Электроснабжение жилого микрорайона
ВВЕДЕНИЕ
Развитие нетрадиционных видов энергетики в Крыму
По мнению экспертов, Крым является наиболее
перспективным регионом для развития нетрадиционной энергетики. Крым является
энергодефицитным регионом. Их физический износ приводит к существенным потерям
электроэнергии. Кроме того, динамичное развитие курортно-рекреационной сферы
Крыма ведет к дальнейшему росту потребления электроэнергии. Все эти факторы
вызывают необходимость поиска новых альтернативных источников энергии и
внедрения энергосберегающих технологий.
Крымский полуостров имеет благоприятное
географическое положение, которое способствует развитию альтернативных
источников энергии.
Наиболее распространенные альтернативные
источники энергии в Крыму - это:
· Солнечная энергетика
· Ветроэнергетика
· Малая гидроэнергетика
· Геотермальные установки
Солнечная энергетика
Вся история солнечных батарей укладывается в
последние полвека. Впервые они были изобретены в 50-х гг., первое применение
нашли в космосе. Лишь позже они спустились на Землю и стали верно служить
человечеству. На крымском полуострове уровень солнечной активности
приравнивается к уровню на территории Северной Италии, где на сегодняшний день
используется огромное количество солнечных инсталляций.
На полуострове западные специалисты подошли с
ответственностью к выбору места под будущий «Солнечный парк».
В первую десятку крупнейших солнечных
электростанций мира вошли сразу две построенные в 2011 году компанией
ActiveSolar в Крыму - в Перово и Охотниково.
Для энергетического комплекса Крыма точкой
начала координат стал 2010 год. Тогда компания «Актив Солар» начала
строительство крупных - даже по европейским меркам - электростанций, работающих
на солнечной энергии.
Два следующих года дали значительный прирост
выработки «зеленой» электроэнергии, продолжения этой экспансии ждали и в 2013
году, но солнечный рекорд прошлых лет не повторился. В Крыму уже построены
четыре промышленные солнечные электростанции, их общая мощность составляет
более 220 мегаватт (около 1/4 атомного энергоблока). Этого достаточно, чтобы
обеспечить потребности в электричестве более 57 тысяч домохозяйств. Эксперты
утверждают, что солнечная энергетика является одной из наиболее перспективных и
динамично развивающихся отраслей мировой экономики.
Ветреная энергетика
Наиболее перспективным эксперты считают развитие
в Крыму ветроэнергетики. Известно, что мировые запасы энергии ветра более чем в
сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. В Крыму мощность всех
существующих ВЭС составляет всего 45,8 МВт.
Кроме уникальных природно-климатических
особенностей, развитие в Крыму ветроэнергетики возможно в связи с наличием
свободных земельных площадей, пригодных для размещения ВЭС, а также из-за
высоких экологических требований к энергопроизводящим и топливопотребляющим
объектам, связанных с развитием в регионе индустрии отдыха и туризма. По мнению
экспертов, использование ветровой энергии не территории Крыма возможно по двум
основным направлениям. Во-первых, это строительство ВЭС мощностью более 100
кВт, которые будут работать параллельно с общей энергосистемой. Во-вторых,
строительство ветроустановок небольшой мощности для обеспечения энергией
отдельных объектов (ферм, жилых зданий и других). Однако на практике развитие в
Крыму ветроэнергетики сталкивается с серьезными проблемами:
. Недостаточно мощности. Для того чтобы
реализовать на территории Крыма «наполеоновские» планы ученых, необходима
установка ветрогенераторов с единичной мощностью 2-3 МВт. В «Крымэнерго»
говорят, что сети не смогут обеспечить стабильную подачу электроэнергии такой
мощности. Поэтому Крым за счет нескольких ВЭС сегодня обеспечивает только 1% от
своих потребностей в электроэнергии.
. Недостаточно средств. При разработке
ВЭС в Крыму государство сообщило, что не имеет достаточных финансов для
спонсирования данного проекта и отказалось сотрудничать.
