2.1 Характеристика електроприймачів міських електричних мереж.
За характером електроспоживання і показниками електричного навантаження всі споживачі міста розбиваються на наступні групи: промислові споживачі, комунальні споживачі загальноміського значення (водопровід, каналізація і т.д.), споживачі районів прилеглих до міста, житлові зони міста і комунальні громадські будівлі.
Електроприймачі житлових будинків.
Сучасні житлові будівлі насичені великою кількістю електроприймачів. До них відносяться різні освітлювальні і побутові прилади і силове електроустаткування. Зростання енергетики і обсягу виробництва електроенергії в значній мірі сприяє розширенню номенклатури та збільшення кількості електроприладів, що застосовуються в побуті.
Електроприймачі житлових будинків можуть бути поділені на дві основні групи: Електроприймачі квартир і Електроприймачі загальнобудинкового призначення. До перших належать освітлювальні і побутові електроприлади. До других належать світильники сходових кліток, ліфтів.
Електричне освітлення квартир здійснюється за допомогою світильників загального і місцевого освітлення, як правило, з лампами розжарювання. Для загального освітлення житлових приміщень застосовуються багатолампові світильники (різних конструкцій з різними лампами).
Побутові електроприлади за призначенням можна умовно розділити на наступні характерні групи: нагрівальні для приготування їжі, для обробки і зберігання продуктів, господарські (для прибирання приміщень, електроприлади та ін), культурно-побутові, санітарно-гігієнічні, побутові кондиціонери повітря, водонагрівачі, прилади для опалення приміщень.
Умовно всі електроприймачі діляться на дві великі групи: освітлювальні і силові. В основних приміщеннях громадських будівель в цілях економії електроенергії і отримання високих рівнів освітленості, як правило, використовуються світильники з люмінесцентними лампами у виконанні, відповідними умовами середовища і виконуваної роботи. У допоміжних приміщеннях, складах і коморах застосовуються лампи розжарювання. У ряді випадків для цілей архітектурного і декоративного освітлення використовуються світильники в спеціальному виконанні з різними лампами.
Залежно від виконання технологічних операцій до силових відносяться електроприймачі механічного обладнання, електротеплового обладнання: холодильних машин, підйомно-транспортного обладнання, санітарно-технічних установок, зв'язку, сигналізації та протипожежних пристроїв, апаратури управління та інших видів технологічного обладнання.
Енергоємними споживачами є комунальні підприємства.
2.2 Визначення графіків навантажень споживачів.
Споживання електроенергії не залишається постійним, а змінюється в залежності від характеру виробництва, виду і типу електроприймачів, пори року, годин доби. Отже, змінюється і режим роботи електростанцій та трансформаторних підстанцій.
Зміна навантажень характеризується графіками, які показують зміна споживаної потужності в залежності від часу доби. Форма добового графіка навантаження та його характеристика (заповнення графіка), а так само максимум навантаження споживачів міського типу змінюється в широких межах. Тому для дослідження будуються орієнтовні графіки активної потужності. За допомогою цих графіків можна аналізувати роботу електростанцій, трансформаторних підстанцій, елементів мережі або групи споживачів.
Для електричних мереж міст характерні літній та зимовий добові графіки навантажень. Обидва графіка мають два яскраво виражених максимуму в ранкові та вечірні години, причому вечірній максимум навантаження вище ранкового. Літній графік навантаження відрізняється від зимового тим, що навантаження річного періоду нижче зимових та вечір максимум влітку настає пізніше.
Графіки навантажень житлових будинків так само мають яскраво виражений максимум у ранкові вечірні години і розрізняються в залежності від пори року. Однак для деяких громадських будівель, наприклад продовольчих магазинів, навантаження річного періоду, можуть бути значно вище в результаті роботи холодильного обладнання та кондиціонерів.
На рис. 2.1-2.4 наведені орієнтовні графіки активної потужності характерних комунально-побутових споживачів:
а) Добовий графік активного навантаження житлового будинку з газовими плитами в квартирах рис.2.1
Коефіцієнти, якими користуються при проектуванні та експлуатації електричних установок визначимо за формулами 5.1,5.2,5.3 [6]
1) середнє навантаження,%
де W-витрата електроенергії (площа графіка)
Т-час, годину
Рср = (20 * 2 +15 * 4 +30 * 2 +45 * 2 +30 * 2 +25 * 2 +30 * 2 +75 * 2) / 24 = 42%
2) число годин використання максимуму навантаження
де Pmax-найбільше навантаження за певний період часу
3) коефіцієнт заповнення графіка навантаження
б) Добовий графік активного навантаження їдальні (бар, кафе, ресторан) рис.2.2
Аналогічно попередньому випадку знаходимо за тими ж формулами:
1) середнє навантаження,%
Рср = (15 * 6 +70 * 2 +100 * 2 +90 * 2 +100 * 2 +90 * 2 +80 * 2 +50 * 2 +30 * 2 +15 * 2) / 24 = 1340/24 = 55,8%
2) число годин використання максимуму навантаження
3) коефіцієнт заповнення графіка навантажень
в) Добовий графік активного навантаження хімчистки одягу (узагальнений) рис.2.3
1) середнє навантаження%
Рср = (20 * 6 +30 * 2 +90 * 2 +100 * 2 +95 * 2 +90 * 2 +95 * 2 +90 * 2 +70 * 2 +30 * 2) / 24 = 1500/24 = 62,5%
2) число годин використання максимуму навантаження
3) коефіцієнт заповнення графіка навантаження
г) Добовий графік активного навантаження трансформаторної підстанції 10 / 0,4 кВ живильної житлові будинки з газовими плитами в квартирах, рис .2.4
Рср = (30 * 2 +25 * 4 +40 * 2 +30 * 2 +35 * 2 +30 * 4 +48 * 2 +90 * 2 +100 * 2 +65 * 2) / 24 = 1096/24 = 45,6%
2.3 Розрахунок електричних навантажень житлових мікрорайонів міста.
Відповідно до [1] укрупнена розрахункове навантаження мікрорайону, наведена до шин 0,4 кВ ТП (трансформаторної підстанції), визначається за формулою (кВт):
Рр м-р = (Руд.ж.д + Руд.общ.зд) * F * 0,001 (2.1)
де Руд.ж.д-питома розрахункове навантаження житлових будинків на шинах напругою 0,4 кВ ТП (табл 4)
Руд.общ.зд-питома навантаження громадських будівель мікрорайонного значення, приймається при будинках з електричними плитами 2,6 Вт / мІ, а з плитами на газоподібному або твердому паливі 2,3 Вт / мІ
F-загальна площа житлових будинків підключених до шин напруги 0,4 кВ ТП, мІ
Розрахунок електричного навантаження першого мікрорайону.
Рр м-р = (10,67 +2,3) * 96600 * 0,001 = 1252,9 кВт
cos φ = 0.93 табл 4
Sр.м-р = 1347,2 кВА
де Руд.ж.д = 10,67 Вт / м І-знаходимо шляхом інтерполяції табл. 4
F = 96600 м І-задано у вихідних даних до проекту.
Результати подальших розрахунків зводимо в таблицю 2.1
Таблиця 2.1 Розрахунок електричних навантажень житлового району
| мікрорайон | F мІ | Руд.ж.д Вт / мІ | Руд.общ.зд Вт / мІ | cos φ | Sр.м-р кВА |
| 1 | 96600 | 10,67 | 2,3 | 0,93 | 1476 |
| 2 | 115500 | 10,67 | 2,3 | 0,93 | 1873 |
| 3 | 105000 | 10,78 | 2,3 | 0,93 | 1074 |
| 4 | 126000 | 10,9 | 2,3 | 0,93 | 1659 |
| 5 | 96000 | 10,2 | 2,3 | 0,94 | 1515 |
3. Вибір варіантів системи електропостачання Жовтневого мікрорайонів.
3.1 Вибір варіантів системи електропостачання.
Для вибору системи електропостачання необхідно вибрати напруга передачі всієї потужності проектованого житлового району. Величину нестандартного раціонального напруги можна вибрати за формулою інженера Веікерта:
U = 3 √ S + 0.5 l
а так само за двома емпіричними формулами:
Так для S = 5973 кВА
U = 3 √ 5,973 + 0.5 * 3 = 8,89 кВ
Виходячи з отриманого значення, приймаємо стандартне напругу 10 кВ.
До розгляду пропонуємо два варіанти схеми електропостачання житлового району.
I варіант-Схема електропостачання 10 кВ з РП. Структурна схема
ЦП-РП-ТП. Ця схема має радіальну структуру енергопостачання мікрорайонів.
II варіант-Схема електропостачання 10 кВ без РП. Структурна схема
ЦП-ТП. Дана схема має кільцеву структуру постачання мікрорайонів.
Обидва варіанти забезпечують необхідну надійність живлення споживачів району.
Для порівняння варіантів необхідно знайти приведені витрати по кожному з них, при цьому приймаємо деякі припущення, які полягають у наступному:
а) розрахунок приведених витрат виробляємо для електропостачальної і живильної мережі 10 кВ.
б) схему джерела живлення для обох варіантів приймаємо однакову.
в) деякі кількісні зміни розподільних мереж 10 кВ після остаточного вибору варіанту не впливають на техніко-економічне обгрунтування варіантів, тому вищевказані допущення застосовні в даному випадку.
1. Розрахунок наведених річних витрат по I варіанту.
Sp = 3886 кВА Sp = 3711 кВА
Ip = 224 A Ip = 214 A
Iоб = 438 А
Сумарна потужність на РП разом з ТСН S = 7650 кВА.
Згідно з [1] харчування РП необхідно здійснювати двома кабельними лініями (по 2 кабелю в лінії).
а) Вибір перерізу кабелів по нагріванню тривало припустимим струмом.
