Міністерство освіти Російської Федерації
Алтайського державного ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. І. І. Ползунова
Кафедра   "Електропостачання промислових підприємств" УДК 621.315 Допустити до захисту в ГАК
Зав. кафедрою _______________
"__" 2003 р.
РЕКОНСТРУКЦІЯ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ СХІДНОГО РАЙОНУ місті Барнаулі
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До дипломного проекту
ДП 100401. 1933 .000 ПЗ
позначення документа
Дипломник групи Е - 82 М.М. Пєтухов
підпис в.о., прізвище
Керівник проекту
    доцент А.Р. Упіт
посаду, вчене звання підпис в.о., прізвище
Консультанти: ________________________
Орг.-екон. - Ст. препод., к.е.н. О.Л. Нікітіна
розділ проекту посаду, вчене звання підпис в.о., прізвище
Охорона праці - доцент, к.т.н. Е.Н. Авдєєв
БАРНАУЛ 2003

Реферат

У дипломному проекті використано Х джерел, 3 малюнків, Х таблиць. У даному дипломному проекті розглянуті питання реконструкції електропостачання східній частині м. Барнаула.
На підставі вихідних даних проведено розрахунок електричних навантажень споживачів і району в цілому.
Визначено центр електричних навантажень. І вирішено питання про місце розташування ГПП. Побудовано графіки електричних навантажень, зроблено вибір кількості та потужності трансформаторів споживачів і трансформаторів ГПП.
Розраховані струми короткого замикання на стороні вище 1000 В, обрана високовольтна апаратура та кабелі.
Зроблено розрахунок необхідної кількості вогнегасних засобів для гасіння пожеж, виконаний економічний розрахунок витрат на реконструкцію.
Спеціальним питанням розглянута "Мікропроцесорна система дугового захисту КРУ напругою 6-10 кВ".

Введення

Безперервне зростання міст і чисельності їхнього населення викликає збільшення споживання електричної енергії. Величезні масштаби житлового та промислового будівництва, здійсненого в містах, обумовлює необхідність безперервного розвитку та вдосконалення міських електричних мереж, що є сполучною ланкою між джерелами і міськими споживачами електроенергії.
В області електропостачання споживачів ці завдання передбачають підвищення рівня проектно-конструкторських розробок, впровадження та раціональну експлуатацію високонадійного електрообладнання, зниження невиробничих витрат електроенергії при її передачі, розподілі та споживанні.
Вирішення низки цих питань розглядається в даному дипломному проекті. Здійснено спробу виявлення оптимального варіанту, на основі вимог ПУЕ, ПТЕ і ТТБ, реконструкції схеми електропостачання промислового вузла одного з районів.
Приводом для вирішення цього завдання стало:
1) нераціональне розміщення головної понижувальної підстанції по відношенню до споживачів;
2) положення про те, що в якості основного напруги для міських мереж середньої напруги в Росії прийнято 10 кВ. У тих містах, де є мережі 6 кВ, вони, як правило, переводяться на напругу 10 кВ;
3) і нарешті, принциповим питанням побудови схеми електропостачання міста є вкрай вигідне число трансформацій енергії, тобто кількість її перетворень між напругою 110 кВ і 10 кВ.
Практика проектування показує, що введення проміжного напруги 35 кВ збільшує капіталовкладення і втрати в мережах. Це є причиною відмови від застосування у проектованих мережах і системах електропостачання міст цієї напруги та ліквідації його мереж в тих містах, де вони існували раніше. Таким чином, для міських мереж слід вважати кращою систему електропостачання 110/10 кВ.