В том числе и потому, что развитие сети мощных
ВЭС способно нанести убытки имеющим серьезное лобби в государственных
структурах энергетическим компаниям.
Появление в Крыму дополнительных мощностей
ветровых электрических станций даст импульс для ускоренной реконструкции
электрических сетей, позволит решить ряд социальных задач, связанных с
созданием новых рабочих мест и выполнением производственных заказов на крымских
предприятиях. Но пока что все это светлое будущее, нарисованное на бумаге.
Малая гидроэнергетика
В Крыму имеется большое количество рек с
расходом воды 2 м/сек, достаточным для работы турбины, на которых можно
установить каскад микроГЭС. Турбины малой мощности (опытные образцы) уже
изготовлены и ждут своего внедрения. МикроГЭС - это экологически чистые
предприятия, они могли бы снабжать электроэнергией туристские предприятия
горного Крыма, службы заповедников и другие удаленные точечные объекты.
Освоение потенциала малых рек и использование
свободного напора в существующих системах водоснабжения и канализации городов
Крыма с использованием установок малой гидроэнергетики помогает решить проблемы
улучшения энергоснабжения многочисленных потребителей и их экологической
безопасности.
К объектам малой гидроэнергетики относятся
мини-ГЭС - мощностью до 100 кВт, микро-ГЭС - до 100 кВт и собственно малые ГЭС
- 15-25 МВт.
Общая устанавливаемая мощность малых
гидроэлектростанций в Крыму может составить около 6900 кВт, в том числе на
:Чернореченском водохранилище - 3200 кВт, Партизанском - 250 кВт, Межгорном -
730 кВт, Ялтинской системе - 2100 кВт, Феодосийском водохранилище - 170 кВт,
канализационных очистных сооружениях Феодосии - 200 кВт, Керчи - 250 кВт.
Внедрение данных энергосберегающих мероприятий
позволит сократить на 25 -80% потребление электроэнергии на существующих
инженерных сооружениях и сетях жилищно-коммунального хозяйства Автономной
Республики Крым и улучшить экологическую обстановку в санаторно-курортных зонах
Крыма.
Эксплуатация малых ГЭС в Крыму дает возможность
дополнительно производить до 5 млн кВт/ч электроэнергии в год, что эквивалентно
ежегодной экономии до 1,5 тыс. т дефицитного органического топлива.
К основным направлениям развития малой
гидроэнергетики в Крыму следует отнести:
установку на малых реках свободнопотоковых
микро-ГЭС мощностью от 0,5 до 5,0 кВт;
проведение работ по созданию атласа малых рек
Крымского региона с определением сезонных расходов воды, скорости течения на
разных уровнях высоты паводков и др. данных;
уточнение потенциала гидроэнергетических
ресурсов малых рек и существующих инженерных гидросооружений для строительства
микро-ГЭС;
разработку инвестиционных проектов по
строительству объектов малой гидроэнергетики;
разработку системы государственного
стимулирования внедрения установок малой гидроэнергетики.
Геотермальные установки
Основные перспективные направления использования
геотермальной энергии в Автономной Республики Крым и технические решения по их
реализации определены и разработаны институтом технической теплофизики Национальной
Академии наук (НАН). В настоящее время доведены до опытно-промышленной и
промышленной стадии внедрения следующие технологии и установки по использованию
геотермальной энергии:
системы геотермального теплоснабжения населенных
пунктов, промышленных, сельскохозяйственных, социальных, коммунально-бытовых и
др. объектов;
геотермальные электростанции;
системы тепло- и хладоснабжения с подземными
аккумуляторами теплоты;
геотермальные сушильные установки для сушки
различной сельхоз-продукции, лекарственных трав и др.;
геотермальные холодильные установки;
системы геотермального теплоснабжения теплиц.