Згідно табл. 1.3.16 [4] кабель з алюмінієвими жилами перерізом 120 ММІ має Iдоп = 375 А. З урахуванням понижуючого коефіцієнта до = 0,92 табл. 1.3.24 [4] кожна лінія має пропускну здатність 490 А.
Завантаження кабелю в нормальному режимі (у роботі 4 кабелю):
кз = 224/438 * 100% = 51%
Завантаження кабелю в аварійному режимі (у роботі 2 кабелю):
кз = 438/490 * 100% = 89,3%
що знаходиться в межах норми табл. 1.3.2 [4]
б) Вибір перетину кабелю з економічної щільності струму. Згідно табл. 1.3.36 [4] для Тм = 1600 год j = 1,6 А / ММІ
q = I / j = 192/1.6 = 120 ММІ
Враховуючи аварійний режим, залишаємо перетин 120ммІ.
в) Втрата напруги в кабелі:
ΔU = P * l * ΔUo
де Р-активна потужність на лінії, МВт
l - довжина лінії в км.
ΔUo-питома втрата напруги,% / МВт * км
ΔU1 = (3,886 / 2) * 0,92 * 3 * 0,475 = 2,5% <6
ΔU2 = (3,324 / 2) * 0,92 * 3 * 0,475 = 2,4% <6
ΔU3 = (7,650 / 2) * 0,92 * 3 * 0,475 = 5% <12
Для перевірки вибраного перерізу по термічній стійкості необхідно визначити струм кз на шинах 10 кВ ВП.
Струм к.з. наведений у розділі
Ік = 5,17 кА
i у = 131 кА
tд = 0,2 +1,4 = 1,6 з
Перетин кабелю, термічно стійкий до струму кз визначається за формулою:
Т min = I ∞ * (√ tcp / e)
де e-коефіцієнт, що відповідає різниці виділеного тепла
в провіднику після і до кз (для алюмінію e = 65)
Т min = 5,17 * (√ 1,6 / 65) = 98 ММІ
Отже, вибраного перетин кабельної лінії задовольняє умовам перевірки на термічну стійкість.
Економічним критерієм, за яким визначають більш вигідний варіант, є мінімум приведених витрат, руб / год,
З = Ен * К + Н
де Ен-нормативний коефіцієнт порівняльної ефективності
капітальних вкладень (Ен = 0,15)
До-одноразові, капітальні вкладення у спорудження об'єкта
Н-щорічні експлуатаційні витрати.
Склад капітальних витрат:
К = К1 * К2 * К3
де К1-вартість ВРУ (К1 = 20 тис. руб)
К2-вартість кабельної лінії 10 кВ при прокладці в траншеї
на 1 км (К2 = 198000 крб 95 ММІ: К2 = 250000 руб 120ммІ).
К3-вартість РП (К3 = 1 млн. руб)
К = 20000 * 2 + (2 * 633600 +2 * 594000) +1000000 = 3495000 крб
Сумарні річні відрахування:
для РУ до 20 кВ - 10,4%;
для кабельної лінії до 10 кВ, прокладеної в землі
з алюмінієвою жилою - 5,8%;
для РП до 20 кВ - 10,4%.
Щорічні експлуатаційні витрати визначаються як:
І = ІЕ + Іа
де ІЕ-відрахування на амортизацію, ремонт та обслуговування;
Іа-вартість втрат електроенергії;
ІЕ = 40000 * 0,104 +2455000 * 0,058 +1000000 * 0,104 = 250550 руб
Втрати електроенергії в кабельній лінії 10 кВ:
ΔА = 3I ² ρ (l / s) t
де l - довжина лінії в км
s-перетин кабелю в ММІ
I-номінальний струм, кА
T - час найбільших втрат
ρ-питомий опір жили кабелю Ом мм / км
ΔА1 = 3 * 0,224 І * 29,7 (3 / 120 * 2) * 1600 = 89,4 тис кВт / рік
ΔА2 = 3 * 0,176 І * 29,7 (3 / 120 * 2) * 1600 = 81,6 тис кВт / рік
ΔА95мм = 30 тис кВт / рік
Вартість 1 кВт год втрат електроенергії 1,04 руб / кВт год
Іа = 201 * 1,04 = 209040 крб
І = 250550 +209040 = 459590 крб
Загальні наведені витрати:
З = 0,15 * 3495000 +459590 = 983840 крб
2. Розрахунок наведених річних витрат по 2 варіанту.
S1 = 1410.15 кВА S'1 = 1591.2 кВА
I1 = 81.4 А I'1 = 91.87 А
S2 = 1719.2 кВА S'2 = 1941.4 кВА
I2 = 99.26 А I'2 = 112.08 А
Розрахунок ведемо виходячи з таких міркувань:
а) Всі лінії виконуються кабельними жилами.
б) Кожна пара кабелів прокладається в окремій траншеї. Поправочний коефіцієнт 0,9.
Визначення наведених витрат ведеться аналогічно попередньому варіанту.
З = Ен * К + І
К = К1 + ΣКкл10
де К1-вартість ВРУ (К1 = 20 тис. руб)
ΣКкл10 - вартість кабельних ліній 10 кВ, при прокладки в траншеях, для двох кабелів в одній траншеї. (Для 1км К = 141 000)
К = 2 * 20000 +2 * 423000 +846000 = 1732000 руб
ІЕ = 40000 * 0,104 +1692000 * 0,058 = 102296 руб
ΔА1 = 3 * 0,0814 І * 31,5 (3 / 70) * 1600 = 42,93 тис кВт / рік
ΔА2 = 63,84 тис кВт / рік
ΔА'1 = 54,69 тис кВт / рік
ΔА'2 = 81,4 тис кВт / рік
ΣА = 242,86 тис кВт / рік
Іа = 242,86 * 1,04 = 252,57 т руб
І = 102296 +252570 = 354866 крб
З = 0,15 * 1732000 +354866 = 614666руб
3. Порівняння варіантів табл. 3.1
| Найменування варіанту | Кап вкладення | Витрати | Витрати |
| Система Ел постачання з РП | 3495000 | 459590 | 983840 |
| Система Ел постачання без РП | 1732000 | 354866 | 614666 |
Згідно з [1] основним принципом побудови розподільної мережі для електроприймачів 2 і 3 категорії є поєднання петльових мереж
10 кВ забезпечують двостороннє харчування кожної ТП і петльових ліній напругою 0,4 кВ, для живлення споживачів. На підставі техніко-економічного порівняння варіантів вибираємо схему без РП в житловому районі.
Схема являє собою дві петльові лінії, кожна з яких забезпечує двостороннє харчування мережі ТП.
РУ ГПП приймається з одиночною секціонованими системою шин. Трансформатори повинні працювати окремо. Резервування блоків здійснюється шляхом пристрою АВР на секційному вимикачі РУ-10кВ.
Визначаємо навантаження на шинах 10 кВ ГПП за формулою:
Sp = kодн * ΣS тп i
де kодн - коефіцієнт одночасності, приймаємо по табл kодн = 0,75
Sp = 0,75 * 7964 = 5976 кВА
Петльові мережі 10 кВ в нормальному режимі працюють розімкнуте. На підставі визначення економічно доцільного потокорозподілу петльових ліній, при яких реальне потокорозподіл виявиться максимально наближеним до економічно доцільного.
3.2 Вибір числа і типу трансформаторних підстанцій.
Згідно (1) потужність ТП приймається в залежності від щільності навантаження на шинах 0,4 кВ.
У районах багатоповерхової забудови (5 поверховий і вище) за щільності навантаження більше 5 МВт / кмІ оптимальна потужність підстанцій становить 400кВА.
Результати вибору числа і типу ТП заносимо в таблицю 2.2
Таблиця 2.2 Вибір числа трансформаторних підстанцій.
| Мікро- район | Sмрн кВА | Плотн нагр МВА / кмІ | Кількість ТП | Число і мощн тр-ів | Тип ТП |
| 1 | 1476 | 5,01 | 2 | 2-400 | 2БКТП 2х400 |
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 2 | 1873 | 6,3 | 3 | 2-400 | 2БКТП 2х400 |
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 3 | 1074 | 4,85 | 2 | 2-400 | 2БКТП 2х400 |
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 4 | 1659 | 5,65 | 3 | 2-400 | 2БКТП 2х400 |
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 2-400 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 5 | 1515 | 4,93 | 3 | 2-250 | 2БКТП 2х400 |
| 2-250 | 2БКТП 2х400 | ||||
| 2-400 | 2БКТП 2х400 |
мікрорайону.
3.3 Вибір перетину кабельних ліній 10 кВ.
Розподільні лінії складаються з петльових ліній, які мають на різних ділянках різні навантаження і отже можуть виконуватися різними перетинах.
Практично лінії на всьому протязі від першої секції ЦП до другої секції ЦП виконуються одним перетином, як і на головних ділянках. У всіх випадках до прокладання в траншеях приймаємо кабель марки ААБл з алюмінієвими жилами. Переріз кабелів з алюмінієвими жилами в розподільних мережах напругою 10-20 кВ при прокладці в земляних траншеях слід приймати не менше 70 ММІ.
Вибір перерізів кабелів перший петлі.
Розрахункова схема рис 2.5
SHAPE \ * MERGEFORMAT
При допущенні про «однорідності» мережі (тобто однаковості відносин ri / xi для всіх ділянок) виробляємо розрахунок потокорозподілу потужності:
Sa-1 = (S1La'-1 + S2 L2-a '+ S3 L3-a' + S4 L4-a '+ S5 L5-a' + S6 L6-a '+ S7 L7-a') / La-a '= (738 * 6.92 +738 * 66 +673 * 5.8 +673 * 5.5 +537 * 5.1 +537 * 4.9 +537 * 4.7) / 10.38 =
= 2454.4 кBA
Sa'-7 = (738 * 3.46 +738 * 3.78 +673 * 4.58 +673 * 4.88 +537 * 5.28 +537 * 5.48 +537 * 5.68) /
10.38 = 1980.4 kBAк
Sa-1 + Sa'-7 = Σ S тп i
За допомогою 1 закону Кірхгофа визначаємо потужності на інших ділянках і знаходимо точку потокораздела.
