Электроснабжение

Выбор сечений  линий электропередачи городского жилого микрорайона выполняется с использованием экономических токовых интервалов. При этом в зависимости от принципов применяемых при унификации опор зоны экономических сечений могут сдвигаться, поэтому для однозначности проектных решений при выборе сечений оговариваются используемые опоры и таблицы экономических интервалов сечений.

Устойчивое  и качественное электрообеспечение потребителей (и не только отдалённых) разрешимо, если одновременно с сетевым  строительством и реконструкцией будут сооружаться мелкие источники электроэнергии, работающие параллельно с энергосистемой или автономно. Фактически эти два направления (крупное как основа электроэнергетики, некрупное как составная часть электроснабжения электрики) должны быть гармонично увязаны.

Строительство собственных источников электроэнергии тесно связано с тенденцией, характерной для средних и крупных металлургических, химических, машиностроительных и других предприятий, отдельных посёлков и городов. Налицо их стремление уменьшить свою зависимость от энергосистем в обеспечении электричеством (и теплом: восстановление и строительство собственных котельных) путём использования ВЭР и установки генераторов небольшой мощности на напряжение не только 6(10) кВ, но и 0,4 кВ. С точки зрения электрики, подобная децентрализация обостряет проблему технических условий, сформулированных в 60-е годы под взятые на себя электроэнергетикой, но не выполненные обязательства обеспечить всех потребителей электроэнергией при минимуме приведенных затрат. "Правила пользования электрической энергией" (ныне отменённые) были обязательным документом для всех пользователей (включая проектировщиков). Выдача технических условий превращалась в процедуру, зачастую ущемлявшую интересы потребителей.

Проектирование  электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.).

Работа электрических  сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах:

• в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ - более 10 А;
• в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:
• более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
• более 20 А при напряжении 10 кВ;
• более 15 А при напряжении 15-20 кВ;
• в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор – более 5А.

При токах замыкания  на землю более 50 А рекомендуется  применение не менее двух заземляющих реакторов.

Работа электрических  сетей напряжением 110 кВ может предусматриваться как с глухозаземленной, так и с эффективно заземленной нейтралью.

Электрические сети напряжением 220 кВ и выше должны работать только с глухозаземленной нейтралью.

Категории электроприемников  и обеспечение надежности электроснабжения

Категории электроприемников  по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

В отношении  обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники  первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых  может повлечь за собой опасность  для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава  электроприемников первой категории  выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники  второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых  приводит к массовому недоотпуску  продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники  третьей категории - все остальные  электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Электроприемники  первой категории в нормальных режимах  должны обеспечиваться электроэнергией  от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания  для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием  электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение  электроприемников первой категории  с особо сложным непрерывным  технологическим процессом, требующим  длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники  второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников  второй категории при нарушении  электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников  третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника  питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

Для электрических  сетей следует предусматривать  технические мероприятия по обеспечению качества электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109.

Устройства  регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей. Отклонения от указанных уровней напряжения должны быть обоснованы.

Выбор и размещение устройств компенсации реактивной мощности в электрических сетях  производятся исходя из необходимости обеспечения требуемой пропускной способности сети в нормальных и послеаварийных режимах при поддержании необходимых уровней напряжения и запасов устойчивости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МИКРОРАЙОНА ДУБРАВА

 

Электроснабжение  микрорайона дубрава в городе Старый Оскол запроектировано от потребительских трансформаторных подстанций, питание которых осуществляется от существующей подстанции.  По степени надежности электроснабжения, проектируемые здания относятся к II и III категории потребителей. К II категории относятся электродвигатели лифтов, насосов, аварийное освещение.

В основу расчета  положена «Инструкция по проектированию городских электрических сетей».

Целью расчета  электрических нагрузок является определение числа и мощности потребительских ТП. Расчетные электрические нагрузки жилых домов складываются из расчетных нагрузок силовых потребителей электроэнергии и нагрузок питающей осветительной  сети.

