Проектирование местных электрических сетей

Расчетная нагрузка уличного освещения  может быть принята для внутриквартирных территорий 1,2 кВт/га, или 3...5 % мощности ТП.

Принимаем 5%

Полная мощность всех жилых домов и общественных зданий с учетом уличного освещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Выбор числа  и мощности трансформаторных  подстанций ГПП

В большинстве случаев на ГПП устанавливают два трансформатора. Однотрансформаторные ГПП применяют для предприятий, на которых отсутствуют потребители I категории и при наличии централизованного резерва трансформаторов. Установка трех трансформаторов на ГПП возможна и допустима в случаях электроснабжения потребителей с резкопеременной нагрузкой от отдельного трансформатора, если невозможно применить трансформаторы с расщепленными обмотками или сдвоенный реактор.

Выбор мощности трансформаторов  ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия S_p и полной нагрузки всех жилых домов и общественных зданий с учетом уличного освещения:

                                                    (12)

Если на ГПП устанавливается два трансформатора, то расчетная мощность каждого из них определяется по условию:

                                                  (13)

По получившейся расчетной  мощности из ряда номинальных мощностей  трансформаторов выбираем ближайшее стандартное значение мощности трансформатора.  Принимаем трансформатор    ТМ  -2500/110/10.

Проверяем его на допустимую перегрузку в послеаварийном режиме при отключении одного из трансформаторов с учетом ограничения потребителей III категории. В курсовой работе потребители III категории  отсутствуют.

                                      (14)

 

Выбираем трехфазные двух обмоточные трансформаторы 6-10 кВ

мощностью 2500 кВА

Характеристика трансформаторов  представлена в таблице 1.

Таблица 1

Наименование	Uнн,кВ	Каталожные данные		Расчетные данные
		DPx   кВт	DPx   кВт	Rтр Ом	Xтр Ом	DQx кв
ТМ-2500/10	3,9-4,6	1,0	0,40	2,16	25	3,9-4,6

 

Примечание: Мощности трансформаторных подстанций  выбраны с учётом перспективы развития микрорайонов и увеличения нагрузки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       3 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ

Определение наивыгоднейшей мощности ТП - сложная задача, поскольку число и мощность ТП 10/0,4 кВ влияют на технико-экономические показатели распределительных сетей среднего и низшего напряжений.

Силовой трансформатор является одним  из важнейших элементов каждой электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем пяти - шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах. По мере удаления от электростанции единичные мощности трансформаторов уменьшаются, а удельный расход материалов на изготовление трансформатора и потери, отнесенные к единице мощности, а также цена 1 кВт потерь возрастают. Поэтому одной из важнейших задач в настоящее время является уменьшение потерь энергии в распределительных трансформаторах класса напряжения 6(10) кВ, которые составляют наибольшую часть всего трансформаторного парка. В этих трансформаторах возникает основная масса потерь энергии, которая оплачивается потребителем по наиболее высокой цене.

В электрических сетях 0,4 кВ с большим удельным весом однофазных потребителей очень сложно равномерно распределить нагрузки по фазам, поскольку они включаются не зависимо друг от друга в разные моменты времени. Главной причиной увеличения потерь в таких сетях является несимметричная нагрузка, под действием которой значительно увеличиваются потери энергии в трансформаторе, и ухудшается качество выходного напряжения. Увеличение этих потерь и ухудшение качества отпускаемой энергии сильно зависят от применяемой схемы соединения обмоток трансформатора.

В системах электроснабжения мощность силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приёмников электроэнергии. При выборе мощности трансформатора следует добиваться экономически целесообразного режима работы и соответствующего резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов в нормальных условиях не должен (по нагреву) вызывать сокращения естественного срока его службы.

Надёжность электроснабжения достигается за счёт установки на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают раздельно. При этом соблюдается условие, что любой из оставшихся в работе трансформаторов (при аварии с другим) обеспечивает полностью или с некоторым ограничением потребную мощность. Обеспечение потребной мощности может осуществляться не только за счет использования номинальной мощности трансформаторов, но и за счет их перегрузочной способности (в целях уменьшения их установленной мощности).

Номинальной мощностью трансформатора называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течение всего срока службы (примерно 20 лет) при нормальных температурных условиях охлаждающей среды. Под этими условиями понимают согласно ГОСТ  следующие:

1. температуру охлаждающей среды, равную 20°C;
2. превышение средней температуры масла над температурой охлаждающей среды для систем охлаждения М и Д 44°С и для систем охлаждения ДЦ и Ц 36°С;
3. превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над средней температурой обмотки 13°С;
4. отношение потерь короткого замыкания  к потерям холостого хода равное пятикратному (принимается наибольшее значение для обеспечении запаса но нагреву изоляции);
5. при изменении температуры изоляции ил 6°С от среднего ее значения при номинальной нагрузке, равною 85°С, срок службы изоляции изменяется вдвое (сокращается при повышении температуры или увеличивается при ее понижении);
6. во время переходных процессов в течение суток наибольшая температура верхних слоев масла не должна превышать 95°С, я наиболее нагретая точка металла обмотки — 140°С.

На основании данной проектной практики выберем трансформаторные подстанции 6-10/0,38 кВ К-32-630м - 2 шт. (№1,2) и К-32-400м (№3).