Уточнюємо навантаження головних ділянок лінії з урахуванням коефіцієнта одночасності.
Sp = kодн * ΣS тп i
Sp а-1 = (738 +738 +673) * 0,8 = 1719,2 кВА
Sp а'-7 = (537 +537 +537 +673) * 0,85 = 1941,4 кВА
Sp ав = (738 +738 +673 +673 +537 +537 +537) * 0,75 = 3324,75 кВА
Вибираємо перетин кабелю з економічної щільності струму.
де Jе-нормоване значення економічної щільності струму А / ММІ
для Тм = 3000ч Jе = 1,6 А / ММІ
Перевіряємо вибраного перетин кабелю по нагріванню тривало припустимим струмом. Для кабелю з алюмінієвими жилами в свинцевої або алюмінієвої оболонці прокладається у землі для перерізу 70 ММІ Iдоп = 165 А.
а) завантаження кабелю в нормальному режимі
кз = (Iр / Iдоп) * 100% = (112,08 / 165) * 100% = 67,9%
б) завантаження кабелю в аварійному режимі
кз = (Iaв / Iдоп) * 100% = (191,75 / 165) * 100% = 116%
що знаходиться в межах норми згідно 1.3.2 [4]
Знаходимо втрату напруги в лінії за формулою:
ΔU = (ΣP * L) * ΔUтаб
де P-навантаження окремих ділянок лінії
L-довжина лінії в км
ΔUтаб-питома втрата напруги% (МВт * км)
ΔUа3 = [0,673 * 0,92 * 0,8 + (0,673 +0,738) * 0,9 * 0,92 * 0,325 + (0,738 +0,738 +0,673) * 0,8 * 0,92 * 3,46] * 0,498 = 3,16%
ΔUа'4 = [0.673 * 0.92 * 0.4 + (0.673 +0.537) * 0.9 * 0.92 * 0.2 + (0.673 +0.537 +0.537) * 0.85 * 0.92 * 0.2 + (0.673 +0.537 +0.537 +0.537) * 0.85 * 0.92 * 4.7] * 0.498 = 4.54%
ΔU10кВ <6%
Перевіряємо вибраного перетин кабелю на термічну стійкість при струмах к.з.
Для перевірки вибраного перерізу кабелю на термічну стійкість необхідно визначити струм К.З на шинах 10кВ ВП.
Визначимо попередньо можливий струм і потужність К.З на шинах ВП. На підстанції встановлено 2 трансформатори по 16 МВА кожний, Uк = 17%
Потужність системи Sc = ∞, хc = 0
Обмотки трансформаторів 115/11 кВ
Потужність К.З
Тоді струм К.З буде
Перевірка перетину кабелю на термічну стійкість здійснюється за формулою:
Тmin = (I ∞ / е) √ tпр
де -перетин жили кабелю, мм2
е-коефіцієнт, що відповідає різниці виділеного тепла в провіднику до і після К.З (для алюмінію е = 95)
При розрахунку Iкз в розподільній мережі 10 кВ дуже часто загасання не враховують, в цьому випадку: tд = tпр
Дійсне час складається з дії захисту і власного час вимикача: tд = tзащ + tвик
де tзащ-час дії захисту, приймається = 0,5 с
tвик-власний час вимикача, приймається = 0,15 с
tд = 0,5 +0,15 = 0,65 з
min = (5,17 * √ 0,65) / 95 = 44 ММІ
Обраний кабель задовольняє умовам перевірки.
Вибір перерізу кабелів другої петлі.
Розрахункова схема рис 2.6
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Аналогічно попередньому випадку знаходимо потокорозподілу потужностей і визначаємо точку потокораздела.
Sa14 = (467 * 4,065 +596 * 4,56 +596 * 4,79 +596 * 4,96 +562 * 5,44 +357 * 5,625 +357 * 5,81) /
= 1909,7 кВА
За допомогою першого 1 закону Кірхгофа знаходимо потужності на інших ділянках і знаходимо точку потокораздела.
Уточнюємо навантаження головних ділянок лінії з урахуванням коефіцієнта одночасності, який приймається з табл 7 [1]
Sрa-8 = (467 +596 +596) * 0,85 = 1410,15 кВА
Sрa'-14 = (596 +562 +357 +357) * 0,85 = 1591,2 кВА
Струми на ділянках
Вибираємо перетин кабелю з економічної щільності струму:
Приймаються найближчим стандартне перетин жили кабелю 70 ММІ
Перевіряємо вибраного перетин кабелю по нагріванню тривало припустимим струмом. Для кабелю з алюмінієвими жилами з ізоляцією із зшитого поліетилену, що прокладається у землі для перетину 70 ММІ Iдоп = 140 А
а) завантаження кабелю в нормальному режимі:
кз = (Iр / Iдоп) * 100% = (91,87 / 140) * 100% = 65,6%
б) завантаження кабелю в аварійному режимі:
кз = (Iaв / Iдоп) * 100% = (163/140) * 100% = 116,4%
що знаходиться в межах норми згідно 1.3.2 [4]
Знаходимо втрату напруги в лінії за формулою:
ΔU = (ΣP * L) * ΔUтаб
де P-навантаження окремих ділянок лінії
L-довжина лінії в км
ΔUтаб-питома втрата напруги% (МВт км)
ΔUа10 = [0,596 * 0,92 * 0,225 + (0,596 +0,596) * 0,9 * 0,92 * 0,5 + (0,467 +0,596 +0,596) * 0,85 * 0,92 * 4,056] * 0 , 68 = 4% <6%
ΔUа'11 = [0,596 * 0,92 * 0,2 + (0,596 +0,562) 0,92 * 0,9 * 0,185 + (0,596 +0,562 +0,357) * 0,92 * 0,85 * 0,185 + ( 0,596 +0,562 +0,357 +0,357) * 0,92 * 0,85 * 3,39] * 0,68 = 3,71% <6%
Перевіряємо вибраного перетин кабелю на термічну стійкість при струмах до. З.
Струм короткого замикання на шинах підстанції Iкз = 5,17 кА
tд = tзащ + tвик = 0,65 з
min = (5,17 * √ 0,65) / 95 = 44 ММІ
Обраний кабель умовам перевірки задовольняє.
| ПЕТЛЯ | МАРКА І ПЕРЕРІЗ КАБЕЛЮ |
| 1 | 3хАПвПу-10 1х70/16 |
| 2 | 3хАПвПу-10 1х70/16 |
У зв'язку з подальшим зростанням навантажень в цих лініях при будівництві застосувати провід діаметром 120ммІ, що забезпечить подальший розвиток цієї гілки електропостачання міста Сиктивкара.
Переваги кабелів з ізоляцією із зшитого поліетилену на напругу 10 кВ перед кабелями з просоченою паперовою ізоляцією:
· Більш висока надійність в експлуатації;
· Менші витрати на реконструкцію та утримання кабельних ліній;
· Низькі діелектричні втрати (коефіцієнт діелектричних втрат 0,0003 замість 0,004);
· Велика пропускна здатність за рахунок збільшення допустимої температури нагріву жив: тривалої (90є С замість 70є С), при перевантаженні (130є С замість 90 º С);
· Більш високий струм термічної стійкості при короткому замиканні (250єС замість 200єС);
· Висока стійкість до ушкоджень;
· Низька допустима температура при прокладці без попереднього підігріву (-20єС замість 0єС);
· Низька вологовбирання;
· Меншу вагу, діаметр і радіус вигину, що полегшує прокладку на складних трасах;
· Можливість прокладки на трасах з необмеженою різницею рівнів;
· Покращення екології при монтажі та експлуатації кабелів (не містить свинцю, масла, бітуму);
· Система якості відповідає вимогам ISO 9001.
3.4 Розрахунок струмів короткого замикання на стороні 10 кВ.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Технічні дані тр-ра: ТДН 16000/110
Uвн = 115 кВ, Uнн = 11 кВ, ΔРхх = 32 кВт, ΔРкз = 105 кВт, IХХ = 1,05%.
Кожна гілка «система - трансформатор - живить лінія 10 кВ» працюють в нормальному режимі ізольовано один від одного, тому розрахунок струму короткого замикання в точці К ведемо по одній гілці.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
хс = 0 т.к Sс = ∞:
Для трансформаторів:
Визначаємо:
При Uб = Uср = 10,5 кВ
Результуючий опір: xΣ = x б = 1,07
Т.к Sс = ∞ і періодичний струм від системи не змінюється:
Ік = I "= I ∞ = const
Струм і потужність короткого замикання в точці К:
I "к = Iб / xΣ = 5,5 / 1,07 = 5,14 кА
Sк = √ 3 * Uср * I "до = 1,73 * 10,5 * 5,14 = 93,4 МВА
Ударний струм в точці К
Iу = ку √ 2 I "к = 1,8 * √ 2 * 5,14 = 12,96 кА
ку = 1,8
Таблиця 2.6 Струм і потужності К.З
| Струм кз. КА | Потужність кз. МВА | Ударний струм, кА |
| 5,14 | 93,4 | 12,96 |
до 1000 В.
До розробки по мережах до 1000 В прийнятий 3 мікрорайон Давпон. Харчування споживачів 3 мікрорайону здійснюється від 3-х ТП: 2Ч400 і 2 (2Ч250) кВА. Мікрорайон забудовується будівлями 2-й і 3-ї категорії з надійності електропостачання.