Приведем методику расчета квартир, включая и общедомовые помещения (подвалы,  чердаки, лестничные клетки и т.д.).

Определим расчетную  электрическую нагрузку квартир, приведенную  к вводу жилого дома по формуле:

 

(1)

где  Ркв.уд. – удельная расчетная электрическая  нагрузка электроприемников квартир, принимая ее в зависимости от числа квартир присоединенных к линии, кВт/квартир;

       n -  количество квартир.

Расчетная электрическая  нагрузка жилого дома (квартир и  силовых электроприемников) – Рр.ж.д., кВт, определяется по формуле:

 

(2)

 

где Ку – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников, Ку-0,9;

          Рс- расчетная нагрузка силовых  электроприемников жилого дома, кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников, приведенная  к вводу жилого дома, определяется:

(3)                                               

где  Рр.л. –  мощность лифтовых установок, кВт;

Рст.у.- мощность электродвигателей санитарно-технических  устройств, кВт.

Мощность лифтовых установок определяется по формуле:

   (4)   

где  Кс –  коэффициент спроса;

Рл – установленная мощность электродвигателя лифта, кВт;

n – количество  лифтовых установок.

Сделаем примерный  расчет одного жилого дома.

Жилой дом  на 108 квартир состоит из трех секций. В доме 9 этажей, установлены три  лифтовые установки с мощностью, приведенной к ПВ=100%, равной 7 кВт.

Ркв.уд. – определяется путем интерполяции:

 

 

Ркв=0,592*108=63,94 кВт.

Расчетная нагрузка для лифтовых установок:

Рр.л.=0,8*7*3=16,8 кВт;

Рст.у=0 кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников дома:

Рс=Рр.л.=16,8 кВт.

Расчетная электрическая  нагрузка жилого дома:

 

Рр.ж.д.=63,94+16,8*0,9=79,1 кВт.

Реактивная  нагрузка жилых объектов складывается из реактивной мощности электродвигателей  лифтов и реактивной мощности квартир:

Реактивная  мощность квартир:

(5)

где tg φкв=0,29 /2/; 

.

Реактивная  мощность лифтов:

(6)

где: tg φл=1,17 /2/;   

Расчет остальных  жилых зданий аналогичен. Расчет уличного освещения и потребности микрорайона Дубрава в электроэнергии.

Электрический расчет сетей 0,38 кВ ведется по минимуму приведенных затрат по экономическим интервалам. Экономическое сечение проводов определяют следующим образом:

Находят расчетную  максимальную нагрузку S_max на данном участке линии.

 Определяют  эквивалентную нагрузку:

        S_экв = S_max × R_g                                                                                                                   

Для вновь сооружаемых  сетей коэф. учитывающий динамику        роста нагрузок R_g  = 0,7

1. По ПУЭ 1.2.17  предварительно определяем сечение   проводов для каждого из участков.
2. Определяем потерю напряжения при выбранных сечениях.
3. Проверяем потерю напряжения, которая не должна превышать допустимую.

Расчет падения  напряжения производим по формуле:

U,_B =                                                             

где S – расчетная мощность, кВА

       L – длина участка, км

       U – номинальное напряжение, кВ

       r, x – активное и индуктивное сопротивление провода

U,% =                                                                                   

Расчет токов  короткого замыкания

Расчет токов  к.з. нужен для определения максимального  тока трехфазного к.з. на шинах 0,4кВ трансформатора и тока однофазного к.з. в наиболее удаленной точке линии.

Максимальный ток трехфазного к.з. на шинах ТП:

I_к⁽³⁾ =                                              

где относительное значение максимального тока трехфазного к.з. по отношению к номинальному току трансформатора, S_H - номинальная мощность трансформатора.

Ток однофазного  к.з. определяется по формуле:

I_к⁽¹⁾ =                                                                                       

Где Z_T – полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус.