Проектирование местных электрических сетей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

  Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии.

Система электроснабжения должна отвечать следующим основным требованиям:

• обеспечение необходимой степени надежности для потребителей заданной степени ответственности;
• экономичность, отвечающая минимуму расчетных затрат;
• высокое качество электроэнергии, в частности стабильность минимум колебаний и допустимые величины в нормальных, аварийных и послеаварийных режимах;
• обеспечение возможности роста нагрузок, связанного с капитальным расширением предприятия при возникновении новых производств и увеличением электропотребления на существующих площадях;
• простота удобство и безопасность эксплуатации.

Местные электрические сети относятся  к классу распределительных сетей и осуществляют передачу электрической энергии непосредственно к местам ее потребления на среднем и низшем напряжениях, различают городские, промышленные и сельские электрические сети. Питание этих сетей осуществляется от сборных шин районных понижающих подстанций.

В связи с ростом городов значительные средства выделяются на развитие городских распределительных сетей. По городским распределительным сетям в настоящее время передается до 30% вырабатываемой в стране электрической энергии. Весьма важное значение имеет рациональное построение городских сетей, так как по ним осуществляется питание мелких и средних промышленных предприятий.

Городские сети – наиболее типичные представители распределительных сетей общего пользования. В курсовом проекте рассматриваются вопросы электроснабжения характерных районов города с учетом действующих руководящих указаний и нормативно-справочных материалов.

Городские потребители в районах с многоэтажной застройкой предъявляют определенные требования к качеству электроснабжения. Надежность электроснабжения регламентируется Правилами устройства электроустановок /ПУЭ/ [1] .

В соответствии с ПУЭ электроприемники делятся на три категории.

К электроприемникам I категории  относятся:

1. сооружения и объекты с массовым скоплением людей, действующие при искусственном освещении (кинотеатры, дворцы культуры, крупные универмаги и прочее):

2.особые лечебные заведения (операционные палаты, пункты неотложной помощи, родильные дома и пр.);

3.ответственные установки (узлы радиосвязи, телеграф, телефонные станции, узлы связи, водопроводные и канализационные установки);

4.группы городских потребителей с общей нагрузкой более 10 мВт.

К электроприемникам II категории относятся:

1. ответственные электроприемники силовых электроустановок, технология которых ограничивается допустимыми перерывами в электроснабжении (котельные, бойлерные и пр);
2. все здания высотой более 5-ти этажей и многоквартирные здания с электроплитами;
3. административно-общественные здания, детские и учебные заведения, медицинские  учреждения,  зрелищные и спортивные сооружения, предприятия общественного питания и торговли, коммуналъно - бытовые предприятия и пр.
4. группы городских потребителей с общей нагрузкой от 300 до 10000 кВт.

К III категории относятся все остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II категорий.

Как видно из этого  перечня,  основная масса городских  потребителей относится ко II категории и лишь часть - к I. Согласно [1] электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и перерыв в электроснабжении допускается только во время автоматического ввода резервного питания. Для электроприемников II категории допустимы перерывы питания на время, необходимое для включения оперативным персоналом вручную резервных сетевых элементов. Для электроприемников III категории резервировать питание не требуется, однако перерыв в электросна6жении не должен превышать одни сутки.

Качество напряжения определяется требованиями ГОСТ. Нормируются отклонения напряжений на зажимах электроприемников, колебания, несимметрия и несинусоидальность напряжения. На стадии перспективного проектирования городских электрических сетей при отсутствии детальных проектов электрооборудования жилых и общественных зданий, а также промпредприятий необходимо предусмотреть средства централизованного регулирования напряжений, обеспечивающие допустимые отклонения напряжений на зажимах электроприемников.

Отклонение напряжения на зажимах основной массы электроприемников, питающихся от сетей общего пользования, не должно превышать пределы

+5 %. Для нормированных отклонений напряжения предусматривается встречное регулирование напряжения на шинах ЦП, при котором напряжение автоматически изменяется с изменением суммарного графика нагрузки. При использовании распределительных трансформаторов со ступенями регулирования по 2,5 %  допустимая потеря напряжения в сетях 0,38 кВ должна находиться в зависимости от конкретных условий в пределах 7,5...10 % . При этом потеря напряжения во внутридомовых сетях в зависимости от количества этажей в жилых зданиях, составляет приблизительно 1,5...2 %. В общественных зданиях наибольшая потеря напряжения принимается равной 2,5 %.