1 Визначення розрахункових електричних навантажень

1.1 Коротка характеристика споживачів електричної енергії
Споживачі електричної енергії системи електропостачання району представлені двома групами: промислові споживачі та комунально-побутові споживачі.
Котельний завод спеціалізується на випуску котлів малої потужності. Значна частина їх йде на експорт.
Виробництво здійснюється у дві зміни. Характерний резкопеременний графік електричних навантажень. Перерва в електропостачанні підприємства спричинить за собою масовий недоотпуск продукції, простий устаткування і великі штрафи за недопоставку продукції на договірній основі. У зв'язку з вищевикладеним, і відповідно до вимог ПУЕ котельний завод віднесений за ступенем надійності електропостачання до споживачів першої категорії.
Маслосиркомбінат (МСК) спеціалізується на випуску сирів та іншої молочної продукції.
Режим роботи тризмінний. Графік електричних навантажень по годинах доби і порам року щодо рівномірний. Перерва в електропостачанні спричинить за собою недовипуск і масову псування продукції. За ступенем безперебійності електропостачання МСК віднесений до першої категорії.
Елеватор виконує заготівельні функції (прийом, підробіток, зберігання та відпуск зерна). Характеризується змінним графіком електричних навантажень за порами року. У період заготівлі зерна (серпень, вересень, жовтень) максимальне використання потужності встановленого обладнання. Перерва в електропостачанні в цей період тягне за собою не тільки простий власного обладнання елеватора, а й транспортних засобів доставки зернових культур з полів. Крім того, простий зерносушильних агрегатів при наявності високої вологості зерна, веде до різкого погіршення безперебійності останнього. Підприємство за ступенем безперебійності електропостачання віднесено до споживачів II категорії.
Моломаш. Основний напрямок - виробництво апаратів, машин і обладнання для зберігання та переробки молока і молочних продуктів. Режим роботи підприємства двозмінний. Електроприймачів I категорії немає. Перерва в електропостачанні пов'язаний з істотним недовипуском продукції, простоєм людей і механізмів. За ступенем безперебійності в електропостачанні Молмаш відноситься до споживачів II категорії.
Показники безперебійності електропостачання, наведені для заводу Молмаш характерні і для фанерно-сірникової комбінату (ФСК), Маслоекстраціонного заводу (ОЕЗ), авторемзавод (АРЗ).
Споживачі розподільчої міської мережі (РП-5, РП-8, ТП-6) аналізованого району міста є: житлові будинки одноповерхової (індивідуальної) і багатоповерхової (до 9 поверхів) забудови, обладнані переважно електричними плитами, підприємства громадського харчування, магазини, дитячі дошкільні установи, школи, автовокзал.
Перерва в електропостачанні тягне за собою порушення нормальної життєдіяльності значної кількості міських жителів. Згідно з вимогами ПУЕ, дана міська розподільча мережа належить до електроприймачів II категорії надійності.
1.2 Визначення розрахункових освітлювальних навантажень по 2
цеху елеватора і МІС
Розрахункове навантаження освітлювальних навантажень приймачів визначаємо по встановленій потужності і коефіцієнту попиту:
, (1.1)
де - Коефіцієнт попиту для освітлення, який приймається за довідковим даними [2]
- Встановлена ​​потужність приймачів електричного освітлення, знаходиться за формулою [2].
, (1.2)
де - Питоме навантаження по площі підлоги;
- Площа підлоги будівлі, споруди, яка визначається за генпланом.
Виконуємо розрахунок освітлювального навантаження для механічної майстерні. Тип вживаних світильників ОДРЛ. Висота підвісу 4 м . Необхідна освітленість 200 ЛХ, згідно [3]. По таблиці [4] для прийнятого типу світильників визначаємо питому потужність = 11,2 Вт / м ^2.
Звідси маємо:
= 11,2 × 800 = 8,96 кВт
= 8,96 × 0,7 = 6,27 кВт
Аналогічно розраховуємо освітлювальну навантаження для кожної будівлі. При цьому враховуємо поверховість будинків і споруд. Виробничо-побутовий корпус (ПБК) - 3 поверхи, робоча вежа (елеватор) - 6, робоча вежа (МІС) - 5, лабораторний корпус - 2, побутовий корпус - 2, їдальня - 2, стенд конвеєрів, адміністративна будівля - 2, зерносушарка - 4, в сілкорпусах освітленню підлягають верхня і нижня транспортна галереї.
Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.1.

Таблиця 1.1

№ по генплану		Найменування Споживачів		Освітлювальна навантаження
				F, м 2		, Вт / м 2		, КВт				, КВт
1		2		3		4		5		6		7
1		Склад		230		18,8		4,3		0,7		3,0
2		Мех. Майстерня		800		11,2		8,96		0,7		6,27
3	Побутовий корпус		240		5,7		1,4		0,6		0,8
4	Приймальня башта		96		9,5		0,9		0,8		0,7
5	Насосна		92		6,2		0,6		0,85		0,5
6	ПБК		1596		4,5		7,2		0,6		4,3
7	Робоча башта		160		8,1		1,3		0,8		1,0
8	Стенд конвеєрів		512		8,1		4,1		0,8		3,3
9	Зерносушарка		312		8,1		2,5		0,8		2
10	Робоча башта		1344		12,1		16,2		0,8		12,9
11	Сілкорпус 1		960		11,7		11,2		0,8		8,9
12	Сілкорпус 2		960		11,7		11,2		0,8		8,9
13	Сілкорпус 4		1200		11,7		14,0		0,8		11,2
	Освітлення території		20802		5		104		1,0

1.3 Визначення розрахункових максимальних електричних
навантажень по 2 цеху елеватора
В основу розрахунку покладено метод упорядкованих діаграм [1]. Даний метод є основним при розробці технічних та робочих проектів електропостачання.
Розподільні пункти РП-1, РП-2, РП-3, РП-4 робочої будівлі стендів (РЗС) харчуються окремими лініями від розподільної шафи трансформаторної підстанції (ТП). Звідси ж запитан ряд РП інших підрозділів підприємства.
Визначаємо розрахункові максимальні навантаження на кожному РП. Вихідні дані і результати розрахунків наведені у таблиці 1.2.
Розрахунок виконуємо в наступному порядку. Визначаємо сумарну номінальну потужність , Підключену до РП-1, яка становить 525 кВт; ставлення номінальної потужності найбільшого електроприймача до номінальної потужності найменшого має наступні значення > 3.
Для групи електроприймачів за таблицею [5] приймаємо значення 0,6 і за значенням cos j знаходимо tg j.
Визначаємо активну і реактивну навантаження (середні) за найбільш завантажену зміну:
= 0,6 × 525 = 315 кВт (1.3)
= 315 × 1 = 315 кВт (1.4)
Оскільки m> 3 і 0,6 наведене (ефективне) число електроприймачів визначаємо за формулою:
(1.5)
в залежності від і за таблицею [5] знаходимо коефіцієнт максимуму К _м = 1,2, за яким визначаємо максимальну активну потужність на лінії живлення
1,2 × 315 = 378 кВт
максимальна реактивна потужність потужність при > 10 дорівнює
= 315 квар
визначимо повну розрахункову потужність
кВА
максимальний розрахунковий струм в живильній лінії складе
А (1.6)
Аналогічний розрахунок проводиться для всіх груп електроприймачів (ЕП).
ЕП, що працюють епізодично і короткочасно (перекидні клапани, підбункерних засувки) при визначенні навантажень не враховуються. Для ЕП тривалого режиму роботи (порт, транспортери і т.п.) номінальна активна потужність Р _ном = Р _вуст. Для ЕП з повторному короткочасним режимом роботи (зварювальні апарати і т.д.) номінальну потужність, зазначену в паспорті, приводимо до ПВ = 1 за формулами для зварювальних трансформаторів
кВт (1.7)