Номери будинків в ході подальшого розрахунку приймаємо по генеральному плану.
| № по м п | Найменування |
| 1 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 2 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 3 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 4 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 5 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 6 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 7 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 8 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 9 | 5 поверховий 60 квартирний. житловий будинок |
| 10 | 5 поверховий 40 квартирний. Ж.д з прибудовою кафе-їдальня |
| 11 | 5 поверховий 40 квартирний. Ж.д з прибудовою магазин 300мІ |
| 12 | 5 поверховий 80 квартирний. Ж.д з прибудовою магазин 300мІ |
| 13 | 9 поверховий 243 квартирний. житловий будинок |
| 14 | 9 поверховий 243 квартирний. житловий будинок |
| 15 | 9 поверховий 243 квартирний. ж. д з прибудовою КБО на 50 раб місць |
| 16 | Ясла-садок на 280 місць |
| 17 | Ясла-садок на 280 місць |
| 18 | Школа на 1000 учнів |
1. Знаходимо навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку (будівлі з1 по9)
Розрахункове навантаження квартир приведена до введення житлового будинку, лінії або до шин напругою 0,4 кВ ТП визначимо за формулою:
РКВ = Ркв.уд * n
де Ркв.уд - питома розрахункове навантаження електроприймачів квартир (будинків), приймається в залежності від типу застосовуваних кухонних плит та кількості квартир (будинків), приєднаних до введення житлового будинку, лінії, ТП кВт / кварт.
n - кількість квартир, приєднаних до лінії,.
Для n = 60 знаходимо Ркв.уд = 0,7 кВт / кварт.
РКВ = 0,7 * 60 = 42 кВт
Розрахункові коефіцієнти для визначення реактивного навантаження ліній житлових будинків приймаємо по табл 3.
Для квартир з плитами на природному газоподібному або твердому паливі cosφ = 0.96, tg = 0.29, Qкв = 12,18 квар, S = 43,85 кВА
2. Знаходимо навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку з прибудовою кафе-їдальня на 100 посадочних місць (частково електрифікована) зд. № 10 по Г.П
Для n = 40 знаходимо Ркв.уд = 0,8 кВт / кварт.
РКВ = 0,8 * 40 = 32 кВт
Qкв = 12,18 квар
Навантаження кафе-їдальні: за табл 14 [3] знаходимо Руд = 0,7 кВт / місце
cosφ = 0,8, tg = 0,62
Розрахункове навантаження при змішаному харчуванні лінії (ТП) житлових будинків і громадських будівель визначається за формулою:
Рр = РЗД макс + к1Рзд1 + ... + кiРздi
де РЗД макс-найбільша з навантажень будівель, що живляться ліній (ТП), кВт
к1 ... кi-коефіцієнти участі в максимумі, що враховують частку електричних навантажень громадських будівель або житлових будинків (квартир) і силових електроприймачів (щодо найбільшої розрахункового навантаження (РЗД макс)).
Рр = 70 +0,4 * 32 = 82,8 кВт
Sр = 70 / 0,85 +0,4 * (32 / 0,96) = 95,7 кВА
3.Находім навантаження 5 поверхового 40 квартирного, житлового будинку з прибудованим магазином з площею 300мІ
Для n = 40 знаходимо Ркв.уд = 0,8 кВт / кварт.
РКВ = 40 * 0,8 = 32 кВт
S = 33,3 кВА
Для прод. магазину знаходимо Руд = 0,11 кВт / мІ
cosφ = 0,85, tg = 0,7
Рр = 33 кВт, Sр = 53,42 кВА
4. Знаходимо навантаження 5 поверхового 80 квартирного, житлового будинку з прибудованим магазином з площею 300мІ
Для n = 80 знаходимо Ркв.уд = 0,65 кВт / кварт.
РКВ = 80 * 0,65 = 52 кВт
S = 33,3 кВА
Для магазину знаходимо Руд = 0,08 кВт / мІ
cosφ = 0,92, tg = 0,43
Р = 0,08 * 300 = 24 кВт
Навантаження на вводі житлового будинку:
Рр = 52 +0,5 * 24 = 64 кВт
Sр = 52 / 0,96 +0,5 (24 / 0,92) = 67,21 кВА
5. Знаходимо навантаження 9 поверхового 243 квартирного, житлового будинку з 7 блок-секцій, з кількістю ліфтів 7.
Для n = 243 знаходимо Ркв.уд = 0,489 кВт / кварт.
РКВ = 243 * 0,489 = 118,8 кВт
S = 123,75 кВА
Розрахункове навантаження 7 ліфтів при електричній потужності кожного: двигун - 7кВт; трансформатори 1,5; 0,25; 0,63 кВт, гальмо -0,15 кВт.
ПВ = 0,4 (40%)
Рр = ксΣ (Рni * √ ПВni + Рqi)
де кс-коефіцієнт попиту приймається за табл 2 [1], в залежності від кількості установок та поверховості будівлі.
n-кількість ліфтових установок.
Рni-встановлена потужність ліфта згідно техн. паспорту.
Рqi-навантаження від електромагнітного гальма, освітлення і апаратури управління, кВт.
Для будівель до 12 поверхів і кількості ліфтових установок 7 кс = 0,6
Рр.л = 0,6 * 7 (7 √ 0,4 + 1,5 +0,25 +0,63 +0,15) = 29,2 кВт
cosφ = 0,6, tg = 1,33
Qр.л = 38,86 квар
Sр.л = 48,7 кВА
Розрахункове навантаження житлового будинку (квартир і силових електроприймачів) визначається за формулою:
Р р.жд = РКВ +0,9 Рс
де Рс - розрахункове навантаження силових електроприймачів (кВт)
Рр.жд = 118,8 +0,9 * 29,2 = 145,1 кВт
Sр.жд = 123,7 +0,9 * 48,7 = 167,58 кВА
6. Знаходимо навантаження 9 поверхового 277 квартирного, житлового будинку з 8 блок-секцій, з кількістю ліфтів 8 з прибудовою КБО на 50 роб. місць.
Для n = 277 знаходимо Ркв.уд = 0,48 кВт / кварт.
РКВ = 277 * 0,48 = 133,2 кВт
S = 138,75 кВА
Питома розрахункове навантаження КБО згідно табл 14 [3] Руд = 0,5 кВт / кварт.
cosφ = 0,90, tg = 0.48
Рр = 25 кВт, Sр = 27,7 кВА
Розрахункове навантаження 8 ліфтів при електричній потужності кожного: двигун-7кВт; трансформатори 1,5; 0,25; 0,63 кВт; гальмо -0,15 кВт.
ПВ = 0,4 (40%)
Рр.л = 0,5 * 8 (7 √ 0,4 + 1,5 +0,25 +0,63 +0,15) = 27,8 кВт
Sр.л = 46,4 кВА
Розрахункове навантаження житлового будинку при найбільшій Рзд.макс = 133,2 кВт / кварт.
Рр = РКВ +0,9 Рс + к1Ркбо
де к1-коефіцієнт участі в максимумі, приймаємо по табл. 13 [3]
Рр = 133,2 +0,9 * 27,83 +0,5 * 25 = 170,7 кВт
Sр = 194,31 кВА
7. Навантаження ясла-садок на 280 місць.
Питома розрахункове навантаження ясла-садка Руд = 0,4 кВт / місце.
cosφ = 0,97, tg = 0.25
Рр = 112 кВт, Sр = 115,4 кВА
8. Навантаження школи на 1000 учнів.
Питоме навантаження для школи Руд = 0,14 кВт / місце.
cosφ = 0,95, tg = 0,33
Рр = 140 кВт, Sр = 147,37 кВА
3.7 Визначення ЦІН для розміщення ТП.
ЦІН (центр електричних навантажень) визначаємо за формулами:
Xо = ΣРixi / ΣPi: Yo = ΣPiyi / ΣPi
Так для ТП-12 2Ч250 живильної будинки 1, 2, 3, 17, 16:
Xо = (42 * 73 +42 * 16 +42 * 16 +112 * 81 +140 * 175) / 42 +42 +42 +112 +140 = 105 м
Yo = (42 * 316 +42 * 276 +42 * 179 +112 * 189 +140 * 260) / 42 +42 +42 +122 +140 = 239 м
Результати подальших розрахунків зводимо в табл. 2.9
| № ТП | Число і мощн тр-ів | № будівель по гп живляться від ТП | Координати ЦІН | |
| Xо | Yo | |||
| ТП-12 | 2Ч250 | 1,2,3,17,18 | 105 | 239 |
| ТП-13 | 2Ч250 | 8,9,10,11,13 | 320 | 313 |
| ТП-14 | 2Ч400 | 4,5,6,7,12,14,15,16 | 185 | 98 |
1. Навантаження на шинах 0,4 кВ ТП-12, що живить будівлі: 1, 2, 3, 17, 18 визначаємо за формулою:
Sр = S зд.макс + к1Sзд1 + ... + knSздn
Sр = 140 / 0,95 +0,8 * (112 / 0,97) +0,4 * ((60 +60 +60) * 0,52 / 0,96) = 278,74 кВА
кз = 278,74 / 400 * 100% = 69%
2. Навантаження на шинах 0,4 кВ ТП-13, що живить будівлі 8, 9, 10, 11, 13
Sр = ((60 +60 +40 +40 +243) * 0,446 / 0,96) +0,6 * 70 / 0,85 +0,5 * 33 / 0,82 +0,9 * 29,2 / 0,6
= 319,16 кВА
кз = 319,16 / 400 * 100% = 79%
3.Нагрузку на шинах 0,4 кВ ТП-14, що живить будинку 4, 5, 6, 7, 12, 14, 15, 16
Sр = ((60 +60 +60 +60 +80 +243 +277) * 0,412 / 0,96) +0,4 * 112 / 0,97 +0,5 * 24 / 0,92 +
0,5 * 25 / 0,9 +0,9 * (29,2 +27,8) / 0,6 = 519,17 кВА
кз = 519,17 / 630 * 100% = 82%
3.9 Вибір схеми розподільчої електричної мережі
0,4 кВ.