В то же время, для широкого развития
геотермальной энергетики в Крыму требуется проведение первоочередных научных и
технических работ в следующих направлениях:
обоснование ресурсо-сырьевой базы; составление
кадастров перспективных месторождений, перечень скважин, которые показывали
наличие геотермальных ресурсов; постановка задач по организации поисковых
геологоразведочных работ;
обоснование возможности и определение
целесообразности создания промышленных теотермальных электростанций
установленной мощностью от 10 до 100 МВт;
разработка обоснований, проектирование и
создание сети геотермальных энергоустановок небольшой мощности (0,5-3,0 МВт),
которые бы работали на основе эксплуатации отдельных высокопродуктивных скважин
на маломощных месторождениях и максимальной унификацией оборудования (создание
блочно-модульных установок заводской подставки);
обоснование возможности и целесообразности
создания систем и установок для комбинированного использования геотермального
тепла (от70°С) и органического топлива и строительства специальных ГеоТЭЦ на
перспективных месторождениях;
обоснование создания систем геотермального
теплоснабжения крупных населенных пунктов в перспективных районах мощностью
10-100 МВт;
привлечение в топливно-энергетический комплекс
Крыма тепловых геотермальных ресурсов, имеющихся на действующих нефтегазовых
месторождениях с использованием существующего и вводимого фонда скважин и
действующего оборудования, создание сети мелких установок геотермального
теплоснабжения и горячего водоснабжения мощностью 1-5 МВт с использованием
отдельных высокопродуктивных скважин, а также создание систем и установок за
пределами нефтяных и газовых месторождений;
создание технологий и оборудования для
привлечения тепла «сухих» горных пород и строительство на их основе систем
геотермального теплоснабжения.
Растущие ежегодно инвестиции в альтернативные
источники энергии в Крыму составляют уже четверть всех инвестиций в сектор энергетики.
По некоторым прогнозам к 2040 году альтернативные источники энергии в Крыму
будут удовлетворять более 50 % потребностей полуострова в электричестве. Все
прибрежные территории Черного и Азовского морей, а также области горного Крыма
идеально подходят для создания ветряных электростанций. Только в прошлом году
были введены в эксплуатацию более 500 ветрогенераторов с показателем общей
мощности 60 МВт и произведено свыше 25 тыс. кВт - часов электроэнергии. В
дальнейшем ожидается реализация очень крупных инвестиционных проектов в области
ветровой энергетики на Керченском и Тарханкутском полуостровах.
Крым - это курортный регион. В связи с этим
необходимо применение экологически чистых источников энергии. Совет Министров
АРК рассматривает возобновляемую энергию, как приоритетную в сфере топливно -
энергетического комплекса. Нетрадиционные источники энергии позволят не только
снизить потребление органического топлива, но и улучшить общее экологическое
состояние полуострова.
Так, что еще раз можно с гордостью и
уверенностью сказать, что альтернативные источники энергии в Крыму - это
экологическое будущее нашего полуострова!
1. Общая часть
.1 Характеристика
зданий микрорайона
Микрорайон, представленный в этой курсовой
работе, имеет 4 здания, 2 из которых электрифицированные жилые дома, 1 детский
сад и 1 универсам. Расстояние от подстанции до данного микрорайона l=0,4км.
Отношение минимального тока короткого замыкания к максимальному току короткого
замыкания равна Iк.з.мин\ Iк.з.макс=26\32
кА
· Первый электрифицированный жилой дом
располагается в корпусе №8 и имеет 125 квартир, 16 этажей и 4 подъезда,
соответственно 4 лифта, установленная мощность которых составляет Руст=9кВт., а
.
· Второй электрифицированный жилой дом
располагается в корпусе №23 имеет 223 квартир, 16 этажей и 6 подъездов,
соответственно 6 лифтов, установленная мощность которых составляет Руст=11
кВт., а .
· Детский сад располагается в корпусе
№46, имеет 280 мест, одноэтажное здание. Удельный показатель данного здания
0,4; а .