Таблиця 1.2 - Визначення розрахункових навантажень по 2 цеху елеватора

Найменування харчування і груп електроприймачів			Кількість робочих приймачів				Встановлена ​​потужність, приведена до ПВ = 1, кВТ													Коефіцієнт використання К і									Середнє навантаження за max завантажену зміну								Ефективне число електроприймачів n е.				Коефіцієнт максимуму К м			Максимальні навантаження								Розрахунковий струм, I p,, А
																													P см, кВт				Q см, квар											Р р, кВт			Q p, квар			S p, кВА
1			2				3				4			5						6				7					8				9				10				11			12			13			14		15
РП-1 Стрічкові транспортери			15				35				525			> 3						0,6									315				315				14				1,2			378			315			492		748,4
РП-2 Стрічкові і ланцюгові транспортери, таль, візки			35 9				8,4 2,7				295 24			> 3						0,6 0,35				0,7 / 1 0,6 / 1,33					177 8,4				177 11,7
Разом по РП-2			44				7,25				319			> 3						0,58				0,69 / 1,02					185,4				188,17				44				1,11			205,8			188,17			278,8		424,2
РП-3 Скребовие транспортери		5				5,5				27,5								0,6					0,55 / 1,51					16,5			24,91
Зерноочисне устаткування (трієра, сепаратори)		22				10,8				239								0,6					0,8 / 0,75					143,4			107,5
Аспіраційне обладнання (вентилятори, затвори шлюзного)		20				5,05				101								0,65					0,8 / 0,75					65,65			49,23
Разом по РП-3		47				7,8				367,5			> 3					0,61					0,78 / 0,8					225,5			181,69					43			1,12				252,6			181,69			311,16			473,31
Разом: силові приймачі		198				1211,5				1211,5								0,6					0,73 / 0,94					725,95			684,86												836,4			684,86			1106,2
Освітлювальні										40,6																		32,4															32,4
Всього по РЗС										1252,1																		758,35			684,86												868,8			684,86			1106,2
РП-4 Вентилятори		8			17,37				139				> 3			0,65						0,8 / 0,75					90,35				67,76					8			1				90,35			67,76			112,9
Освітлення									0,5																		0,4																0,4
Разом по РП-4									139,5																		90,75				67,76												90,75			67,76			113,25			172,23
РП-5 Стрічкові транспортери		6			9,3				5,6				> 3			0,6						0,7 / 1					33,6				33,6
Трієра		4			5,5				22							0,6						0,8 / 0,75					13,2				9,9
Разом		10			7,8				78				> 3			0,6						0,73 / 0,9					46,8				43,5					9			1,28				59,9			47,85			76,66
Вентилятори		2			4				8							0,65						0,8 / 0,75					5,2				3,9								1				5,2			3,9			6,5
Освітлення									1,3																		1,0																1,0
Всього по РП-5									86													0,74 / 0,89					53				47,4												66,1			51,75			83,9			127,68
Лабораторний корпус
Лабораторне обладнання (мийні машини, Чистильник)		5			2,26				11,3								0,25				0,8 / 0,75					2,85						2,11
Випробувальний стенд		2			14				28								0,5				0,8 / 0,75					14						10,5
Піч опору, сушильний шафа		2			16				32								0,7				0,95 / 0,33					22,4						7,39
Разом		9			7,9				71,3				> 3				0,55				0,88 / 0,52					39,25						20,29			6					1,47			57,69			22,3			61,85
Компресор, сантехнічні вентилятори		5			5,9				29,5								0,8				0,8 / 0,75					23,6						17,7											23,6			17,7
Разом: силове обладнання		14							100,8																	62,85						37,99											81,29			40,02			90,61
Освітлення									5,0																	3,0																	3,0
Всього з лабораторного корпусу									05,8																	65,85						37,99											84,29			40,02			93,31			141,94
ПБК Металорізальні верстати (токарні, стругальні, фрезерні)		8			6,97				55,8								0,14				1,3					0,6 / 1,33						7,81			10,33
Деревообробні верстати		2			13,5				27								0,16				0,6 / 1,33					4,32						5,74
Зварювальні трансформатори (S паст = 32 кВА, ПВ = 0,25)	2			8,8				17,6							0,35				0,55 / 1,51						6,16					9,3
Разом	12			8,36				100,4				> 3			0,18				0,58 / 1,38						18,29					25,36				12				1,75				32			25,36
Сантехнічні вентилятори	8			3,25				26							0,8				0,8 / 0,75						20,8					15,6												20,8			15,6
Разом	20			1				122,9																	44,22					48,88												52,8			40,96
Освітлення								7,2																	4,3																	4,3
Всього по ПБК								130,1																	48,52					48,88												57,10			40,96			70,27			106,89
РП-6 (РБ)
Транспортери, шнеки, норії	25			16,12				403							0,6				0,7 / 1						241,8					241,8
Сепаратори, трієра	12			10,6				128							0,6				0,8 / 0,75						76,8					57,6
Шлюзові затвори	10			6,4				64,4							0,65				0,8 / 0,75						41,86					31,39
Разом: силові електроприймачі	547			1,09				595,4				> 3			0,61				0,74 / 0,91						360,46					329,99				22				1,15				415,68			329,9			530,7
Освітлювальні, включаючи сілкорпуса 1, 2, 3												49,8													39,6																	39,6
Всього по РБ								645,2																	400,06					329,99												455,28			329,99			562,99			856,38