Основним критерієм побудова розподільної мережі 0,4 кВ є категорійність споживачів.
Для живлення житлових будинків висотою до 5 поверхів включно застосовуємо петлеву магістральну лінію.
Електроприймачі приміщень загального призначення, вбудовані і прибудовані, до житлових будинків, слід як правило живити від ВРУ (ввідного розподільчого пристрою) будинку. Рекомендується застосовувати взаємне резервування ліній напругою 0,38 кВ, що живлять в нормальному режимі роздільно силову і освітлювальну навантаження. При харчуванні електроприймачів 2 категорії по одній кабельній лінії, вона повинна складатися не менш ніж з 2 кабелів.
Для живлення споживачів 2 категорії застосовуємо магістральну схему з взаєморезервуються лініями.
Схема ВРУ (В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8, В9) рис 2.9.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Примітка: Схема даного ВРУ передбачається для петльових магістральних ліній.
Схема ВРУ (В10-В16), для будинків з 10 по 16 рис 2.10.
Рис 2.10
SHAPE \ * MERGEFORMAT
3.10 Вибір перерізів кабельних ліній 0,4 кВ.
1. Лінія живить будівлі 1,2,3 по г.п. SHAPE \ * MERGEFORMAT
Найбільше навантаження на лінію 3 нормальному режимі.
Рр = РКВ уд * n = 0,58 * 120 = 69,6 кВт
Навантаження в аварійному режимі
Рав = 0,52 * 180 = 93,6 кВт
Iр = 69,6 / √ 3 * 0,38 * 0,96 = 110 А
Iав = 148 А
Довжина кабелю визначається як
Lр = Lтр * 1,06 + Lмд + Lмтп
де Lтр-довжина траншеї м;
Lмд-довжина кабелю до ВРУ, в середньому приймається 5м;
Lмтп-довжина кабелю необхідна для введення в ТП = 4м;
Таблиця 2.10 Довжина кабелів
| Лінія | Довжина траншеї, м | Довжина кабелю, м |
| ТП-1зданіе | 89 | 104 |
| 1-2 | 45 | 57 |
| 2-3 | 80 | 95 |
| 3-ТП | 90 | 105 |
Крапку потокораздела потужностей знаходимо аналогічно, як для розподільчої мережі 10 кВ представленої в розділі 2.6.1
Р1 = Р2 = Р3 = 42 кВт
Sа-1 = (Р1 * Lа'-1 + Р2 * Lа'-2 + Р3 * Lа'-3) / Lа-а '= = (42 (105 +95 +57) +42 (105 +95) + 42 * 105) / 105 +95 +57 +104 = 65,4 кВт
Sа'-3 = (Р1 * Lа-1 + Р2 * Lа-2 + Р3 * Lа-3) / Lа-а '= = (42 * 104 +42 (104 +57) +42 (104 +57 +95 )) / 105 +95 +57 +104 = 60,6 кВт
На підставі першого закону Кірхгофа знаходимо потужності на інших ділянках і визначаємо точку потокораздела, показана на рис 2.12
Приймаються до прокладання кабель ААШв 4Ч35с Iдоп = 135 А
Завантаження кабелю в нормальному режимі:
кз = 110/135 * 100% = 80%
в аварійному режимі
кз = 148/135 * 100% = 109% <120%
Перевіряємо обраний кабель по втраті напруги.
Втрату напруги в нормальному режимі для лінії ТП-1-2зд у% визначаємо так:
ΔU = ΣPm * Lm / eS
де Pm-активне навантаження на ділянці m лінії, кВт:
Lm-довжина ділянки m лінії, м:
е = UнІγ/100000-коеффіціент, що залежить від матеріалу дроти та напруги, для алюмінієвих жил = 46
S-перетин жили кабелю, ММІ
ΔU = 69,6 * 104 +42 * 57/46 * 35 = 4,27%
Втрату напруги в нормальному режимі для лінії ТП-3
ΔU = 42 * 105/46 * 35 = 2,74%
Втрату напруги в аварійному режимі
ΔU = 93,6 * 104 +69,6 * 57 +42 * 95/46 * 35 = 10,98%
Втрата напруги перебуває в межах допустимої.
Розрахунок струмів короткого замикання.
Lкаб = 256 м Ік = 1,05 U / Zт + Σ ZnLф
де U-фазну напругу, В
Zт-розрахункове повний опір однієї фази обмотки трансформатора, Ом
Lф-довжина лінії, м
Zn-повний опір петлі фаза-нуль, Ом / км
1,05 - коефіцієнт компенсуючий похибка від арифметичної суми модулів опорів Zт та Zn
Для кабелів ААШв 3Ч35 +1 Ч16 знаходимо за табл 5-31 Zn = 1,515 Ом / км
За табл 5-30 Zт / 3 = 0,106 Ом
Ік = 10,5 * 220 / 0,106 +1,515 * 0,256 = 486,5 А
Кабель умові Iпл вет * 3 <Ік задовольняє.
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35
2. Лінія харчування будівлі 17.
Розрахункова схема рис 2.13
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 37,3 кВт Р2 = 74,67 кВт
cosφ = 0,97 cosφ = 0,97
Sав = 115,4 кВА
Iр = 116,9 А Iав = 175 А
Довжина кабелю 42 м
Вибираємо до прокладання кабель ААШв 4Ч50 з Iдоп = 165 А.
Для двох лежачих поряд кабелів в траншеї до = 0,92 тоді
I'доп = к * Iдоп = 0,92 * 165 = 152 А
Найбільше навантаження кабелю в нормальному режимі:
кз = 116,9 / 165 * 100% = 70%
В аварійному режимі:
кзав = 175/165 * 100% = 106%
Втрату напруги в нормальному режимі, знаходимо аналогічно попередньому випадку.
ΔU = 74,67 * 42/46 * 50 = 1,36%
Втрату напруги в аварійному режимі
ΔU = 112 * 42/46 * 50 = 2%
Втрата напруги перебуває в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn = 1,095 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 10,5 * 220 / 0,106 +1,095 * 0,042 = 1520 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50
3. Лінія живить будинок 18.
Розрахункова схема рис 2.14
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 46,67 кВт Р2 = 93,3 кВт
cosφ = 0,95 cosφ = 0,95
Рав = 140 кВт
Iр = 149,2 А Iав = 224 А
Довжина кабелю 73 м
Вибираємо до прокладання кабель ААШв 4Ч70 з Iдоп = 200 А.
Для двох лежачих поряд кабелів в траншеї до = 0,92 тоді
I'доп = к * Iдоп = 0,92 * 200 = 184 А
Найбільше навантаження кабелю в нормальному режимі
кз = 149,2 / 184 * 100% = 79,5%
В аварійному режимі
кзав = 224/200 * 100% = 112%
Втрату напруги в нормальному режимі, знаходимо аналогічно попередньому випадку.
ΔU = 93,3 * 73/46 * 70 = 2,1%
Втрату напруги в аварійному режимі
ΔU = 140 * 73/46 * 70 = 3,2%
Втрата напруги перебуває в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч70 Zn = 0,837 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +0,837 * 0,073 = 1382,3 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч70
4.Лінія живить будівлі 4,5.
Розрахункова схема рис 2.14
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Довжина кабелів табл. 2.11
| Лінія | Довжина траншеї, м | Довжина кабелю, м |
| ТП-4 | 165 | 185 |
| 4-5 | 50 | 63 |
| 5-ТП | 110 | 126 |
Рав = 69,6 кВт
cosφ = 0,96
Iр = 66,5 А
Iав = 110,15 А
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 Iдоп = 115 А
Для двох лежачих поряд кабелів в траншеї до = 0,92 тоді
I'доп = к * Iдоп = 0,92 * 115 = 105,8 А
Найбільше навантаження кабелю в нормальному режимі
кз = 66,5 / 105,8 * 100% = 62,8%
В аварійному режимі
кзав = 110,15 / 115 * 100% = 0,94%
Втрата напруги в кабелі ТП-4зд в нормальному режимі знаходимо за формулою: ΔU = 42 * 185/46 * 25 = 6,7> 6%
Втрата напруги в кабелі перевищує допустиму тобто перетин кабелю слід збільшити до найближчого більшого.
Приймаються кабель ААШв 4Ч35
Втрату напруги в нормальному режимі ТП-4 зд
ΔU = 42 * 185/46 * 35 = 4,8 <6%
Втрату напруги в нормальному режимі ТП-5 зд
ΔU = 42 * 126/46 * 35 = 3,28 <6%
Втрату напруги в аварійному режимі
ΔU = 69,6 * 185/46 * 35 +42 * 63/46 * 35 = 9,63 <12%
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn = 1,515 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +1,515 * 0,246 = 1382,3 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35
5. Лінія живить будівлі 6,7.
Розрахункова схема рис 2.16
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Довжина кабелів табл. 2.12
| Лінія | Довжина траншеї, м | Довжина кабелю, м |
| ТП-6 | 60 | 73 |
| 6-7 | 100 | 126 |
| 7-ТП | 160 | 169 |
Рав = 69,6 кВт Iав = 110 А
cosφ = 0,96
Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 165 = 152 А.
Перевіряємо обраний кабель по втраті напруги.
Для кабелю ТП-6 зд в нормальному режимі:
ΔU = 42 * 73/46 * 50 = 1,34%
Для кабелю ТП-7 зд в нормальному режимі:
ΔU = 42 * 169/46 * 50 = 3,1%
Втрата напруги в аварійному режимі:
ΔU = 69,6 * 169 +42 * 126/46 * 50 = 8,9%
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn = 1,095 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +1,095 * 0,296 = 557 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50
6. Лінія живить будинок 12.
Розрахункова схема рис 2.17
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 52 кВт Р2 = 24 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,92
Lкаб = 137 м
I1 = 52 / √ 3 * 0.38 * 0.96 = 82.3 A I2 = 40.4 A Iав = 67,2 / √ 3 * 0,38 = 104 А
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 115 = 105,8 А
Перевіряємо обраний кабель по втраті напруги.
Для лінії живильної в нормальному режимі навантаження Р1:
ΔU = 52 * 137/46 * 25 = 6,19%
Втрата напруги перевищує допустиму тобто слід прийняти більший перетин кабелю, приймаємо ААШв 4Ч35
Втрати напруги складуть:
ΔUр1 = 52 * 137/46 * 35 = 4,4%
ΔUр2 = 24 * 137/46 * 35 = 2,04%
ΔUав = 64 * 137/46 * 35 = 5,44%
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn = 1,515 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +1,515 * 0,137 = 773 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35
7. Лінія живить будинок 16.
Розрахункова схема рис 2.18
Р1 = 37,3 кВт Р2 = 74,67 кВт
cosφ = 0,97 cosφ = 0,97
Рав = 112 кВт Ip = 116.9 A Iав = 175 А Lкаб = 27м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 165 = 152 А
Найбільша завантаження кабелю в нормальному режимі:
кз = 116,9 / 152 * 100% = 76,9%
В аварійному режимі
кз = 175/165 * 100% = 106%
Перевіряємо обраний кабель по втраті напруги.
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 37,2 * 27/46 * 50 = 0,43%
ΔUр2 = 74,67 * 27/46 * 50 = 0,87%
В аварійному режимі
ΔUав = 112 * 27/46 * 50 = 1,31%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn = 1,095 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +1,095 * 0,027 = 1915,9 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50
8. Лінія живить будинок 15.
Розрахункова схема рис 2.19
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1-навантаження квартир
Р2-навантаження ліфтів та КБО
Р1 = 133,2 кВт Р2 = 25 +0,9 * 27,83 = 50,05 кВт
cosφ = 0,96 I2 = 80,7 А
I1 = 215 А Lкаб = 30 м
Рав = 170,7 кВА Sав = 194,3 кВА Iав = 301 А
Вибираємо кабель ААШв 4Ч120 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 270 = 248,4 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 301/270 * 100% = 120%
Втрату напруги знаходимо за формулою:
ΔU = (100000 / UІ) Σ (Pm * r0 + Qm * x0) Lm
де Pm і Qm-активна і реактивна потужність на ділянці m.
Lm-довжина ділянки m, км
r0 = 0,261 Ом / км
x0 = 0,0602 Ом / км
ΔU = (10 ^ 5/380І) (170,7 * 0,261 +77,9 * 0,0602) * 0,03 = 1,02%
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn = 0,561 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +0,561 * 0,03 = 2142 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120
9. Лінія живить будинок 14.
Розрахункова схема рис 2.20
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 118,8 кВт Р2 = 29,2 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,6
Sкв = 123,7 кВА tg = 1,33
I1 = 188 A I2 = 74 A
Iав = 295 А L = 130 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч120 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 270 = 248,4 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 295/270 * 100% = 118%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 118,8 * 130/46 * 120 = 2,79%
ΔUр2 = 10 ^ 5 * 29,2 * 0,13 (0,261 +0,0602 * 1,33) / 380І = 0,89%
В аварійному режимі
ΔUав = 145 * 130/46 * 120 = 3,4%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn = 0,561 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +0,561 * 0,13 = 1409 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120
10. Лінія живить будівлі 8 і 9.
Розрахункова схема рис 2.21
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рр = 42 кВт Рав = 69,6 кВт
cosφ = 0,96 Iр = 66,4 А Iав = 110 А
Довжина кабелів табл 2.13
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 115 = 106 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 110/115 * 100% = 0,94%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUтп-8 = 42 * 147/46 * 25 = 5,36%
ΔUтп-9 = 42 * 74/46 * 25 = 2,7%
В аварійному режимі
ΔUав = 69,6 (147 +95) / 46 * 25 = 14,64%
Втрати напруги в аварійному режимі перевищує допустиму, приймаємо більший перетин кабелю ААШв 4Ч35
ΔUав = 69,6 (147 +95) / 46 * 35 = 10,46 <12%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn = 1,515 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +1,515 (147 +95) = 489 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35
11. Лінія живить будинок 10.
Розрахункова схема рис 2.22
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 32 кВт Р2 = 70 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,85
Sав = 95,7 кВА L = 35 м
I1 = 51,6 A I2 = 127,5 A
Iав = 148 А
Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 165 = 152 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 148/165 * 100% = 0,97%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 32 * 35/46 * 50 = 0,48%
ΔUр2 = 1,12%
В аварійному режимі
ΔUав = 1,26%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn = 1,095 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +1,095 * 0,035 = 1600 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50
12. Лінія живить будинок 11.
Розрахункова схема 2.23
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 32 кВт Р2 = 33 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,82
I1 = 51,6 A I2 = 62,3 A
Iав = 82,6 А Sав = 53,4 кВА Lкаб = 130 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 115 = 106 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 82,6 / 115 * 100% = 78%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 32 * 130/46 * 25 = 3,6%
ΔUр2 = 3,85%
В аварійному режимі
ΔUав = 6,5%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч25 Zn = 2,028 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +2,028 * 0,13 = 624,9 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч25
13. Лінія живить будинок 13.
Розрахункова схема ріс.2.24
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 118,8 кВт Р2 = 29,22 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,6
I1 = 191,5 A I2 = 75,4 A
Iав = 259,4 А Lкаб = 20 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч95 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 240 = 221 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
Кзав = 259,4 / 221 * 100% = 117% <120%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔU = 118,8 * 20/46 * 95 = 0,81%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч95 Zn = 0,661 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +0,661 * 0,02 = 1937А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч95
3.11 Розрахунок струмів К.З. на стороні 0,4 кв.
Зробимо розрахунок струму кз на шинах напругою 0,4 кВ ТП 12 і ТП 13.
Розрахункова схема рис 2.25
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Приймаються Sб = 100 МВА і обчислюємо опір схеми заміщення.
1. Система:
Xс = 0, так як Sс = ∞
2. Трансформатор:
Uкр = 100 √ (Uк/100) І-(ΔРм / Sн) І
де ΔРм - втрати в міді трансформатора, кВт
Sн - номінальна потужність трансформатора, кВА
Uкр = √ 0,045 І-(7 / 400) І = 0,0414
x1 = 0.0414 * 400І/400 = 16.58 мОм
r1 = ΔРм (Uб / Sн) І = 7 (400/400) І = 7 мОм
3. Шини:
Qc2 = 1.26 * Q12 = 1.26 * 150 = 184 мм
Згідно табл. 4,3 [15]
х0 = 0,133 мОм / м
х2 = 4 * 0,133 = 0,532 мОм
r2 = 4 * 10і/32 * 1000 = 0,125 мОм
4. Автомат 1000 А. За табл. 4,4-4,6 [15] опір контактів r'3 = 0,2 мОм
опір котушки r''3 = 0,12 мОм: опір максимального розчеплювача х''3 = 0,09 мОм
5. Опір рубильника:
r4 = 0,08 мОм
6. Опір трансформатора струму 1000 / 5:
r5 = 0,075 мОм
х5 = 0,078 мОм
Результуючі опору:
rΣ = 7,6 мОм
хΣ = 17,28 мОм
Повний опір:
zΣ = √ 7,6 І +17,28 І = 18,87 мОм
Струм короткого замикання:
Ік = 400 / √ 3 * 18,87 = 12,2 кА
При х / r = 2,3 за кривою рис 4,7 [15]
ку = 1,23
Iу = √ 2 * Ік * ку = √ 2 * 12,2 * 1,23 = 21,2 кА
Згідно технічного паспорта ЩО-2000 комплектуються шинами, електродинамічна стійкість яких 30-50 кА.
Вибір ЩО-2000 табл. 2.14
4 Вибір і перевірка апаратури і струмоведучих частин.
4.1 Комплектні розподільні пристрої.
Для підключення живильних кабельних ліній на шинах 10 кВ джерела живлення до установки передбачаються КРУ серії 2-10.
Комплектні розподільні пристрої серії КРУ 2-10 (надалі іменовані "шафи КРУ") призначені для роботи в електричних установках трифазного змінного струму частоти 50 і 60 Гц напругою 6 і 10 кВ для систем з ізольованою нейтраллю або заземленою через дугогасильний реактор нейтраллю. Шафи КРУ виготовляються для потреб народного господарства та для поставки на експорт.
Шафи серії КРУ 2-10 включають в себе перераховану нижче номенклатуру виконання в залежності від встановленої в них апаратури головних ланцюгів і струмопроводів.
Шафи:
Ш - струмопроводи, що з'єднують протистоять секції КРУ при їх дворядному розташуванні, а також для проходу в місцях будівельних колон (900 мм довжини).
Примітки:
1. Шафи кабельних збірок, шинних перемичок, з конденсаторами і розрядниками та інші можуть бути виконані без висувного елементу.
2. Ступінь захисту IP20 відповідає стану КРУ при закритих дверях шаф і релейних відсіків. При відкритих дверях їх ступінь захисту IP00 за ДСТ 14254.
3. У шафах КПК встановлюються силові запобіжники з плавкою вставкою на струм не більше 32 А.
Основні параметри шаф КРУ
* - Шафи на номінальні струми 2000; 2500; 3150 виконуються з вимикачами на номінальний струм 3150 А.