· Универсам располагается в корпусе
№8А и имеет площадь 700м2. Удельный показатель данного здания 1, а .
1.2 Выбор схемы
электроснабжения микрорайона
Существует 3 вида схем электрических сетей:
радиальные, магистральные и смешанные.
При радиальной схеме электроснабжение
осуществляется линиями, не имеющими распределение энергии по их длине.
Радиальные схемы выполняются изолированными кабелями или проводами. Они
применяются:
· Для питания нагрузок большой
мощности
· При неравномерном размещении
электропривода в цехе
· Для питания ЭП во взрывоопасных,
пожароопасных и пыльных помещениях.
Достоинства радиальной схемы:
. Высокая надежность питания, т.к.
аварийное отключение одной линии не отражается на электроснабжении остальных
потребителей.
. Удобство эксплуатации и автоматизации.
Недостатки радиальной схемы:
.Большой расход продукции
.Большое количество коммутационной и защитной
аппаратуры
.Ограниченая гибкость сети при перемещении ЭП
Магистральные схемы - это линии питающие
потребителей и имеющие распределение энергии по длине.
При магистральной схеме ЭП могут быть подключены
в любой точке магистрали.
Такие схемы выполняются кабелями, шинами,
проводами.
Достоинства магистральной схемы:
.Лучшая загрузка линий.
. Упрощение схем коммутации защиты
. Высокая гибкость сети, дающая возможность
свободно перемещать технологическое оборудование.
. Более высокая экономичность, так как
уменьшаются расходы на сооружение линий, расход цветных металлов,
коммутационной и защитной аппаратуры.
. Возможность ведения монтажа индустриальными
методами.
Недостатки магистральных схем:
.Схема менее надёжна
.Трудности при отыскании места повреждения
магистрали.
Для того чтобы правильно выбирать различные
схемы электроснабжения жилых домов, необходимо знать о трех категориях
обеспечения надежности электроснабжения электроустановок.
Самая простая категория - третья. Она
предусматривает питание жилого дома от трансформаторной подстанции посредством
одного электрического кабеля. При этом при возникновении аварийной ситуации
перерыв в электроснабжении дома должен быть менее 1 суток.
При второй категории надежности электроснабжения
жилой дом запитан двумя кабелями, подключенными к разным трансформаторам. В
этом случае при выходе из строя одного кабеля или трансформатора,
электроснабжение дома на время устранения неисправности осуществляется
посредством одного кабеля. Перерыв в электроснабжении допускается на время,
необходимое дежурному электротехническому персоналу для подключения нагрузок
всего дома к работающему кабелю.
Есть две разновидности питания дома от двух
разных трансформаторов. Либо нагрузки дома равномерно распределены по обоим
трансформаторам, а в аварийном режиме подключены к одному, либо в рабочем
режиме задействован один кабель, а второй является резервным. Но в любом случае
кабели подключены к разным трансформаторам. Если в электрощитовую дома
проложены два кабеля, один из которых является резервным, но имеется
возможность подключать эти кабели только к одному трансформатору подстанции, то
мы имеем только третью категорию надежности.
При первой категории надежности электроснабжения
жилой дом запитан двумя кабелями, так же как и при второй категории. Но при
выходе из строя кабеля или трансформатора, нагрузки всего дома подключаются к
работающему кабелю при помощи устройства автоматического включения резерва
(АВР).
Существует особая группа электроприемников
(пожарная сигнализация, системы дымоудаления при пожаре, эвакуационное
освещение и некоторые другие), которые всегда должны быть запитаны по первой
категории надежности. Для этого используют резервные источники электроснабжения
- аккумуляторные батареи и небольшие местные электростанции.
По существующим нормативам по третьей категории
надежности осуществляют электроснабжение домов с газовыми плитами высотой не
более 5 этажей, дома с электроплитами с количеством квартир в доме менее 9 и
дома садоводческих товариществ.