До системної шині даних можна підключити до 32 ЛМСІ, що цілком достатньо для захисту секції, що складається в більшості випадків з меншого числа осередків. Перешкодостійкість каналу передачі даних забезпечена за допомогою програмних і апаратних способів.
Центральний управляючий пристрій, структурна схема якого представлена ​​на кресленні, через ПП підключено до СШД і забезпечує послідовне опитування ЛМСІ. На даному малюнку, крім зазначених, прийняті позначення: БВП - блок вихідних перетворювачів, БП-блок живлення з перетворенням постійної напруги 220 В у постійну напругу меншого рівня ± ЕN, БВ / В-блок введення / виводу. У разі виникнення дугового КЗ в захищається зоні, що призводить до підвищення рівня освітленості в пошкодженій осередку і пуску, наприклад по струму, забезпечується формування вихідного сигналу (відповідно до обраної в БКЗ параметрів системи). У нормальному режимі захищається електроустановки система захисту здійснює самодіагностику. При виході з ладу одного або декількох ЛМСІ, всієї або частини СШД формується сигнал про несправність (спрацьовує вихідний орган) і заповнюється журнал помилок, в якому міститься інформація про несправний елементі. Центральний управляючий пристрій має широкий набір функцій, які дозволяють, наприклад, проводити діагностування ЛМСІ і СШД, логічно виключити один або кілька ЛМСІ зі списку опитуваних, при виведенні містять їх осередків у ремонт.
Основні технічні характеристики захисту
Поріг спрацьовування по освітленості, Лк ... ... .. ... ... ... ... ... ... 100 ÷ 200
Час спрацювання (за 16 і 32 ЛМСІ), мс ... ... ... .... Не більше 16 / 32
Максимальне число ЛМСІ в системі, шт ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 32
Максимальне число ОЕД підключаються до ЛМСІ, шт ... ... ... ... .... ... 6
Напруга живлення постійного струму, В ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 220
(-20% ± 10%)
Споживана потужність ЦУУ, Вт ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5 ÷ 9
Споживана потужність ЛМСІ, Вт ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... 0,2 ÷ 0,3
Вид вихідного сигналу ЦУУ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... "Сухий контакт",
4 роздільних виходу
Вид вихідного сигналу ЛМСІ ... ... ... ... ... "Сухий контакт"
Температура навколишнього повітря, ° С ... ... .... ... ... Від - 25 до + 45
Маса, кг:
ЦУУ ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Не більше 1,5
ЛМСІ ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. Не більше 0,2
Примітка.
1.Наличие тестового та функціонального контролю.
2.Можливість ручного і автоматичного конфігурування системи захисту.
На цьому ж кресленні наведена структурна схема дугового захисту секції з використанням описаної системи. Секція КРУ при цьому ділиться на декілька зон, в яких при КЗ алгоритм функціонування та впливу на комутаційні апарати однотіпен: відсіки ТТ та кабельної оброблення; вимикачів; секційного вимикача (СВ); вступного вимикача (ВВ); шинний відсік.
При КЗ в зоні 1 відключення вимикача пошкодженої осередку може бути ефективним, а електроприймачі, підключені до інших лініях, залишаються у роботі (сигнал "спрацює n +1"). При КЗ в зоні 2 відключення власного вимикача може посилити аварію і в цьому випадку краще вплив на ВВ і СВ, що безумовно призводить до відключення значної кількості споживачів (сигнали "спрацює n +1" і "спрацює n +2").
При КЗ в зоні 3 альтернативи відключення ВВ і СВ не існує і тому формуються сигнали "спрацює n +1" і "спрацює n +2".
При КЗ в зоні 4, тобто у відсіках СВ, потрібно відключення двох вступних вимикачів (сигнал "спрацює n +1").
До повного погашення одній із секцій КРУ призводить КЗ у відсіках ВВ (зона 5), так як в цьому випадку передбачено відключення комутаційного апарату боку вищого напруги і СВ (сигнали "спрацює n +3" "спрацює n +2").
Алгоритми функціонування описаної системи дугового захисту можуть змінюватися, що визначається як вимогами, що пред'являються до неї на стадії проектування, так і в процесі її експлуатації.
У системі передбачена функція резервування відмов нижчих сходинок, тобто при КЗ в зоні 1 та відмову вимикача Qn через час, що дорівнює щаблі селективності, спрацьовує реле відключення, що впливає на вимикачі Qn +1 і Qn +2.
Алгоритми формування зовнішніх впливів на комутаційні апарати при пошкодженнях в різних відсіках КРУ розроблено авторами на основі практичного виконання дугового захисту на базі клапанів тиску, фототиристори, "логічної" захисту шин, захистів аналогічного принципу дії, з урахуванням думки фахівців енергосистем і проектних організацій, а також власного досвіду розробки і впровадження розглянутих захистів.
Проведені випробування системи захисту РДЗ-018, в тому числі і натурні випробування з струмами короткого замикання від 3 до 5 кА в осередках КРУ напругою 6 кВ, підтвердили її працездатність і ефективність, а також дозволили внести ряд змін, що поліпшують електромагнітну сумісність і сервісні функції.

