трэнд, 2202.

. Козлов В.А. Электроснабжение городов. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

. Никифоров А.Д., Бакиев Т.А., Метрология, стандартизация и сертификация. - М., ВШ., 2005

 


Приложения


Приложение 1. План микрорайона. Определение центра энергетических нагрузок

 


Приложение 2. План микрорайона. Распределительная сеть микрорайона

Похожие работы на - Расчет энергетических нагрузок микрорайона

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!