Электроснабжению по второй категории надежности
подлежат дома с газовыми плитами высотой более 5 этажей и дома с электроплитами
с количеством квартир более 8.
По первой категории надежности в обязательном
порядке осуществляют электроснабжение тепловых пунктов многоквартирных домов, в
некоторых домах и лифты. Следует отметить, что по первой категории в основном
осуществляют электроснабжение некоторых общественных зданий: это здания с
количеством работающих свыше 2000 человек, операционные и родильные отделения
больниц и т. д.
В жилых и общественных зданиях линии групповой
сети, прокладываемые от групповых щитков до штепсельных розеток, выполняют
трехпроводными линиями (фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводники)
Так как в данном микрорайоне дома имеют 16
этажей, они относятся ко второй категории надёжности. В данном случае применима
схема с двумя переключателями на вводах (Рис 1)
Рис.1 Принципиальная схема электроснабжения
жилых домов высотой 9-16 этажей с двумя переключателями на вводах. 1-2
трансформаторы, 3 предохранители, 4 переключатели, 5-6 ВРУ, 7-8 питающие линии.
При этом одна из питающих линий используется для
присоединения электроприёмников квартир и общего освящения обще-домовых
помещений, другая- для подключения лифтов, противопожарных устройств,
эвакуационного и аварийного освящения и т.п. Каждая из линий рассчитана с
учётом допустимых перегрузок при аварийном режиме. Перерыв питания по этой
схеме не превышает 1 час, что достаточно электромонтерам для нужных
переключений на ВРУ.
2. Расчетная часть
.1 Расчет электрических
нагрузок жилого микрорайона
.1.1 Рассчитываем
нагрузки жилых зданий по формуле
Рж.д.=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв
где Рж.д. - нагрузка жилого дома;
Ркв - нагрузка одного жилого дома в зависимости
от кол-ва квартир;
Ку - коэффициент, учитывающий участие мощности
силовых установок в максимуме нагрузки квартир, равный 0,9;
Рл - силовая нагрузка для лифтовых установок;
Рст - мощность сантехнического оборудования;
Росв - мощность освещения общедомовых помещений.
Рассчитываем нагрузку одного жилого дома в
зависимости от кол-ва квартир
Ркв1=Ркв.уд*n=2,15*125=268,75кВт
Ркв2=Ркв.уд*n=2,15*223=479,45кВт
где Ркв.уд -удельная нагрузка, соответствующая
числу квартир; n-число
квартир.
Рассчитываем силовую нагрузку для лифтовых
установок
Рл1 = Кс.л.*Руст.*m
= 0,8*9*4=28,8кВт
Рл2 = Кс.л.*Руст.*m=0,75*11*6=49,5кВт,
где Кс.л.- расчетный коэффициент спроса для
лифтовых установок; Руст. - установленная мощность электродвигателя лифта; m-количество
лифтов.
Рассчитываем мощность сантехнического
оборудования
Рст1 =
Кс.с.т.*Рнас.*к=0,75*15*8=49,5кВт
Рст2 =
Кс.с.т.*Рнас.*к=0,7*15*12=126кВт,
где Кс.с.т. - коэффициент спроса сантехнических
установок; Рнас. - мощность насосов; к - количество насосов.
Рассчитываем нагрузку освещения общедомовых
помещений.
Росв1 =
Росв.л.кл+Росв.л.пл+Росв.л=Р1лам.*m*x+
Р1лам.*m*x+
Р1лам.*m=
=0,1*4*16+0,1*4*16+0,1*4=13,2кВт
Росв2 =
Росв.л.кл+Росв.л.пл+Росв.л=Р1лам.*m*x+
Р1лам.*m*x+
Р1лам.*m=
=0,1*6*16+0,1*6*16+0,1*6=19,8кВт,
где Росв.л.кл - расчетная нагрузка освещения
лестничных клеток, Росв.л.пл - расчетная нагрузка освещения лифтовых площадок,
Росв.л - расчетная нагрузка освещения лифтов, Р1лам. - мощность одной лампы, m-
количество подъездов, x-количество
этажей.