Примечание: Обозначение типа ТП включает в себя указания по исполнению и числу вводов в ТП (кабельные или воздушные), количеству и предельной мощности устанавливаемых трансформаторов. Например: К-32-630м соответствует ТП с 3 кабельными вводами, с 2 трансформаторами предельной мощности 630 кВА. Буква «м» обозначает модернизацию типового проекта.

Суммарная мощность ТП будет  составлять 1260  и 800кВ А.

Для  учёта неравномерного графика нагрузок  в течение  года принимаем резерв -110 кВ А. с учётом освещения получим суммарную нагрузку зданий, питаемых от ТП, она должна составлять не более 1100 и 680 соответственно.

Примечание: Мощности трансформаторных подстанций  выбраны с учётом перспективы развития микрорайонов и увеличения нагрузки.

Трассы линий намечают с учетом выбранного расположения ТП и зданий микрорайонов. Они должны располагаться вдоль контуров зданий, пешеходных дорожек, по возможности не пересекать зоны зеленых насаждений и не проходить по спортивным и игровым площадкам.

 

 

 

 

4 Расчёт электрических нагрузок линий 0,38кВ и ТП

В районах многоэтажной застройки сети низшего напряжения выполняют обычно кабелями  с  алюминиевыми жилами марки ААБ (ААБ — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке). В курсовом проекте используем кабель трёхжильный с бумажной пропитанной изоляцией, в алюминиевой оболочке марки ААБ.

Кабельные линии прокладывают в земляных траншеях под тротуарами и пешеходными дорожками внутри кварталов. Минимальное сечение  для кабельных линий 0,38 кВ применяется 16 мм [5].

Производим расчет сечений проводов и кабелей в электрических сетях до 1000 В. В районах с многоэтажной застройкой в связи с малой протяженностью линий 0,38 кВ выбор сечений производится, как правило, на постоянство сечения в отдельных частях сети:

(15)

 

где    ρ - удельное сопротивление материала проводов (для алюминиевых жил    ρ = 31,7 Ом-мм²/км); 

P_i - активная мощность на участке, кВт; 

L_i - длина произвольного участка между двумя нагрузками, км; 

U_н - номинальное напряжение сети, кВ;

DU_ак - активная составляющая допустимой потери напряжения, %.

Расчетный ток в линии, А

                                                    (16)

Для дома №1

 

 

Принимаем F_I-1=50 мм²;  I_доп=180А

Для дома №2

 

Принимаем F_I-2=25 мм²;  I_доп=125А

Для дома №3

 

Принимаем F_I-3=25 мм²;  I_доп=125А

Для дома №4

 

Принимаем F_I-4=50 мм²;  I_доп=180А

Для дома №5

 

 

Принимаем F _I-5=95мм²;  I_доп=260А

Для детского сада №11

 

Принимаем F _I-11=35 мм²;  I_доп=145А

 

Для дома № 6

 

 

Принимаем F_6-III=35 мм²;  I_доп=145А

Для дома № 7

 

Принимаем F_{7- III} =120 мм²;  I_доп=300А

Для дома № 8

 

 

Принимаем F_{8- III} =120мм²;  I_доп=300А

Для дома № 9

 

 

Принимаем F_{9- III} =120 мм²;  I_доп=300А

Для магазина «Книги» № 10

 

Принимаем F_10-III =16 мм²;  I_доп=90А

 

Для стадиона № 12

 

 

Принимаем F_12-II =16мм²;  I_доп=90А

Для дома № 13

 

Принимаем F_13-II =25 мм²;  I_доп=125 А

Для дома №14

Принимаем F_14-II =25 мм²;  I_доп=125А

Для домов № 15,16

 

Принимаем F_15-II =70мм²;  I_доп=220А

 

Принимаем F_16-II =50 мм²;  I_доп=180А

 

 

Резервный кабель для  домов № 15-16

 

Принимаем F_15-16=25 мм²;  I_доп=125А

Для домов №17,18

 

Принимаем F_17-II =50мм²;  I_доп=180А

 

Принимаем F_18-II =50мм²;  I_доп=180А

Резервный кабель для  домов № 17,18

 

Принимаем F_17-18=25мм²;  I_доп=125А

Для домов № 19,20

Принимаем F_19-II =95мм²;  I_доп=260А

 

 

 

Принимаем F_20-II =95мм²;  I_доп=260А

Резервный кабель для домов № 19,20

 

Принимаем F_19-20=35 мм²;  I_доп=145А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчет параметров питания электросетей 10кВт

Сечения кабелей распределительной  и питающей сети 10 кВ выбирают по экономическим  показателям, обеспечивающим минимум приведенных затрат - метод экономических интервалов или экономическая плотность тока

J_эк. А/мм². При напряжении 10 кВ - применяем трехжильные кабели марки ААБ.

Рассчитываем сечение кабеля 10кВ:

  (17)

 

 

где S - суммарная нагрузка всех подстанций, кВ А;

      U - номинальное напряжение, 10кВ

       J_эк- экономическая плотность тока, 1,2А/мм².

Произведем расчет сечения  кабеля 10кВ на участке ГПП-РП

 

Принимаем 185 мм² ; I_доп=340А

Произведем расчет сечения кабеля 10кВ на участке ТП_I-TП_II

 

 

Принимаем 150 мм²; I_доп=300А

Произведем расчет сечения  кабеля 10кВ на участке ТП_II-TП_III

 

Принимаем 120 мм² ; I_доп=265А