Разработка системы электроснабжения сельскохозяйственного района - Физика и энергетика дипломная работа
Главная
Физика и энергетика
Разработка системы электроснабжения сельскохозяйственного района
Электрические нагрузки зданий и наружного освещения. Выбор сечения проводников осветительной сети. Определение числа и мощности трансформаторов подстанции. Коммутационная и защитная аппаратуры. Расчёт токов короткого замыкания. Разработка релейной защиты.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Краткая характеристика потребителей
2. Определение расчетных электрических нагрузок села
2.1 Определение расчетных электрических нагрузок жилых зданий
2.2 Определение расчетных электрических нагрузок общественных зданий
3. Проектирование наружного освещения
3.4 Выбор сечения проводников осветительной сети
4. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов и трансформаторной подстанции
4.1 Определение числа и мощности трансформаторов трансформаторной подстанции
4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов
5. Расчеты и проетирование питающих сетей 10 кВ
5.1 Схема распределительной сети 10кВ
5.2 Выбор сечения проводов сети 10кВ
5.3 Расчет потокораспределения в сети 10кВ
6. расчеты и проектирование питающих сетей 0,4 кВ
6.1 Проектирование системы электроснабжения 0,4кВ
6.2 Выбор сечения проводов на напряжение 0,4кВ
7. Расчеты токов короткого замыкания
7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 10кВ
7.2 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 0,4кВ
8. Выбор и проверка коммутационной и защитной аппаратуры
8.1 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры в сети 10кВ
8.2 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры в сети 0,4кВ
9.2.1 Селективная токовая отсечка без выдержки времени
9.3 Расчет устройства автоматического включения резерва
10. Безопасность и экологичность проекта
10.1 Меры защиты персонала при обслуживании электроустановок
10.2 Проектирование защиты подстанции от грозовых и внутренних перенапряжений
10.3 Расчет заземляющего устройства ТП
10.4 Проектирование мер безопасности при прокладке ЛЭП
10.5 Защита жителей в случае аварии в системе энергоснабжения в зимнее время
11. Организационно-экономическая часть
11.2 Пересчет локальной сметы в текущие цены 2016 года
11.3 Расчёт эффективности инвестиционных вложений
11.4 Расчет численности электромонтажной бригады
11.5 Организация электромонтажных работ
Средняя горизонтальная освещенность, Еср, лк
Основные улицы в жилой застройке сельских поселений
Поселковые дороги, проезды на территории садовых товариществ и дачных кооперативов
Для электроснабжения сельхоз района используем провод СИП-2 с жилой освещения.
Расчетная активная мощность осветительных приборов , кВт определяется по формуле:
где - коэффициент спроса, который равен 1 в соответствии с [3];
Расчетная реактивная мощность осветительных приборов , квар находится по формуле:
где P р.осв - расчетная активная мощность осветительных приборов, кВт;
tgц - коэффициент мощности осветительных приборов.
Полная электрическая мощность , кВ·А, определяется по формуле:
где - расчетная активная мощность осветительных приборов, кВт;
- расчетная реактивная мощность осветительных приборов, квар.
Расчетный ток I Р , А определяется по формуле:
где - полная электрическая мощность светильников, кВ·А;
Провода выбираю по следующим условиям:
где - коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной в [1];
- коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки при параллельной прокладке;
где - допустимая потеря напряжения ( ? 10 % для жилых и общественных зданий из [12]);
r 0 , x 0 - удельное сопротивление кабеля, Ом/км из [4];
cosц н - косинус нагрузки (примем 0,96 по [3]);
sinц н - синус нагрузки (примем 0,28 по [3]);
U ном - номинальное напряжение кабеля, В.
Пример расчета для жилы освещения и выбранные марки проводов приведены в Приложении 3.
4. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов и трансформаторной подстанции
4.1 Определение типа, числа и мощности трансформаторов трансформаторной подстанции
Основой для выбора числа трансформаторов в ТП является схема электроснабжения и категории по надежности электроприемников. В частности, для питания потребителей I категории и ответственных потребителей II категории применяются двухтрансформаторные подстанции в сочетании с двухлучевыми схемами питания. Каждый трансформатор при этом питается от отдельной линии, подключенной к независимому источнику питания. В случае выхода из строя одного из трансформаторов другой, в соответствии с допустимой по ПУЭ аварийной перегрузкой, обеспечивает питание почти всех потребителей, подключенных к ТП. Перевод нагрузки с отказавшего трансформатора на оставшийся в работе должен осуществляться автоматически. Для питания потребителей II и III категорий в зависимости от суммарной нагрузки потребителей могут применяться как двух-, так и однотрансформаторные подстанции в сочетании с петлевыми схемами питания. Причем, при применении однотрансформаторных подстанций питание потребителей II категории в аварийном режиме осуществляется от ближайшей ТП посредством перемычки.
Расчётную нагрузку питающей линии ТП при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий (помещений) , кВт, определяется по формуле:
где P зд. max - наибольшая из нагрузок зданий, питаемых линией (ТП), кВт;
k yi - коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий (помещений) или жилых домов (квартир и силовых электроприемников) [2, табл.6.13];
P зд i - расчетные нагрузки всех зданий, кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку P зд. max , питаемых линией (ТП), кВт;
Расчётную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и аварийном режиме при совместном питании силовых электроприемников и освещения , кВт, следует определять по формуле:
P р.осв - расчетная активная мощность осветительных приборов, кВт.
К - коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок силовых электроприемников, включая холодильное оборудование и освещение [2, табл.6.11].
Расчётную реактивную нагрузку питающей линии ТП при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий (помещений) . , квар, определяем по формуле:
где Q зд. max - наибольшая реактивная нагрузка здания из числа, питаемых от ТП, кВт;
Q зд i - расчетные реактивные нагрузки других зданий, питаемых от ТП, кВт;
k yi - коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий (помещений) или жилых домов (квартир и силовых электроприемников) [2, табл.6.13];
Расчётную реактивную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и аварийном режиме при совместном питании силовых электроприемников и освещения , кВт, следует определять по формуле:
Q р.осв - расчетная реактивная мощность осветительных приборов, квар.
К - коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных максимумов нагрузок силовых электроприемников, включая холодильное оборудование и освещение [2, табл.6.11].
Далее определим число силовых трансформаторов , шт., устанавливаемых в ТП:
где - расчетная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, кВт;
- номинальная мощность силового трансформатора, кВ . А;
- коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии. Для 1 категории -не менее двух трансформаторов, оба в работе. Коэффициент загрузки в нормальном режиме: ? 0,65 ч 0,7 - для 2 категории - 2 трансформатора ? 0,7 ч 0,8 - для 3 категории - достаточно одного трансформатора ? 0,9 ч 0,95 При выборе трансформаторов производится проверка коэффициента загрузки в аварий- ном режиме (один трансформатор не работает, другой должен обеспечить работу потребителей 1 и 2 категории); ? 0,85 ч 0,9
Полученное округляется до ближайшего целого числа.
Определяем загрузку трансформаторов в нормальном режиме работы:
где - расчетная активная нагрузка потребителей, питаемых от ТП, кВ . A;
- число силовых трансформаторов, устанавливаемых в ТП, шт;
- номинальная мощность силового трансформатора, кВ . А.
Согласно [2] для жилых и общественных зданий компенсация реактивной нагрузки не предусматривается, поэтому вопрос о компенсации реактивной мощности не рассматривается.
Длительная работа трансформаторов гарантируется при соблюдении нормированных условий их эксплуатации. Перегрузки по напряжению должны исключаться схемой и режимом работы электрической сети, а также защитными устройствами. Поэтому обычно рассматривается только допустимость перегрузок по мощности.
Перегрузка силовых трансформаторов в послеаварийном режиме характеризуется коэффициентом , который определяется по формуле:
Причем согласно методике, приведенной в [9], допускается перегрузка трансформаторов:
- для масляных трансформаторов - не более 1,4;
- для сухих трансформаторов - не более 1,2.
Приведем пример расчета для ТП 3, от которой питаются: пекарня №54, котельная №55, магазин продовольственный №56, детский сад №57, парикмахерская №58, дом культуры №64, скважина №68, жилые дома №48-53, 59-63, 65-67, 69-90 и освещение улиц.
По формуле (4.1) определим расчётную нагрузку питающей линии W10, W11, W12, W13:
По формуле (4.2) расчётную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и аварийном режиме при совместном питании силовых электроприемников и освещения:
По формуле (4.3) определим расчётную реактивную нагрузку питающей линии W10, W11, W12, W13:
По формуле (4.4) определим расчётную реактивную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и аварийном режиме при совместном питании силовых электроприемников и освещения:
По формуле (4.5) определим расчетную полную нагрузку:
По формуле (4.6) определим минимальное число силовых трансформаторов, устанавливаемых на ТП:
где согласно [6] = 0,7 - 0,8 , т.к. имеются потребители II категории.
По формуле (4.7) определим загрузку трансформаторов в нормальном режиме работы:
По формуле (4.8) определим перегрузку силовых трансформаторов в послеаварийном режиме:
Расчеты для остальных ТП проводятся аналогичным образом и пояснений не требуют. Результаты расчетов нагрузки ТП приведены в Приложении 4 таблицах 4.1 и 4.2.
Окончательное решение по выбору трансформаторов необходимо принимать на основании технико-экономического сравнения вариантов из таблицы. Это сравнение представлено в следующем подразделе.
Выбираем марку трансформаторов ТМГСУ. Минским электротехническим заводом им. В.И. Козлова разработаны, изготовлены и испытаны на соответствие всем требованиям действующих стандартов трансформаторы со схемой соединения обмоток У/Ун со специальным симметрирующим устройством (СУ), самые экономичные для четырех проводных сетей 0,38кВ с однофазной или смешанной нагрузкой.
Трансформаторы с СУ улучшают работу защиты и повышают безопасность работы электрической сети. В них резко снижено разрушающее воздействие на обмотки токов при однофазных коротких замыканиях, в связи с явлением перегрева потоками нулевой последовательности при неравномерной нагрузке фаз и при ее суммарной мощности равной или ниже номинальной.
СУ значительно улучшает синусоидальность формы кривой изменения напряжения при наличии в сети нелинейных нагрузок, что крайне важно при питании многих чувствительных приборов, таких как телевизоры, автоматика, компьютеры.
Сокращен скачок повышения напряжения до допустимой величины на здоровых фазах при однофазных коротких замыканиях в сети 0,38кВ. СУ снимает повышенный шум трансформаторов при их неравномерной нагрузке по фазам, что важно при установке их в трансформаторные подстанции, встроенные в жилые здания.
Трансформаторы со схемой соединения обмоток У/Ун с СУ имеют туже нулевую группу, что и трансформаторы со схемой соединения обмоток У/Ун без СУ. Это позволяет использовать их в одних и тех же сетях.
Самыми экономичными аппаратами для четырех проводных сетей напряжением 0,38кВсоднофазной или смешанной нагрузкой считаются ТМГСУ со схемой соединения обмоток Y/YH и симметрирующим устройством (СУ). В этих трансформаторах не возникает перегрева токами нулевой последовательности при неравномерной нагрузке фаз ипри суммарной мощности нагрузки, равной или ниже номинальной, что существенно сокращает потери электроэнергии. СУ представляет собой катушки индуктивности, дополнительно подключенные к обмоткам трансформатора и соединенные в общую точку. Устраняя нулевое смещение, оно обеспечивает равномерность фазовых напряжений при несимметричной нагрузке, снижает шум работы трансформатора, улучшает синусоидальность кривой напряжения при наличии нелинейных приборов (люминесцентных ламп, выпрямителей, сварочных аппаратов), а при коротком замыкании одной из фаз поддерживает напряжение на других в приемлемых границах. Таким образом, трансформаторы с СУ комплексно улучшают характеристики сети, что ведет к продлению срока службы электрических машин, ламп, автоматики и бытовой техники. Характеристики трансформаторов представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Характеристики и стоимость трансформаторов
4.2 Технико-экономическое сравнение вариантов
Проведем технико-экономическое сравнение выбора вариантов трансформаторов на основании методики из [7]. Расчет представлен в Приложении 5.
5. Расчеты и проектирование питающих сетей 10 кВ
5.1 Схема распределительной сети 10кВ
Согласно п. 4.3.2 [1] построение электрической сети по условиям обеспечения необходимой надёжности электроснабжения потребителей выполняется применительно к основной массе электроприемников.
Большинство потребителей относится ко 2 категории по обеспечению надёжности электроснабжения и некоторые - к 3 категории. Исходя из этого, согласно п. 4.3.9 [1] основными принципами построения распределительной сети примем сочетание петлевых схем 10кВ.
Распределительная сеть 10кВ представлена на рис.5.1.
Рисунок 5.1 - Распределительная сеть 10кВ
5.2 Выбор сечения проводов сети 10 кВ
Сеть 10 кВ выполняется самонесущим изолированным проводом СИП-3. Надежность и эксплуатационная преимущества СИП-3 складываются из следующих условий:
- провода защищены от схлестывания;
- на таких проводах практически не образуется гололед;
- практически исключено воровство проводов, так как процесс демонтажа изоляции в кустарных условиях очень трудоёмок;
- существенно уменьшены габариты линии и соответственно требования к просеке для прокладки и в процессе эксплуатации;
- простота монтажных работ и соответственно уменьшения их сроков;
- высокая механическая прочность проводов и соответственно невозможность их обрыва;
- пожаробезопасность таких линий, основанная на исключении КЗ при схлестывании;
- сравнительно небольшая стоимость линии (примерно на 35 % дороже "голых"). При этом происходит значительное сокращение эксплуатационных расходов (реальное сокращение доходит до 80 %)
Электрические нагрузки сетей 10кВ в соответствии с [5] определяются умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов отдельных ТП, присоединенных к данному элементу сети (ЦП, РП, линии и др.), на коэффициент одновременности, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок, принимаемый по [5, таблица 4.2].
Расчетная нагрузка линии , кВт, определяется по формуле:
где k о - коэффициент одновременности [5, таблица 4.2];
- полная нагрузка i-ой ТП, получающей питание по данной линии в послеаварийном режиме, кВт.
Расчетный ток линии в послеаварийном режиме I р , кА, определяется по формуле:
где S р - полная электрическая нагрузка линии, кВ . А;
Cечение жил проводов выбирается по экономической плотности тока в нормальном режиме и проверяется по допустимому длительному току в аварийном и послеаварийном режимах, а также по допустимому отклонению напряжения. ( п. 5.1.1 [1]).
Сечение , согласно п. 1.3.25 [1] определяется как отношение расчетного тока к экономической плотности тока:
где - экономическая плотность тока, принимаемая по табл. 1.3.36 [1] равной 1,4;
Проверку выбранного провода на напряжение 10 кВ осуществляют по следующим условиям [6]:
1) По нагреву током послеаварийного режима:
где I па - ток послеаварийного режима, А;
k ср - коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной [1, табл. 1.3.3];
k пр - коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки при параллельной прокладке [1, табл.1.3.26];
k пер - коэффициент перегрузки в послеаварийном режиме, k пер =1,25;
k гр - коэффициент, учитывающий удельное сопротивление грунта [1, табл.1.3.23];
I доп - допустимый ток кабеля, А, [1].
2) По допустимому отклонению напряжения:
где ДU доп - допустимая потеря напряжения: должна быть 10 % [8];
ДU р - расчетные потери напряжения, %;
r 0 - удельное активное сопротивления кабеля, мОм/м , [1];
x 0 - удельные реактивное сопротивления кабеля, мОм/м; [1];
cosц Н , sinц Н - косинус и синус нагрузки;
U ном - номинальное напряжение кабеля, В.
где F p - выбранное сечение кабеля, мм 2 ;
F т.с . - термически стойкое сечение кабеля, мм 2 ;
С - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева кабеля, А·с 1/2 /мм 2 .
Для примера, проведем расчет для линии W1.
Как видно из однолинейной схемы 10 кВ электроснабжения села (лист 3) наибольший ток будет протекать в случае аварии в кольцевой цепи. На линии W1 от ПС до ТП №3 или ТП №2 и W3 от ПС до ТП №2 или ТП №3 в зависимости от схемы соединения линий W1 и W3 на той или другой ТП. Суммарную нагрузку подстанций определим по таблице Е.1 в приложении Е. Для расчета линии W2 необходима суммарная нагрузка ТП 4-14 и ТП 3 так-как нагрузка на ней больше чем на ТП 2.
Определяем мощность по формуле (5.1)
Расчетный ток линии определим по формуле (5.2):
Находим расчетное сечение провода по формуле (5.3):
Предварительно выбираем СИП 3-70. Проверим провод по вышеперечисленным условиям.
1) По нагреву током послеаварийного режима по формуле (5.4):
2) Отклонение напряжения составит по формуле (5.5):
Принимаем для этой линии сечение F = 70 мм 2 .
3) Термически стойкое сечение по формуле (5.6):
Принимаем для этой линии окончательно сечение F = 70 мм 2 . Выбор сечения проводов ВЛ и отпаек на ТП приведен в приложении Е таблица Е.1
5.3 Расчет потокораспределения в сети 10кВ
При добавлении нагрузки в кольцевую сеть возникает необходимость проверки проводов и кабелей на нагрев расчетным током. При такой проверке сопоставляются максимальные рабочие токи I р , каждой линии с допустимыми токами I доп. Сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в установившемся режиме, если:
Результаты токов I р и I доп представлены в Приложении 6 таблица 6.1.
В результате сравнения выбранные сечения проводов удовлетворяют условиям нагрева в установившемся режиме.
6. расчеты и проектирование питающих сетей 0,4 кВ
6.1 Проектирование системы электроснабжения 0,4кВ
Рассмотрим потребителей электроэнергии по обеспечению надежности электроснабжения.
Так как нет потребителей относящихся к I категории, подключим здания по наиболее простой магистральной схеме.
6.2 Выбор сечения проводов на напряжение 0,4кВ
Расчетная электрическая нагрузка линии до 1 кВ, S р.л , кВт, определяется с учетом коэффициента одновременности по формуле из [5]:
где - расчетные нагрузки других зданий, питаемых по линии, кВт;
- коэффициент одновременности [5, таблица 3].
Расчетный ток линии I рл , А, определяется по формуле
где S р. - полная электрическая нагрузка линии , кВА;
Проверку выбранного провода на напряжение 0,4 кВ осуществляют по следующим условиям [6]:
где I р - расчетный ток кабеля, А ;
k ср - коэффициент среды, учитывает отличие температуры среды от заданной [1];
k пр - коэффициент прокладки, учитывающий снижение допустимой
токовой нагрузки при параллельной прокладке [1];
I доп - допустимый ток кабеля, А , [1].
2) По допустимому отклонению напряжения
где ДU доп - допустимая потеря напряжения: должна быть 10 % [8];
ДU р - расчетная потеря напряжения, %;
r 0 - удельное активное сопротивления кабеля, мОм/м , [1];
x 0 - удельные реактивное сопротивления кабеля, мОм/м; [1];
cosц Н , sinц Н - косинус и синус нагрузки;
U ном - номинальное напряжение кабеля, В.
где F p - выбранное сечение кабеля, мм 2 ;
F Т.С . - термически стойкое сечение кабеля, мм 2 ;
С - температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева кабеля, А·с 1/2 /мм 2 .
На основании проведенных исследований установлено, что кабели на напряжение до 1 кВ можно не проверять на термическую стойкость при КЗ, если алюминиевые жилы имеют сечение 25 мм 2 и более.
Рассмотрим на примере выбор провода для линии W8 (см. лист 1).
Определим по формуле (5.1) расчетную нагрузку линии:
S р.л . = 0,8·(21,77 + 9,32 + 13,06 + 29,39) = 73,48 кВ·А.
Расчетный ток линий определим по формуле (5.2):
Так как линия является магистралью предварительно выбираем провод СИП-2 3х50+1х70.
Проверим провод по вышеперечисленным условиям.
где k ср - коэффициент среды, в данном случае для всех кабелей равен 1 [7];
k пр - коэффициент прокладки, равен 1 [7];
I доп - допустимый ток кабеля, А (I доп = 100 А);
) по допустимому отклонению напряжения:
Потери напряжения превысили допустимое значение, поэтому необходимо увеличить сечение провода.
Возьмём провод СИП-2 3х70+1х95 и проверяем допустимое отклонение напряжения:
Выбранный по сечению провод удовлетворяет необходимым условиям.
Результаты расчетов воздушных и кабельных линий представлены в Приложении 7.
7. Расчеты токов короткого замыкания
7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 10кВ
Расчеты токов короткого замыкания выполняются для выбора коммутационной аппаратуры, кабелей и другого электрооборудования с целью проверки их по условиям термической и динамической стойкости, а также для выбора уставок устройств релейной защиты и автоматики и проверки их чувствительности.
Расчетная схема и схема замещения представлены на 7.1 и 7.2 соответственно.
Рисунок 7.1 - Расчетная схема сети 10кВ
Определим параметры схемы замещения.
Реактивное сопротивление системы определяется по формуле:
I к.с (3) - ток трехфазного КЗ на стороне 10 кВ, кА.
Активное сопротивление для кабельных линий определим по выражению:
где r o . w - удельное активное сопротивление, Ом/км;
Индуктивное сопротивление для кабельных линий определим по выражению:
где x o . w - удельное активное сопротивление, Ом/км;
Полное сопротивление линии определяется по формуле:
Результаты расчетов приведены в Приложении 8 таблице 8.1.
Рассчитаем токи трехфазного КЗ в точках, обозначенных на рис. 7.2.
Ток трехфазного КЗ рассчитывается по формуле:
где Z У - суммарное сопротивление до точки КЗ, Ом.
Ударный ток рассчитывается по формуле:
где К у - ударный коэффициент, который определяется по [9] в зависимости от места КЗ.
Ток двухфазного КЗ рассчитывается по формуле:
Для других точек КЗ расчет аналогичен. Результаты расчетов представлены в Приложении 8 таблице 8.2.
7.2 Расчет токов короткого замыкания в сети напряжением 0,4кВ
При расчетах токов КЗ для проверки оборудования на термическую и динамическую стойкость и выбора аппаратуры по отключающей способности выполняются расчеты металлических КЗ, т.к. в этом случае значения токов КЗ являются максимальными. При проверке чувствительности устройств релейной защиты и защитных аппаратов выполняются расчеты дуговых КЗ, т.к. при этом значении токов КЗ являются минимальными. При расчете токов КЗ необходимо учитывать индуктивные и активные сопротивления короткозамкнутой цепи. В таких сетях активные сопротивления значительно превышают индуктивные.
Расчет будем проводить в именованных единицах на основании методики и соотношений изложенных в [12].
Определим параметры трансформатора:
U ном - низшее номинальное напряжение трансформатора, кВ;
S ном.т. - номинальная мощность трансформатора, кВ·А.
Активное сопротивление линии определим по выражению:
где r o . w - удельное активное сопротивление, Ом/км;
Реактивное сопротивление линии определим по выражению:
где x o . w - удельное реактивное сопротивление, Ом/км;
Ток трехфазного КЗ находим по формуле:
где x У - суммарное реактивное сопротивление от шин ТП до точки КЗ, мОм;
r У - суммарное активное сопротивление от шин ТП до точки КЗ, мОм.
Ток трехфазного КЗ с учетом дуги находим по формуле:
где r Д - сопротивление дуги, мОм.
Сопротивление дуги находим по формуле:
где Е Д - напряженность в стволе дуги, В/мм (Е Д =1,6 В/мм из [12]);
Ток однофазного КЗ с учетом дуги находим по формуле:
где I (1) к. min - ток однофазного КЗ, кА;
z Т - сопротивление трансформатора в случае однофазного КЗ, мОм;
z П - полное сопротивление петли фаза-нуль от трансформатора до точки КЗ, мОм.
где x Т1 , x Т2 , x Т0 - индуктивные сопротивления трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности, мОм;
r T 1 , r T 2 , r T 0 - активные сопротивления трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательности, мОм;
При соединении обмоток трансформатора по схеме Y /Y 0 сопротивления всех последовательностей равны. Следовательно, в нашем случае z Т найдем по формуле:
где x Т , r Т - сопротивления трансформатора, мОм;
I (3) к. max - ток трехфазного КЗ без учета сопротивления дуги, кА.
Проведем расчет для линии, питающей жилой дом (№ 285 на генплане). Расчетная схема и схема замещения представлены на рисунке 7.3.
Произведем расчет параметров схемы замещения.
Сопротивления трансформатора определим по формулам (7.8) и (7.9).
Рисунок 7.3 - Расчетная схема и схема замещения
Сопротивление кабеля и СИП определим по формулам (7.9) и (7.10):
Сопротивления остальных линий рассчитываются аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - Результаты расчета параметров схемы замещения
Сопротивлений коммутационных аппаратов, трансформаторов тока и контактных соединений шин и кабелей из [12] представлены в таблице 7.2.
Таблица 7.2 - Сопротивления коммутационных аппаратов, трансформаторов тока и контактных соединений
x У .К1 = 41,964 + 0,17 + 0,17 = 42,304 мОм;
r У .К1 = 16,25 + 0,65 + 0,11 + 0,006 = 17,016 мОм;
Расчет для остальных точек аналогичен. Результаты расчетов представлены в таблице 7.3.
Таблица 7.3 - Результаты расчетов токов КЗ в сети 0,4 кВ
Результаты расчетов токов КЗ для остальных ЭП приведены в приложении 8. таблица 8.3.
8. Выбор и проверка коммутационной и защитной аппаратуры
8.1 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры в сети 10кВ
На стороне 10кВ КТП укомплектована ячейками КСО - 203 со встроенной аппаратурой, расчет параметров которой приведен ниже. Ячейки КСО-203 комплектуются выключателями нагрузки ВНР, предохранителями ПКТ.
Выключатели нагрузки предназначены для отключения и включения цепей под нагрузкой, но не предназначены для отключения токов КЗ. Используется комбинация «выключатель нагрузки - предохранитель», что расширяет область применения выключателей нагрузки, обеспечивается защита цепей от токов КЗ предохранителями.
Условия выбора и проверки выключателей нагрузки в сети 10 кВ [1]:
1. Соответствие номинального напряжения выключателя номинальному напряжении сети :
где - номинальное напряжение сети, кВ;
- номинальное напряжение выключателя нагрузки, кВ.
2. Соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи:
где - расчетный максимальный ток, А;
. - номинальный ток выключателя (разъединителя), А.
3. Проверка на электродинамическую стойкость:
где - ударный ток трехфазного КЗ, кА;
- ток электродинамической стойкости, кА.
4. Проверка на термическую стойкость:
- время протекания тока термической стойкости, с.
- время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, среднее расчетное значение принимается 0,01 с [3].
Приведем пример выбора выключателя нагрузки для ТП 2. Выбор выключателя представлен в таблице 8.1.
Таблица 8.1 - Выбор выключателей нагрузки
В к = 0,866 2 ·(0,1+0,01) = 0,082 кА 2 ·с
В к = 0,866 2 ·(0,1+0,01) = 0,082 кА 2 ·с
Выбор предохранителей в сети 10кВ :
Выбор калиброванных предохранителей в ТП осуществляем по номинальному току ВН выбранного трансформатора. Выбор предохранителей представлен в таблице 8.3.
Таблица 8.3 - Выбор предохранителей
8.2 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры в сети 0,4кВ
Выбор аппаратуры производится для схемы, представленной на рисунке 7.3.
Для защиты сети 0,4 кВ используются автоматические выключатели. Условия выбора и проверка выключателей в сети 0,4 кВ [6]:
1. Соответствие номинального напряжения АВ номинальному напряжению сети :
где - номинальное напряжение сети, В;
- номинальное напряжение выключателя, В.
2. Соответствие номинального тока выключателя расчетному току защищаемой цепи:
где - расчетный максимальный ток, А;
3. По току срабатывания при перегрузке:
где - ток срабатывания при перегрузке, А.
-длительно допустимый ток проводки, А;
4. Выбор времени срабатывания токовой отсечки:
где t соп - наибольшее время срабатывания отсечки предыдущей защиты, с;
Дt - ступень селективности, с (Дt = 0,1-0,15 для выключателей серии ВА)
5. Проверка по условии стойкости при КЗ:
где - ток трехфазного КЗ для вводных и секционных выключателей, кА;
- ток предельной коммутационной способности, кА;
6. Проверка на требуемую чувствительность защиты:
где - коэффициент чувствительности отсечки;
- минимальный ток КЗ в конце защищаемой линии, А;
-коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки, .
Выбираем выключатель QF3, установленный в РУ №42. Выбор автоматического выключателя представлен в таблице 8.4.
Таблица 8.4 - Выбор автоматических выключателей
Распределительное устройство НН 0,38 кВ комплектуется из типовых панелей ЩО-70, установленных над кабельным каналом и соединенных с трансформаторами шинами. Панели ЩО-70 предназначены для комплектования устройств напряжением 380/220 В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с глухо заземленной нейтралью, служащих для приема, распределения электрической энергии защиты отходящих линий от перегрузок и токов короткого замыкания. Панели изготавливаются с ошиновками, имеющими электродинамическую стойкость 20 кА.
По назначению панели ЩО-70 делят на: линейные, вводные, секционные, вводно-линейные, вводно-секционные, панели с аппаратурой АВР, панели диспетчерского управления уличным освещением.
Панели ввода низкого напряжения комплектуются автоматическим выключателями, трансформаторами тока и приборами учета и контроля электроэнергии.
Линейные панели комплектуются автоматическим выключателями.
Выбираем выключатель QF2, установленный в линейном шкафу КТП. Выбор автоматического выключателя представлен в та
Разработка системы электроснабжения сельскохозяйственного района дипломная работа. Физика и энергетика.
Реферат: Определение, функционирование, взаимосвязи, иерархия природных ланшафтов
Санитарная Обработка Больного Реферат
Реферат: Налоги и налогообложение 6
Дипломная работа по теме Эволюция гендера. Проблемы социальной интеграции ЛГБТ-сообщества
Реферат: Облава
Реферат по теме Пользовательский интерфейс
Доклад по теме Уловки во время оргазма и перед ним
Реферат: Режим двигательной активности и работоспособности
Профилактика Хирургических Инфекций Реферат
Доклад: Советская культура в 1917-1940 гг.
Курсовая работа по теме Меры по предупреждению и снижению потерь товара на складах
Контрольная Работа По Поэтам 20 Века
Реферат: Сравнительная характеристика литературы Эпохи Просвещения и Сентиментализма. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа по теме Фонетические и ритмико-интонационные особенности организации поэтических текстов Анны Панкратовой
Agatha mary clarissa
Реферат: Поэзия Марины Ивановны Цветаевой. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа По Алгебре Номер 3
Курсовая работа: Социально-экономическое развитие современной Китайской Народной Республики
Диссертации По Управлению Качеством
Реферат: Развитие жилишно-коммунального -хозяйства
Предварительное расследование и его формы. Понятие мер процессуального принуждения - Государство и право контрольная работа
Особенности проявления двигательных качеств у обучающихся 6 классов на уроках гимнастики при выполнении упражнений в висах и упорах - Спорт и туризм курсовая работа
Тамара Карсавина, ее жизнь и творчество - Культура и искусство презентация