Рассчитываем нагрузки жилых зданий
Рж.д.1=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв=268,75+0,9*(28,8+49,5)+13,2=352,42кВт
Рж.д.2=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв=479,45+0,9*(49,5+126)+19,8=657,2кВт
2.1.2 Рассчитываем
мощность общественных зданий
Робщ.зд.1=Руд.*у=280*0,4=112кВт
Робщ.зд.2=Руд.*у=700*0,13=91кВт,
где Руд.- удельная нагрузка здания, у- площадь,
количество мест.
2.1.3 Рассчитываем
мощность всего микрорайона
Рмк.р. = ∑Рж.д+∑Робщ.зд.=
352,42+657,8+112+91=1213,22кВт,
где ∑Ржд- суммарная нагрузка жилых домов, ∑Робщ.зд.-
общественных зданий.
2.1.4 Рассчитываем ток
всего микрорайона
2.1.5 Рассчитываем
полную мощность всего микрорайона
Sр.===1318,72
кВА
Согласно заданию на курсовое проектирование и
определённой в пункте 1.2. категории надёжности (II
категория надежности) на трансформаторную подстанцию необходимо установить два
силовых трансформатора. n=2
Определяем расчётную мощность одного
трансформатора:
;
где Sр
- мощность всего микрорайона; Kзт-
коэффициент загрузки трансформаторов для жилых микрорайонов равен 0,7; n-количество
трансформаторов равное двум.
Выбираем силовой трансформатор номинальной
мощностью Sн.т. по условию Sн.т.≈Sр.т.,
т.е. 1000≈941,9.
Определяем расчетный коэффициент загрузки
трансформатора
;
Первое условие выполняется.
Производим проверку по перегрузочной способности
по условию:
,4*Sн.т.≥0,85*Sмк.р.
,4*1000>0,85*1318,72
>1120,94;
Второе условие выполняется.
Окончательно принимаем к установке два силовых трансформатора
марки ТМ-1000.
2.3 Расчет токов
короткого замыкания при минимальном и максимальном режиме работы источников
питания в сетях напряжением до 1 кВ
Рис.1 Расчетная схема
Рис.2 Схема замещения
Расчитываем индуктивное сопротивление системы
при Uб1=10,5кВ; Uб2=0,4кВ.
Рассчитываем сопротивление кабельной линии.
Хкл = х0*L
=0,447*0,4=0,18( Ом)кл = r0* L= 0,086*0,4=0,034 ( Ом)
Рассчитываем сечение питающей линии
Для точки К1 определяем токи короткого замыкания
- сверхпереходные токи Iп.о.
Приводим найденные сопротивления к напряжению Uб1.Kу=1,369
iy.макс. = =1,41*1,368*16,15=31,27(кА)y.мин..
= =1,41*1,368*14,19=27,47(кА)
Определяем токи для точки короткого замыкания
К3. Сначала приводим сопротивления точки К2 к низшему напряжению Uб2
= 0,4 кВ.
=0,57мОм
Находим активное и индуктивное сопротивления
трансформаторов в методических указаниях.
Хтр=8,56 Ом
Rтр=1,9 Ом
Находим сопротивления автоматического
выключателя по методическим указаниям.
Iном.=1600А; Iдлит.доп.=2070А;
S=120×10мм;
Rавт.=0,14 Ом;
Хавт.=0,08 Ом
Определяем индуктивное и активное сопротивление
шин.
xш. = xо*L=0,035*12=0,42
Ом
rш. = rо*L=0,157*12=1,884
Ом
Для точки К2 определяем токи короткого замыкания
- сверхпереходные токи Iп.о.
Рассчитываем ударные токи к напряжению Uб2.
Kу=1,65.
iy.макс. = =1,41*1,6*22,12=49,9(кА)y.мин..
= =1,41*1,6*21,98=49,6(кА)
2.4 Выбор
высоковольтного оборудования подстанции
В качестве высоковольтного
оборудования подстанции выбираем разъединитель и выключатель нагрузки. Выбор
осуществляем в табличной форме.
Таблица 1
Технические данные выключателя
нагрузки.
Тип
|
Uн, кВ
|
Тип
предохранителя
|
Iпв. , А
|
Iном. отключения,
кА
|
ВНП-17
|
10
|
ПК10-100
|
100
|
12
|
При расчёте токов короткого замыкания выбирали
сечение шинопровода. Проверяем выбранное сечение на термическую и динамическую
стойкость.
Таблица 2
Технические данные разъединителя внутренней
установки
Тип
|
Предельный
сквозной ток к/з, кА
|
Масса,
кг
|
РВ-10/400
|
50
|
16
|
26
|
2.5 Выбор токоведущих
частей и электрооборудования подстанции
Определяем расчетные токи зданий:
Расчетный ток детского сада:
Расчетный ток универсама:
Расчетная мощность 1 подъезда второго дома:
Расчетный ток 1 подъезда первого дома:
Расчетная мощность 1 подъезда второго дома:
Расчетный ток 1 подъезда второго дома:
Определяем сечение провода по номинальным токам
Iдл.доп. .=220А S.=70мм2
Iдл.доп. =180А S.=50мм2
Iдл.доп. под.1=180А Sпод.1=50мм2
Iдл.доп. под.2=220А Sпод.2=70мм2
Определяем автоматические выключатели:
для детского сада:
н.а. ≥Iр.
Iн.р.≥1,25*Iр.
Iотс.≥Кп.*Iр.
≥195,12
≥243,9
≥1,5*195,12=292,68
Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б
для универсама:
н.а. ≥Iр.
Iн.р.≥1,25*Iр.
Iотс.≥Кп.*Iр.
≥161,93
≥202,41
≥242,9
Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б
для первого дома:
н.а. ≥Iр.
Iн.р.≥1,25*Iр.
Iотс.≥Кп.*Iр.
≥155,12
≥193,9
≥232,68
Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б
для второго дома:
н.а. ≥Iр.
Iн.р.≥1,25*Iр.
Iотс.≥Кп.*Iр.
≥192,83
≥241,04
≥289,25
Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б.
Проверка на термическую стойкость кабеля
.Определяем величину теплового импульса КЗ - Вк
, пропорционального количеству выделяемого при этом тепла.
Вк = Iп.о.* (tотк+
Та) = 22,122*(0,3+0,01)=151,68
где Iп.о -
сверхпереходной ток короткого замыкания (максимальное значение);отк -
действительное время протекания тока КЗ tотк = 0,3 с.
Та - постоянная времени
затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для напряжения
6…10 кВ Та = 0,01 с.
. Определить значение минимального
допустимого сечения, которое сможет отвести данный тепловой импульс
мин = S
Здесь С - термический коэффициент,
принимаемый
для кабелей с алюминиевыми жилами с
бумажной изоляцией на 6 кВ - 98; на 10 кВ - 100;выбр - стандартное
сечение кабеля.
Выбираем кабель с сечение 120мм для
всех потребителей.
Проверке на термическую стойкость
шинопровода.
Где Вк - расчетная величина теплового
импульса,
=120*10=1200 .
Выбранное сечение шин больше
минимального, значит шинопровод прошел проверку на термическую стойкость.
Проверке на динамическую стойкость
шинопровода.
Определяем силу, действующую на шину
средней фазы при трехфазном КЗ.
,
где iу - максимальный
ударный ток на шинах низшего напряжения;
а - расстояние между осями фаз,
определяется непосредственно для принятого к установке типа ячейки РУ 6 или 10
кВ; при отсутствии таких данных для ячеек КРУ можно принимать а = 260 мм;
- расстояние между соседними
опорными изоляторами, равное размеру ячейки КРУ по фасаду, для КРУ типа КМ-1Ф = 1125 мм,
для остальных типов КРУ = 900мм;
Кф - коэффициент формы
шин, для шин прямоугольной формы Кф =1.
Находим изгибающий момент шин.
Н*мм
Определяем момент сопротивления
шины.
=,
Где b и h размеры
шин. b-меньшая
сторона, h-большая
сторона.
Напряжение в материале шин,
возникающее при воздействии изгибающего момента.
=.
Так как значение расчетного
напряжения менее допустимого- шины прошли проверку на динамическую стойкость.
2.6 Выбор и
расчет релейной защиты силового трансформатора
Защита силового трансформатора
должна обеспечивать:
1. Защиту от токов коротких замыканий в
виде максимально токовой защиты в двух фазном двухрелейном исполнении
мгновенного действия.
Ток срабатывания защиты:
Iс.з.=Кн.*Iкз(Iпо.макс.для
К1)=1,3*16,15=21кА=21000А
Для включения в неполную звезду коэффициент
схемы равен 1. Кт.=10000
Iс.р.==
электроснабжение микрорайон нагрузка
замыкание
Выбираем реле РТ-40\6 с током уставки 2,1
. Защита от перегрузок выполняется в
трехфазном трехлинейном исполнении на стороне низшего напряжения, защита
выполняется с выдержкой времени большей времени пуска двигателя подключенного к
силовому трансформатору. Выдержка времени 5 секунд.
. Ток срабатывания защиты:
с.з=Кн*Iк.з=1,1*22129=24332
Ток срабатывания реле защиты:
Чувствительность защиты проверяется с помощью
коэффициента чувствительности Кч
. Так как газовая защита устанавливается
на заводе изготовителе для всех трансформаторов мощностью от 400кВА, расчет не
требуется.
Для данной защиты установлено
газовое реле ПГ-22.
2.7 Расчет заземляющего
устройства подстанции
Определяем сопротивление заземляющего
устройства.
з.у.0,4кВ ≤ 4 Ом
Rз.у.10кВ =
=
=62,5
Ом
Iз.====2А
Из двух значений берем наименьшее 4 Ом.
Заземлители располагаем по периметру подстанции.
В качестве заземлителей используем металлические стержни диаметром 14 мм длиной
5 м.
Тип почвы - глина с удельным сопротивлением ρ=40
Ом*м.
Учитываем сезонные колебания сопротивления
грунта ψ2=1,36.
Расчетное значение удельного сопротивления
грунта в месте установке заземления.
Р=2*(6,4+6,8)=26,4 м.
ρрасч.=
ρ*ψ2=
40*1,36=54,4 Ом*м
Рассчитываем сопротивление 1 заземлителя.
оз.=0,227*ρрасч=12,35
Ом
Определяем необходимое количество заземлителей.
==26,4\5=5,28=6шт.
Определяем величину сопротивления всего контура
заземляющего устройства.
з.у. = ;
по
таблице = 0,59.
Так как Rзу
больше, чем Rз , 4>3,5;
контур заземления рассчитан верно и 6 заземлителей расположенных по периметру
подстанции обеспечат надежное заземление.
Литература
1. Методические
указания и справочные материалы для выполнения курсовых и дипломных проектов
студентам специальности 5.05070104 “Монтаж и эксплуатация электрооборудования
предприятий и гражданских зданий”. Разработал преподаватель М.А. Качкарь 2013г.
. Справочные
материалы для расчетов короткого замыкания в сетях напряжением до 1кВ.
Разработал преподаватель М.А. Качкарь 2007г.
. Методические
указания и справочные материалы для выполнения курсовых и дипломных проектов
студентам специальности 5.05070104 “Монтаж и эксплуатация электрооборудования
предприятий и гражданских зданий” дневной и заочной формы обучения. Выбор
проводов и кабелей, расчет силовых трансформаторов, выбор релейной защиты.
Разработал преподаватель М.А. Качкарь 2004г.