Таким образом, исходя из минимально допустимой общей потери напряжения 7,5 % и минимально допустимой потери во внутридомовых сетях 2,5 %, можно принять для проектных расчетов допустимую потерю напряжения от шин ТП до ввода в жилые  общественные здания 5 %.

Согласно ПУЭ сети низшего напряжения до 1000 В в новых городах и районах новой сплошной застройки городов должны выполняться трехфазными четырехпроходными с глухозаземленной нейтралью при напряжении 380/220 В. Городские сети напряжением выше 1000 В выполняются трехфазными с изолированной нейтралью при напряжении не ниже 10 кв. В ряде районов страны получали распространение сети напряжением 20 кВ. Однако для применения указанного напряжения требуется соответствующее технико-экономическое подтверждение. При существующих условиях согласно ПУЭ наиболее целесообразно выполнение городских электрических сетей среднего напряжения на напряжения 10 КВ.

Выбор напряжения питающих сетей высшего  напряжения определяется, как правило, требованиями основных сетей энергосистем. Наибольшее распространение получили в качестве источников питания городских электрических сетей подстанции глубокого ввода 110/10 кВ. В ряде случаев,  при соответствующем технико-экономическом обосновании, используются в качестве источников подстанции 35/10 кВ закрытого типа. Таким образом, для районов городской застройки наиболее целесообразно система напряжений

110/10/0,38 кВ.

Схемы распределительных сетей  среднего 10 кВ и низшего 0,38 кВ напряжений, сооружаемые на территории города, должны обеспечивать уровень надежности электроснабжения потребителей, требуемое качество электрической энергии, содержать возможности систематического развития по мере увеличения нагрузки без коренного переустройства, быть удобными в эксплуатации и безопасными в обслуживании. В зависимости от размеров города, расположения подстанций глубокого ввода распределительная сеть среднего напряжения может присоединяться непосредственно к распределительным устройствам /РУ/ 10 кВ источников питания или может содержать дополнительное звено в виде питающей сети 10 кВ и распределительных пунктов /РП/. Согласно ПУЭ требуется технико-экономическое обоснование целесообразности сооружения РП. Однако, как показывает опыт развития городских сетей, в связи с удаленностью источников питания, а также по условиям удобства эксплуатации   в большинстве случаев сооружение РП необходимо.

Центрами питания, как правило, являются шины 10 кВ районных понижающих подстанций 220-110-35/10 кВ или шины генераторного напряжения местных электростанций. К центрам питания присоединены либо питающие сети 10 кВ при наличии ГП, либо непосредственно распределительные сети

10 кВ,  от которых питаются  трансформаторные подстанции /ТП/ 10/0,4 кв. от ТП по распределительным сетям низшего напряжения электрическая энергия передается к вводам в жилые и общественные здания, а затем по внутридомовым сетям - непосредственно к зажимам потребителей.

Принцип построения городских электрических  сетей выбирается применительно к основной массе электроприемников для обеспечения требуемого уровня надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Как было показано в предыдущем разделе,  основная масса городских потребителей относится ко II категории и лишь небольшая часть к I категории. Поскольку суммарная нагрузка РП составляет обычно порядка 10 МВт и более, согласно ПУЭ шины РП относятся и I категории и питающие сети 10 кВ должны обеспечивать бесперебойное электроснабжение. С этой целью распредустройства 10 кВ подстанций и РП выполняются секционированными с АВР на секционном выключателе.

Основной принцип построения распределительной  сети для электроприемников II категории - это сочетание петлевых резервируемых линий 10 и 0,38 кВ. При использовании петлевых схем распределительных сетей применяются, как правило, ТП с одним трансформатором. Петлевые схемы 0,38 кВ могут опираться на одну или разные ТП. В последнем случае обеспечивается частичное резервирование трансформаторов через сеть 0,38 кВ. В нормальном режиме петлевые схемы разомкнуты вблизи точек токораздела. Петлевые линии  10 кВ своими концами опираются на разные секции шин центров питания или РП, вследствие чего создается возможность двухстороннего питания каждой ТП. К каждой петлевой линии 10 кВ подключается порядка 5-10 ТП. Благодаря простоте и наглядности, удовлетворительным технико-экономическим показателям петлевые схемы рекомендуются в качестве основных при построении распределительных сетей среднего и низшего напряжений.

Петлевая схема сети 0,38 кВ может  применяться для микрорайонов с застройкой до 9-12 этажей. Однако если в результате расчетов окажется необходимой прокладка двух линий, то применение петлевой схемы теряет смысл. В этом случае применяются двухмагистральные линии 0,38 кВ в сочетании с секционированием вводов в здания. При этом одна из линий используется для питания электроприемников квартир, другая питает лифты, противопожарные устройства и аварийное освещение. При выходе из строя одной из линий все электроприемники подключаются к оставшейся в работе. По отдельным линиям, не включенном в петлевую схему, следует питать также здания, находящиеся в непосредственной близости от ТП, Для обеспечения надежности питания потребителей I категории при петлевых схемах необходимо предусматривать резервные линии от соседних ТП и устройства АВР на вводах к таким потребителям. При наличии электроприемников I категории в петлевых схемах 10 кВ предусматриваются дополнительные резервные связи с оборудованием в отдельных ТП устройства АВР, т.е. применяется так называемая выборочная автоматизация питания потребителей.

Тема курсового проекта  «Проектирование местных электрических сетей».

Целью данной работы является закрепление, углубление и расширение знаний по предмету «Электропитающие системы и электрические сети»

 

 

 

 

 

 

1 Определение расчётных нагрузок

Выбор исходных расчетных  нагрузок - весьма важный этап проектирования распределительных сетей. Расчетной величиной нагрузки считается наибольшее значение получасовой длительности. Максимальное значение нагрузки изменяется в течение года. Применяя методы теорий вероятностей и математической статистики, нагрузку более полно можно охарактеризовать значением среднего максимума и среднеквадратичным отклонением отдельных максимумов от среднего значения. В случае подчинения нагрузки нормальному закону распределения в соответствии с правилом «трех сигма» ее максимальное значение может наблюдаться с вероятностью около 0,05, т.е.  приблизительно 2-3 раза в году.

Основную группу потребителей микрорайона составляют жилые дома, методика определения, нагрузки которых регламентирована [1] и определяется следующим соотношением:

(1)

где Р_кв. - активная расчетная нагрузка квартир на вводах жилых домов, кВт.

Она определяется по формуле:

(2)

 

где P_кв.уд.- удельная расчетная нагрузка, кВт [5,прил.1]; 

n¢ - число квартир, определяемое по характеристикам жилых зданий;

 k - коэффициент, учитывающий увеличение нагрузки при средней площади квартир, превышающей 30 м.

Если средняя площадь  квартир превышает 30 м, то удельную нагрузку следует увеличивать на1 %  на каждый 1 м   дополнительной жилой площади в жилых домах с газовыми плитами и на 0,5 % - с электрическими плитами.

С учетом того, что по заданию площадь однокомнатных квартир в домах микрорайона  -33 м², двухкомнатных - 53 м^2, трёхкомнатных - 68 м², четырёхкомнатных  - 76 м² данный коэффициент будем применять при расчётах:

1,015 – для однокомнатных квартир с электрическими плитами;

1,125 -для двухкомнатных квартир с электрическими плитами;

1,19- для трехкомнатных квартир с электрическими плитами;

1,23 - для четырехкомнатных квартир с электрическими плитами.

1,03 – для однокомнатных квартир с газовыми плитами;

1,23 - для двухкомнатных квартир с газовыми плитами;

1,38 - для трехкомнатных квартир с газовыми плитами;

Определим активную расчётную нагрузку квартир жилых домов указанных в экспликации.