Висновок

Метою даного дипломного стало розробка системи електропостачання району міста. У цьому проекті висвітлені наступні питання: 1) визначення розрахункових навантажень елеватора та району електропостачання в цілому; 2) визначення центру електричних навантажень на основі картограми навантажень; 3) вибір числа та потужності трансформаторів споживачів; 4) вибір числа та потужності трансформаторів ГПП; 5) розрахунок струмів короткого замикання; 6) на основі розрахованих струмів короткого замикання вибір обладнання, кабелів; 7) розрахунок поздовжньої диференціального захисту, МТЗ, захист від перевантаження, газовий захист трансформатора; 8) техніко-економічний розрахунок; 9) розглянуто питання охорони праці, який включив в себе питання пожежної безпеки на зернопереробних підприємств і розрахунок потрібної кількості вогнегасних засобів для гасіння пожеж.
У спеціальному питанні розглянуті мікропроцесорна система дугового захисту КРУ напругою 6-10 кВ.

Література
1. Порошенко А.Г. Проектування електропостачання з застосуванням ПЕОМ. Навчальний посібник / Алт. держ. техн. ун-т ім. І.І. Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алт. держ. техн. ун-ту, 1994. - 162 с.
2. Довідник щодо обладнання елеваторів і складів. - Ізд.2-е, перероб. і доп. - М.: Колос, 1978. - 240 с.: Іл.
3. Посібник до курсового та дипломного проектування для електроенергетичних спеціальностей вузів: Уч. посібник для студентів електроенергетич. спец. вузів, 2-е вид., перераб. і доп.. / В.М.Блок, Г.К. Обушев та ін; Під ред. В.М. Блок. - М.: Висш.шк., 1990. - 383с.: Іл.
4. Федоров А.А., Стракова Л.Є. Навчальний посібник для курсового і дипломного проектування з електропостачання промислових підприємств: Учеб. посібник для вузів. - М.: Вища школа, 1987. - 368 с.: Іл.
5. Довідник з електропостачання промислових підприємств. Промислові електричні мережі. 2-е вид., Перераб. і доп. / За заг. ред. АА.Федорова і Г.В. Сербінского. - М.: Енергія, 1980. - 576 с.
6. Основи техніки релейного захисту / М.А. Беркович, В.В. Молчанов, В.А. Семенов. - 6-е вид., Перераб і доп. - М.: Вища школа, 1984. - 376 с.
7. Батьківщина Г.Є. Економічні та організаційні питання розробки варіанту електропостачання об'єкта: Методичні вказівки до виконання дипломних робіт констр.-технологічного характеру для студентів спеціальності 1004 всіх форм навчання / Алт. політехн. ін-т ім. І.І. Ползунова. - Барнаул: Б.І., 1990. - 35 с.
8. Теплов А.Ф. Галкіна А.В. Охорона праці на хлібоприймальних підприємствах. - М.: Колос, 1984. - 207 с., Мул

Додаток Б

Визначення умовного центру електричних навантажень.

Район міста

Число приймачів N = 11
Кількість інтервалів часу графіка навантаження M = 24

Таблиця Б.1 - Вихідні дані

Номер і назва електроприймача	Координати приймача		Інтервал часу графіка навантаження	Потужність встановлена, кВт
	X	Y
1	2	3	4	5
1 ТП-2 Молмаш	306,0	788,0	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	900 900 1600 1340 1700 1480 1300 1300 1860 2060 2338 2200 2140 2100 2200 2200 2000 1960 1960 1400 1360 1400 2000 1100

Продовження таблиці Б.1

1	2	3	4	5
2 2-й цех елеватор	1034	914	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	50 50 50 50 50 100 300 450 566 480 470 500 250 450 450 300 200 200 200 50 50 50 50 50

Продовження таблиці Б.1

1	2	3	4	5
3 МСК	1274	940	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	500 520 500 500 480 580 500 600 850 1188 1150 1130 1150 1100 1080 1050 950 950 900 870 850 650 500 500

Продовження таблиці Б.1

1	2	3	4	5
4 РП-8	1350	930	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	1800 1500 1750 1750 1750 1900 2600 4500 5200 5000 3500 3500 4000 3000 2750 2750 1750 4500 4750 4750 4500 3500 3250 2250
5 АРЗ	1300	580	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	400 400 400 400 400 400 600 1200 1300 1600 1500 1737 1700 1100 1500 1600 1600 1400 1100 1300 1300 1100 1000 700
6 Молмаш ТП-1	1080	600	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	150 150 150 150 150 150 150 500 688 650 650 500 250 400 550 500 420 150 150 150 150 150 150 150