** - Термічна стійкість шаф на 630 А протягом 2 с. Встановлювані в КРУ вимірювальні трансформатори струму на номінальні первинні струми від 50 до 400 А включно мають струм термічної стійкості відповідно до технічних параметрів трансформаторів струму.
Структура умовного
позначення шаф КРУ
Характеристики і склад вироби
До складу виробу входять:
Класифікація виконання шаф КРУ за силового ланцюга
Електричні апарати повинні вибиратися за умовами тривалої роботи і перевірятися за умовами короткого замикання у відповідності з ПУЕ.
Таблиця 2.4 Вибір шафи КРУ серії 2-10.
Відповідно до умов вибору за всіма параметрами для підключення кабелів в РУ-10кВ ЦП приймаємо шафи КРУ серії 2-10.
4.2Камери КСВ -366 в ТП (камера силового обладнання).
Вибір камер КСО-366 виробляємо для ТП 1.
Номінальні струми всіх розподільчих ліній 10 кВ в аварійних режимах не перевищують 192 А.
Перевірка вимикачів навантаження проводиться за методикою викладеної в [12].
Таблиця 2.5 Вибір камер КСО-366
Найбільше діюче значення повного струму кз визначаємо
де I "- сверхпереходной струм К.З в даному випадку маємо систему нескінченної потужності I" = I ∞
ку = 1 - ударний коефіцієнт
Стійкість ошиновки камер при наскрізних К.З відповідає динамічної та термічної стійкості вимикача навантаження.
Відповідно до умов, для вибору по всіх параметрах, для підключення розподільчих лінії 10 кВ у ТП, приймаємо до установки камери КСВ - 366 з ВН 3-16
4.3. Низьковольтне комплектне пристрій ЩО-2000 «НЕВА» (надалі НКП)
НКУ призначено для розподілу електроенергії трифазного змінного струму напругою 380/220В і частотою 50Гц в мережах з глухозаземленою нейтраллю, для захисту ліній при перевантаженнях і коротких замиканнях, а також для управління (регулювання, автоматики), вимірювання, сигналізації та захисту обладнання.
· Технічні характеристики
· Основні технічні характеристики НКУ наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
· НКП виготовляються за технічними умовами ТУ 3434-029-45567980-2002.
· Умови експлуатації
НКУ можуть експлуатуватися при наступних умовах:
- Температура навколишнього повітря від мінус 25SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С до плюс 40SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С;
- Відносна вологість повітря 80% при температурі 15SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С;
- Висота над рівнем моря не більше 1000 м;
- Навколишнє середовище невибухонебезпечна, не містить струмопровідного пилу, агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують матеріали та ізоляцію.
При установці НКП в приміщеннях з температурою нижче мінус 25SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С, повинен бути передбачений обігрів приміщення.
НКУ виконані у виконанні У для категорії розміщення 3.1, для роботи на висоті над рівнем моря до 1000 м в атмосфері типів I і II за ГОСТ 15150
Втрату напруги знаходимо за формулою:
ΔU = (100000 / UІ) Σ (Pm * r0 + Qm * x0) Lm
де Pm і Qm-активна і реактивна потужність на ділянці m.
Lm-довжина ділянки m, км
r0 = 0,261 Ом / км
x0 = 0,0602 Ом / км
ΔU = (10 ^ 5/380І) (170,7 * 0,261 +77,9 * 0,0602) * 0,03 = 1,02%
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn = 0,561 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +0,561 * 0,03 = 2142 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120
9. Лінія живить будинок 14.
Розрахункова схема рис 2.20
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 118,8 кВт Р2 = 29,2 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,6
Sкв = 123,7 кВА tg = 1,33
I1 = 188 A I2 = 74 A
Iав = 295 А L = 130 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч120 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 270 = 248,4 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 295/270 * 100% = 118%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 118,8 * 130/46 * 120 = 2,79%
ΔUр2 = 10 ^ 5 * 29,2 * 0,13 (0,261 +0,0602 * 1,33) / 380І = 0,89%
В аварійному режимі
ΔUав = 145 * 130/46 * 120 = 3,4%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч120 Zn = 0,561 Ом / км, Zт / 3 = 0,091 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,091 +0,561 * 0,13 = 1409 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч120
10. Лінія живить будівлі 8 і 9.
Розрахункова схема рис 2.21
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Рр = 42 кВт Рав = 69,6 кВт
cosφ = 0,96 Iр = 66,4 А Iав = 110 А
Довжина кабелів табл 2.13
| Лінія | Довжина траншеї. М | Довжина кабелю. М |
| ТП-8 | 130 | 147 |
| 8-9 | 80 | 95 |
| 9-ТП | 60 | 74 |
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 115 = 106 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 110/115 * 100% = 0,94%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUтп-8 = 42 * 147/46 * 25 = 5,36%
ΔUтп-9 = 42 * 74/46 * 25 = 2,7%
В аварійному режимі
ΔUав = 69,6 (147 +95) / 46 * 25 = 14,64%
Втрати напруги в аварійному режимі перевищує допустиму, приймаємо більший перетин кабелю ААШв 4Ч35
ΔUав = 69,6 (147 +95) / 46 * 35 = 10,46 <12%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч35 Zn = 1,515 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +1,515 (147 +95) = 489 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч35
11. Лінія живить будинок 10.
Розрахункова схема рис 2.22
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 32 кВт Р2 = 70 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,85
Sав = 95,7 кВА L = 35 м
I1 = 51,6 A I2 = 127,5 A
Iав = 148 А
Вибираємо кабель ААШв 4Ч50 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 165 = 152 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 148/165 * 100% = 0,97%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 32 * 35/46 * 50 = 0,48%
ΔUр2 = 1,12%
В аварійному режимі
ΔUав = 1,26%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч50 Zn = 1,095 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +1,095 * 0,035 = 1600 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч50
12. Лінія живить будинок 11.
Розрахункова схема 2.23
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 32 кВт Р2 = 33 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,82
I1 = 51,6 A I2 = 62,3 A
Iав = 82,6 А Sав = 53,4 кВА Lкаб = 130 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч25 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 115 = 106 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
кзав = 82,6 / 115 * 100% = 78%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔUр1 = 32 * 130/46 * 25 = 3,6%
ΔUр2 = 3,85%
В аварійному режимі
ΔUав = 6,5%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч25 Zn = 2,028 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +2,028 * 0,13 = 624,9 А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч25
13. Лінія живить будинок 13.
Розрахункова схема ріс.2.24
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Р1 = 118,8 кВт Р2 = 29,22 кВт
cosφ = 0,96 cosφ = 0,6
I1 = 191,5 A I2 = 75,4 A
Iав = 259,4 А Lкаб = 20 м
Вибираємо кабель ААШв 4Ч95 з урахуванням поправочного коефіцієнта для двох кабелів в одній траншеї Iдоп = 0,92 * 240 = 221 А
Найбільша завантаження кабелю в аварійному режимі:
Кзав = 259,4 / 221 * 100% = 117% <120%
Для лінії живильної в нормальному режимі:
ΔU = 118,8 * 20/46 * 95 = 0,81%
Втрата напруги в кабелі знаходиться в межах допустимої.
Знайдемо струм однофазного кз.
Для кабелів ААШв 4Ч95 Zn = 0,661 Ом / км, Zт / 3 = 0,106 Ом.
Аналогічно попередньому випадку знаходимо
Ік = 1,05 * 220 / 0,106 +0,661 * 0,02 = 1937А
3Iпл вет <Ік
Остаточно приймаємо кабель ААШв 4Ч95
3.11 Розрахунок струмів К.З. на стороні 0,4 кв.
Зробимо розрахунок струму кз на шинах напругою 0,4 кВ ТП 12 і ТП 13.
Розрахункова схема рис 2.25
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Приймаються Sб = 100 МВА і обчислюємо опір схеми заміщення.
1. Система:
Xс = 0, так як Sс = ∞
2. Трансформатор:
Uкр = 100 √ (Uк/100) І-(ΔРм / Sн) І
де ΔРм - втрати в міді трансформатора, кВт
Sн - номінальна потужність трансформатора, кВА
Uкр = √ 0,045 І-(7 / 400) І = 0,0414
x1 = 0.0414 * 400І/400 = 16.58 мОм
r1 = ΔРм (Uб / Sн) І = 7 (400/400) І = 7 мОм
3. Шини:
Qc2 = 1.26 * Q12 = 1.26 * 150 = 184 мм
Згідно табл. 4,3 [15]
х0 = 0,133 мОм / м
х2 = 4 * 0,133 = 0,532 мОм
r2 = 4 * 10і/32 * 1000 = 0,125 мОм
4. Автомат 1000 А. За табл. 4,4-4,6 [15] опір контактів r'3 = 0,2 мОм
опір котушки r''3 = 0,12 мОм: опір максимального розчеплювача х''3 = 0,09 мОм
5. Опір рубильника:
r4 = 0,08 мОм
6. Опір трансформатора струму 1000 / 5:
r5 = 0,075 мОм
х5 = 0,078 мОм
Результуючі опору:
rΣ = 7,6 мОм
хΣ = 17,28 мОм
Повний опір:
zΣ = √ 7,6 І +17,28 І = 18,87 мОм
Струм короткого замикання:
Ік = 400 / √ 3 * 18,87 = 12,2 кА
При х / r = 2,3 за кривою рис 4,7 [15]
ку = 1,23
Iу = √ 2 * Ік * ку = √ 2 * 12,2 * 1,23 = 21,2 кА
Згідно технічного паспорта ЩО-2000 комплектуються шинами, електродинамічна стійкість яких 30-50 кА.
Вибір ЩО-2000 табл. 2.14
4 Вибір і перевірка апаратури і струмоведучих частин.
4.1 Комплектні розподільні пристрої.
Для підключення живильних кабельних ліній на шинах 10 кВ джерела живлення до установки передбачаються КРУ серії 2-10.
Комплектні розподільні пристрої серії КРУ 2-10 (надалі іменовані "шафи КРУ") призначені для роботи в електричних установках трифазного змінного струму частоти 50 і 60 Гц напругою 6 і 10 кВ для систем з ізольованою нейтраллю або заземленою через дугогасильний реактор нейтраллю. Шафи КРУ виготовляються для потреб народного господарства та для поставки на експорт.
Шафи серії КРУ 2-10 включають в себе перераховану нижче номенклатуру виконання в залежності від встановленої в них апаратури головних ланцюгів і струмопроводів.
Шафи:
- КВЕ - комплектний шафа з вимикачем з вбудованим електромагнітним приводом ВМПЕ-10; ВМПЕ-10-20; ВМПЕ-10-31, 5; ВВТЕ-М-10-20; ВВТЕМ-10-31, 5; ВВПЕ-10-20; ВБЧЕ-10; ВВ/TEL-10-20; ВБПЕ-10-20 і пружинно-моторним приводом VF;
- КТН - комплектний шафа з трансформаторами напруги НАМИ-10; НОМ-6 (10); НОЛ-08; ЗНОЛ-06;
- КРД - комплектний шафа з роз'ємними контактами;
- КРВП - комплектний шафа з розрядниками;
- КСБ - комплектний шафа з кабельними збірками та кабельними перемичками;
- КА - комплектний шафа комбінований, наприклад: з розрядниками і конденсаторами, з розрядниками і трансформаторами напруги і т.д.;
- КПК - комплектний шафа з силовими запобіжниками;
- КШП - комплектний шафа з шинними перемичками;
- КСТ - комплектний шафа з силовим трансформатором.
Ш - струмопроводи, що з'єднують протистоять секції КРУ при їх дворядному розташуванні, а також для проходу в місцях будівельних колон (900 мм довжини).
Примітки:
1. Шафи кабельних збірок, шинних перемичок, з конденсаторами і розрядниками та інші можуть бути виконані без висувного елементу.
2. Ступінь захисту IP20 відповідає стану КРУ при закритих дверях шаф і релейних відсіків. При відкритих дверях їх ступінь захисту IP00 за ДСТ 14254.
3. У шафах КПК встановлюються силові запобіжники з плавкою вставкою на струм не більше 32 А.
Основні параметри шаф КРУ
| Найменування параметра | Значення параметра |
| Номінальна напруга (лінійне), кВ | 6; 10 |
| Найбільша робоча напруга (лінійне), кВ | 7,2; 12 |
| Номінальний струм головних кіл шаф КРУ, А * | 630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150 |
| Номінальний струм струмопроводу (крім струмопроводів довжиною 900 мм), А | 630; 1000; 1600; 2000; 2500; |
| Номінальний струм збірних шин і струмопроводів довжиною 900 мм, А | 630; 1000; 1600; 2000; 2500; 3150 |
| Номінальний струм відключення вимикача, вбудованого в КРУ, кА | 20; 31,5 |
| Стійкість до струмів короткого замикання головних ланцюгів, за винятком ланцюгів, що підключаються безпосередньо до виводів трансформаторів напруги, розрядників, конденсаторів і т.д. - Електродинамічна, кА - Термічна протягом 3 с, кА ** - Ефективне значення періодичної складової, кА | 51,0 20,0 20,0 |
* - Шафи на номінальні струми 2000; 2500; 3150 виконуються з вимикачами на номінальний струм 3150 А.
** - Термічна стійкість шаф на 630 А протягом 2 с. Встановлювані в КРУ вимірювальні трансформатори струму на номінальні первинні струми від 50 до 400 А включно мають струм термічної стійкості відповідно до технічних параметрів трансформаторів струму.
Структура умовного
позначення шаф КРУ
Характеристики і склад вироби
До складу виробу входять:
- Шафи КРУ з апаратурою, сполучними струмопроводу і приладами за схемами з'єднань головних і допоміжних ланцюгів, виконані відповідно до прийнятої заводом документацією? Завданням. Шафи і струмопроводи виконують за ТУ 16 - 93 БПМІ 677076.001ТУ.
- Демонтовані на період транспортування складальні одиниці і деталі, монтажні матеріали й приналежності (провід, рукоятка для ускочив і викочування висувного елементу), перераховані у відомості комплектації і демонтажу і направляються замовнику при відвантаженні.
- Запасні частини, а також резервний висувною елемент, релейний шафа поставляються заводом за спеціальним замовленням.
- висота над рівнем моря не більше 1000 м;
- за діапазонами температур навколишнього повітря:
- від -5 ° С до +40 ° С - для шаф без установки підігрівачів;
- від -25 ° С до +40 ° С - для шаф з установкою підігрівачів в релейному шафі.
Класифікація виконання шаф КРУ за силового ланцюга
| Найменування показетелей | Виконання |
| 1. Рівень ізоляції за ГОСТ 1516.1 | Нормальна ізоляція |
| 2. Система збірних шин | КРУ з однією системою збірних шин |
| 3. Спосіб поділу фаз | КРУ з нерозділеним фазами |
| 4. Наявність викатних елементів у шафах | З викатними елементами |
| 5. Вид лінійних високовольтних під'єднувань | а) кабельні б) шинні |
| 6. Наявність ізоляцій струмоведучих частин | а) з неізольованими шинами б) з ізольованими шинами |
| 7. Ступінь захисту за ГОСТ 14254 | IP20 |
Таблиця 2.4 Вибір шафи КРУ серії 2-10.
| Найменування основних величин | Од. виміряно | Розрахункові величини | Катав дані | Умова для вибору |
| Номін.напр. | кВ | 10 | 10 | Uн ≥ Uр |
| Номін.ток | кА | 0,3678 | 0,6 | Iн ≥ Iр |
| Струм вимк. | кА | 5,14 | 20 | Iотк ≥ I " |
| Мощн. вимк. | МВА | 93,4 | 350 | Sотк ≥ S " |
| Струм дінамеческой стійкості | кА | 12,96 | 52 | iу ≥ iуmax |
| Струм термічної устоічівості | кА | 1,99 | 14 | In * t ≥ I ∞ √ tф / tnt |
Відповідно до умов вибору за всіма параметрами для підключення кабелів в РУ-10кВ ЦП приймаємо шафи КРУ серії 2-10.
4.2Камери КСВ -366 в ТП (камера силового обладнання).
Вибір камер КСО-366 виробляємо для ТП 1.
Номінальні струми всіх розподільчих ліній 10 кВ в аварійних режимах не перевищують 192 А.
Перевірка вимикачів навантаження проводиться за методикою викладеної в [12].
| Найменування основних величин | Од. виміряно | Розрахункові величини | Катав дані | Умова для вибору |
| Номін.напр | кВ | 10 | 10 | Uн ≥ Uр |
| Номін.ток | кА | 0,053 | 0,2 | Iн ≥ Iр |
| Допустимий Ударний струм | кА | 3,24 | 25 | iу ≥ iу.р |
| Допустима величина найбільшого знач. і. струму К.З | кА | 2,29 | 14,5 | Iу.д ≥ Iу.р |
| Струм термічної устоічівості | кА | 1,1 | 6 | It ≥ I ∞ √ tф / tnt |
Найбільше діюче значення повного струму кз визначаємо
де I "- сверхпереходной струм К.З в даному випадку маємо систему нескінченної потужності I" = I ∞
ку = 1 - ударний коефіцієнт
Стійкість ошиновки камер при наскрізних К.З відповідає динамічної та термічної стійкості вимикача навантаження.
Відповідно до умов, для вибору по всіх параметрах, для підключення розподільчих лінії 10 кВ у ТП, приймаємо до установки камери КСВ - 366 з ВН 3-16
4.3. Низьковольтне комплектне пристрій ЩО-2000 «НЕВА» (надалі НКП)
НКУ призначено для розподілу електроенергії трифазного змінного струму напругою 380/220В і частотою 50Гц в мережах з глухозаземленою нейтраллю, для захисту ліній при перевантаженнях і коротких замиканнях, а також для управління (регулювання, автоматики), вимірювання, сигналізації та захисту обладнання.
· Технічні характеристики
· Основні технічні характеристики НКУ наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
| Найменування параметра | Значення |
| Номінальна напруга головного ланцюга, В | 400 |
| Номінальна напруга вторинної ланцюга, В | 230 |
| Номінальна частота, Гц | 50 |
| Номінальний струм збірних шин, А | до 6300 |
| Номінальний короткочасно витримує струм збірних шин, кА/1сек | до 100 |
| Номінальний ударний струм збірних шин, кА | до 220 |
| Ступінь захисту оболонкою по ГОСТ - 14254 | до IP54 |
| Габаритні розміри, мм: ширина глибина висота | У залежності від схеми головних ланцюгів |
| Маса, кг |
· Умови експлуатації
НКУ можуть експлуатуватися при наступних умовах:
- Температура навколишнього повітря від мінус 25SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С до плюс 40SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С;
- Відносна вологість повітря 80% при температурі 15SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С;
- Висота над рівнем моря не більше 1000 м;
- Навколишнє середовище невибухонебезпечна, не містить струмопровідного пилу, агресивних газів і пари в концентраціях, що руйнують матеріали та ізоляцію.
При установці НКП в приміщеннях з температурою нижче мінус 25SYMBOL 176 \ f "Symbol" \ s 12 ° С, повинен бути передбачений обігрів приміщення.
НКУ виконані у виконанні У для категорії розміщення 3.1, для роботи на висоті над рівнем моря до 1000 м в атмосфері типів I і II за ГОСТ 15150