Продовження таблиці Б.1

1	2	3	4	5
7 ФСК	1090	160	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	500 500 400 400 400 400 400 500 800 1400 1713 1500 1200 1100 1500 1400 1400 800 1200 1100 900 500 500 500
8 БіКЗ	650	480	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	1250 1100 1000 1000 1000 1100 1250 3250 5250 6055 5800 5550 4250 5000 5250 5000 4750 5000 4950 4000 3750 3750 1250 1250
3 вересня-й цех елеватор	466	358	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	600 600 600 600 600 600 600 700 1600 1611 1600 1560 1500 800 1600 1611 1611 1600 1000 900 600 600 600 600

10 МЕЗ	420	60	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	200 200 200 200 200 600 1600 2436 2300 2200 2300 1500 2000 2000 2000 1940 800 800 800 300 200 200 200 200
11 ТП-6	124	340	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	1200 1200 800 800 700 700 1800 1760 2900 2810 2600 2700 2400 2800 2200 1400 1400 3200 3300 3300 2800 2000 1200 1200

Таблиця Б.2 - Координати центру навантажень на кожному інтервалі часу

Інтервал часу	Координати центру
	SX	SY
1	787,5	600,8
2	768,1	590,4
3	774,7	640,1
4	791,7	634,8
5	775,8	645,3
6	788,0	620,8
7	738,1	557,8
8	798,4	560,2
9	773,9	563,1
10	784,7	556,5
11	750,4	530,4
12	764,4	549,5
13	786,5	561,4
14	716,9	532,2
15	743,5	527,3
16	768,0	535,3
17	758,4	537,1
18	771,3	587,6
19	774,6	583,1
20	811,8	599,3
21	826,7	611,7
22	807,1	613,6
23	843,0	663,5
24	824,1	621,9

Математичне сподівання Цен: QX = 780,32; QY = 584,32
Середньоквадратичне відхилення Цен: GX = 28,60; GY = 39,94
Коефіцієнт кореляції координат Цен: До-0, 7
Півосі еліпса розсіювання Цен: RX = 102,6251; RY = 62,8189
Кут повороту осей еліпса щодо обраної системи координат: AR = 0,56 радіан; AG = 32,03 градусів

1.4 Визначення розрахункового навантаження по району електропостачання
в цілому
Визначимо розрахункові навантаження методом впорядкованих діаграм. Для цього підсумовуємо кількість фактично встановлених робочих приймачів підприємства, їх номінальні потужності, вибираємо номінальну потужність найбільшого приймача, вибираємо средневзвешанний коефіцієнт використання, характерний для даної галузі підприємства, обчислюємо середні навантаження вузла, визначаємо n _е. і К _м, а потім _{P p} і Q _P. Підсумовуємо встановлені потужності та розрахункові навантаження. Підсумовуємо розрахункові активні і реактивні втрати потужності в робочих трансформаторах, що входять у вузол.
Втрати потужності трансформаторів ТП підприємств орієнтовно приймаємо рівними , .
.
Для вузла елеватор - МІС
_P P = 2273,9 кВт; Q _P = 1602,45 квар; _{P P. O} = 242,33 кВт.
Тоді
кВА;
= 0,02 × 2681,87 = 55,78 кВт;
= 0,1 × 2681,87 = 287,91 квар.
Аналогічний розрахунок робимо для інших підприємств. Дані розрахунків заносимо в таблицю 1.3.
Сумарні розрахункові навантаження промислових споживачів рівні:
кВт; квар.
Сумарні навантаження трансформаторних підстанцій міської розподільчої мережі, за даними районних електричних мереж, складають: по РП-8 Р _Т = 6500 кВт;
по РП-5 Р _Т = 4200 кВт;
по ТП-6 Р _Т = 3700 кВт.
При визначенні повної потужності розподільних пунктів напругою 10 кВ в період максимуму навантаження коефіцієнт потужності приймаємо рівним 0,93, відповідно tg w = 0,39. Тоді реактивні наргузкі складають по РП-8 Q _Т = 2535 квар;
по РП-5 Q _Т = 1638 квар;
по ТП-6 Q _Т = 1554 квар.
Розрахункові навантаження розподільних пунктів визначаємо за формулою:
,
де - Розрахункове навантаження i - го трансформатора трансформаторної підстанції, приєднаний до даного елементу мережі;
- Коефіцієнт, що враховує суміщення максимумів навантажень, зазначених трансформаторів.
При n _т = 6 ¸ 10 = 0,8
Для РП-8 _P P = 0,8. 6500 = 5200 кВт, Q _Р = 2028 квар.
Для РП-5 _P P = 0,8. 4200 = 3360 кВт, Q _Р = 1310,4 квар.
Для ТП-6 _P P = 0,9. 3700 = 3330 кВт, Q _Р = 1298,7 квар.
Сумарні розрахункові активні і реактивні навантаження по міській розподільній мережі рівні:
кВт; квар.
Сумарні розрахункові навантаження по району електропостачання в цілому складають:
= 26644, 8 × 0,9 = 23980,32 кВт;
= 16980,4 × 0,9 = 15282,36 квар,
де 0,9 - коефіцієнт одночасності максимумів навантажень промислових і комунально-побутових споживачів.
Необхідна потужність компенсуючих пристроїв по району в цілому визначаємо за формулою:
,
де = 0,64 (cos j = 0,84) - розрахункове значення
= 0,39 (cos j = 0,93) - нормативний коефіцієнт, заданий енергопостачальною організацією.
Q _{k. Y} = 23980,32 (0,64 - 0,39) = 5995,08 квар.
Як компенсуючих пристроїв приймаються батареї статичних конденсаторів, сумарні втрати активної потужності яких становлять 0,2% від .
D Р _{k. Y} = 11,99 кВт.
Загальна активна потужність з урахуванням компенсуючих пристроїв
Р = (Р _Р + D Р _k. Y) = 23980,32 + 12 = 23982,32 кВт.
Розрахункове навантаження на шинах НН ПГВ (ДПП) з урахуванням компенсації реактивної потужності
кВА
Втрати потужності в трансформаторах ГПП
= 0,02 × 25727,125 = 514,54 кВт;
= 0,1 × 25727,125 = 2572,71 квар.
Повна розрахункова потужність на стороні ВН ГПП:

Розрахунковий струм на шинах ВН ГПП
А.

Таблиця 1.3 - Визначення розрахункових навантажень по підприємствах

Вихідні дані															Розрахункові дані
Найменування підприємства				n				P вуст, кВт				å Р, кВт			К і						Р см, кВт			Q см, квар			n е.	K M		P p, кВт	Q Р, квар	S P, кВА
1				2				3				4			5			6			7			8			9	10		11	12	13
2 цех елеватора - МИС
Силове навантаження				359				0,6-75				2952,35			0,58			0,74 / 0,91			1720,46			1576,9			79	1,18		2273,9	1602,45	2781,87
Освітлювальна												285,8									242,3									242,3
Разом на стороні НН												3238,2									1962,79			1576,96						2282,87	1602,45	2789,87
Втрати в трансформаторі																														55,78	287,91
Разом на стороні ВН																														2338,65	1890,36	3007,11
Завод Молмаш (ТП-2)
Силове навантаження				98				4,0-60				1300			0,35			0,85 / 0,62			455			282,1			43	1,18		536,9	282,1	606,49
Освітлювальна												20									17									17
Разом на стороні НН												1320									472			282,1						553,9	282,1	621,59
АРЗ
Силове навантаження	395				1,5-40				1725				0,25			0,76 / 0,86			431,25			370,8			86				1,18	508,87	370,87
Освітлювальна навантаження									193										464,05											164,05
Разом на стороні НН									1918										595,3			370,8								672,92	370,87	768,35
Втрати в трансформаторі																														15,36	76,83
Разом на стороні ВН																														688,28	447,71	821,08
МЕЗ
Силове навантаження	325				2,2-55				3540				0,55			0,7 / 1,02			1947			1885,9			128				1,08	2144,81	1985,94
Освітлювальна																														61,90	309,54
Разом на стороні ВН																														2436,21	2295,48	3347,29
ФСК
Силове навантаження	238				2,2-60				2685							0,54			0,73 / 0,93			1417,5			1318,27				87	1530,8	1318,27	2128,51
Освітлювальна									1720										1634											1634
Разом на стороні НН									2790										1557,7			1318,27								1671,15	1318,27	2128,51
Втрати в тарнсформаторе																														42,57	212,85
Разом на стороні ВН																														1713,72	1531,12	2298,07
БіКЗ
Силове навантаження		1820				4-320				8640				0,45			0,68 / 1,08			3888			4199,04			54			1,1	4276,8	4199,04
Освітлювальна										1720										1634										1634
Разом на стороні НН										10360										5544			4199,04							5910,8	4199,04	7250,48
Втрати в трансформаторі																														145,01	725,05
Разом на стороні ВН																														6055,8	4924,09	7805,09
Елеватор (3 цех)
Силове навантаження		297				2-40				2210				0,61			0,8 / 0,75			1348,1			1011,07			110			1,07	1442,47	1011,07
Втрати в тарнсформаторе																														12,42	62,16
Разом на стороні ВН																														566,32	344,26	662,74
МСК
Силове навантаження			211				4-32				2205			0,42			0,75 / 0,88			926,1			814,97			138			1,06	981,66	814,97
Освітлювальна											210									178,5										178,5
Разом на стороні НН											2415									1104,6			814,97							1160,16	814,97	1417,79
Втрати в трансформаторі																														28,35	141,78
Разом на стороні ВН																														1188,51	956,75	1525,75
Молмаш (ТП-1)			670				2,0-80				3970			0,35			0,85 / 0,62			1389,5			861,49			99			1,1	1528,45	861,49
Освітлювальна навантаження											180									171										171
Разом на стороні НН											4150									1560,5			861,49							1699,45	861,49	1905,3
Втрати в трансформаторі																														38,1	190,53
Разом на стороні ВН																														1737,55	1052,02	2031,21

Продовження таблиці 1.3

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Освітлювальна			155			131,75				131,75
Разом на стороні НН			2365			1479,8	1011,07			1574,22	1011,07	1870,94
Втрати в трансформаторі										37,42	187,09
Разом на стороні ВН										1611,64	1198,16	2008,22
Разом промислові
Споживачі на стороні НН			32366			16453,3	12320,7			14754,6	12343,3	19236,9
Міська розподільна мережа										11890	4637,1	12762,2
Всього по району на стороні НН бе компенсації з урахуванням К од = 0,9										23980,3	15282,34	28436
з урахуванням компенсації										23992,3	9287,28	25727,12
Втрати в трансформаторі ГПП										514,5	2572,7
Всього на стороні ВН ГПП										24306,8	11860	27225,8

2 Визначення центру електричних навантажень

2.1 Картограма навантажень
Геометричне зображення середньої інтенсивності розподілу навантажень на картограмі виконуємо за допомогою кіл. В якості центру кола вибираємо центр електричного навантаження (Цен) приймача електроенергії навантажень. У даному випадку припускаємо, що центри навантажень збігається з місцем розташування ТП та РП споживачів.
Значення радіусу кола знаходимо з умови рівності розрахункової потужності площі кола
(2.1)
де - Радіус кола, мм;
- Масштаб, кВт / мм;
, Звідси
(2.2)
Силові та освітлювальні навантаження зображуємо у вигляді сектора кола. Кут сектора a визначаємо із співвідношення активних розрахункових та освітлювальних навантажень підприємства.
Вибираємо масштаб m = 1 кВт / мм ^2. Розрахункові значення наведені в таблиці 2.1.
Таблиця 2.1 - Визначення центру електричних навантажень

№ по генплану	, КВт	, М	, М	, Мм	, КВт × м	, КВт × м
1	2	3	4	5	6	7
1	2338,65	204	788	27	715627	1842856
2	566,32	1034	914	13	585574	517616
3	1188,51	1274	940	19	151416	117199
4	5200	900	930	41	7020000	4836000
5	1737,55	1300	580	23	2258815	1007779
6	688,28	1080	600	15	743342	412968
7	1713,72	1090	160	23	1867954	274195
8	6055,81	650	480	44	3936276	2906788
9	1611,64	466	358	23	751024	576967
10	2436,21	420	60	28	1023208	146160
11	3330	124	340	33	412920	1132200

На генплані району довільно наносимо осі координат. Координати Цен району визначаємо за формулами:
(2.3)
(2.4)
2.2 Визначення центра зони розсіювання
Кожен приймач електроенергії (ТП, РП, промислове підприємство) працюють у відповідності зі своїм графіком навантаження. Навантаження приймачів з плином часу змінюються відповідно до технологічного процесу виробництва. Тому не можна говорити про Цен як про стабільну точці, координати Цен в кожен момент часу будуть приймати значення, визначені навантаженнями графіка.
Розглянемо приймачі електроенергії району електропостачання, для кожного приймача існують графіки навантажень , Тоді координати Цен є значеннями функції часу:
(2.5)
(2.6)
Ці функції описують переміщення Цен, значення їх, обчислені в дискретні моменти часу t = 1, 2, 3 ... 24Т, утворюють безліч точок, що заповнюють деяку область, яку називають зоною розсіювання Цен.

3 Вибір числа і потужності трансформаторів
споживачів з урахуванням компенсації реактивної потужності
Вибір оптимальної потужності низьковольтних батарей конденсаторів (НБК) здійснюється одночасно з вибором трансформаторів споживачів електричної енергії, тобто при виборі числа і потужності трансформаторів має вирішуватися питання про економічно доцільної потужності реактивної енергії, переданої через трансформатор в мережу напругою 0,4 кВ.
Розрахуємо потужність трансформаторів, встановлюються на підстанції 2 цех елеватора - МИС, при числі трансформаторів N рівне 2.
Визначаємо потужність трансформаторів за формулою:
, (3.1)
де - Число трансформаторів,
- Коефіцієнт завантаження трансформаторів; приймаємо рівним 0,7 (для споживача 2-ої категорії).
кВА
Приймаються до установки два трансформатори потужністю кВА.
Знаходимо реактивну потужність, яку можна зрадити через трансформатори в мережу 0,4 кВ.
квар (3.3)
Потужність НБК щодо першого етапу розрахунку
(3.4)
1577,3 - 1441,677 = 135,623 квар
Визначаємо додаткову потужність НБК за умовою зниження втрат за формулою
, (3.5)
де - Розрахунковий коефіцієнт, що залежить від розрахункових параметрів До _р1 і К _р2 та схеми живлення.
Значення К _р1 залежить від питомих втрат, наведених витрат на НБК і втрат активної потужності. Значення К _р1 приймаємо по таблиці [4] равним15. Значення К _р2 приймаємо по таблиці рівним 10. Залежно від обраних До _р1 і К _р2 за кривими визначаємо значення = 0,45, тоді
,
тобто = 1,7, тоді = 135,6 + 1,7 = 137,3 квар.
Розрахункову потужність НБК округляємо до найближчої стандартної потужності комплектних конденсаторних установок (ККУ). Приймаються до установки ККУ типу ККУ-0 ,38-1-150 НУЗ лівого і правого виконання вступних осередків сумарної потужності квар.
Реактивна навантаження, віднесена на шини НН ГПП з урахуванням втрат в трансформаторах складе:
= 1577,3 - 150 + 13,6 = 1440,9 кВАр (3.6)
Аналогічний розрахунок проведено для всіх підприємств району. Дані розрахунків занесені в таблицю 3.1