Проект электроснабжения жилых районов

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет повышения квалификации преподавателей и специалистов Центр подготовки и переподготовки студентов и специалистов

«Электроэнергетика"Специальность: «Электроснабжение»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ Расчетно-пояснительная записка Тема"Проект электроснабжения жилых районов"

Дипломник: ППВЭ-09−09

Герасимова Ольга Владиславовна Руководитель проекта:

ст. преподаватель Власова Татьяна Александровна

МОСКВА 2011

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ
• 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ПРОЕКТИРУЕМОГО РАЙОНА
• 2.1 Расчет нагрузок жилых домов и учреждений культурно-бытового назначения
• 2.2 Определение расчетной нагрузки освещения
• 2.3 Итоговые данные о потребляемой мощности в проектируемом районе
• 3. ВЫБОР МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 10/0,4 кВ
• 3.1 Исходные положения проектирования
• 3.2 Выбор мощности и типа трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ
• 3.3 Суммирование нагрузок и определение места расположения центра питания
• 4. Формирование и выбор схем и параметров распределительных сетей 380В
• 4.1 Выбор сечений жил кабелей 380В
• 4.2 Выбор сечений КЛ по нагреву
• 4.3 Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения
• 5. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СЕТИ 0,38кВ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ДИСКОНТИРОВАННЫХ
• 5.1 Расчёт капиталовложений
• 5.2 Расчёт издержек
• 6. ФОРМИРОВАНИЕ И ВЫБОР СТРУКТУРЫ, СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 10 кВ РАЙОНА ГОРОДА
• 6.1 Определение потокораспределения в сетях 10 кВ
• 6.2 Выбор сечений жил кабелей 10 кВ по экономической плотности тока
• 6.3 Проверка выбранных сечений жил кабелей 10 кВ по условию допустимого нагрева
• 6.4 Проверка выбранных сечений жил кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам короткого замыкания
• 6.5 Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения
• 7. Качество напряжения на электроприемниках жилых и общественных зданий микрорайона
• 7.1 Оценка и обеспечение качества напряжения по его отклонению от номинального
• 8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ПОКАЗАТЕЛЬ СЕТИ 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

На сегодняшнем этапе развития современного общества, электроэнергия и централизованное теплоснабжение стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Без них трудно представить жизнь, современных городов и поселков, являющихся крупными потребителями электрической энергии в стране. От того, насколько рационально спроектирована система электроснабжения города, зависит эффективность функционирования большого числа городских и промышленных объектов, расположенных на его территории.

Потребители электрической энергии, расположенные на селитебной территории города, условно разделяются на две основные группы: жилые дома и общественно-коммунальные учреждения.

Потребление электроэнергии в жилых домах определяется укладом жизни населения города. В современных жилых домах используется большое количество различных электроприемников, которые подразделяются на электроприемники квартир и на электроприемники общедомового назначения.

Целью данного дипломного проекта является, в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими документами, создать экономически целесообразную систему электроснабжения района города, обеспечивающую необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей и приемников.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ

Под системой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.

Основные показатели системы определяются местными условиями: размерами города, наличием источников питания, характеристиками потребителей и т. д.

Питание городских потребителей осуществляется с помощью распределительных сетей напряжением 6−10 кВ и 0,38 кВ, которые опираются на данные источники питания.

Трансформаторные подстанции с трансформаторами различной мощности питают распределительную сеть 0,38 кВ, схема построения которой зависит от характера потребителей. Для питания промышленных предприятий и коммунально-бытовых потребителей могут применяться самостоятельные подстанции (ТП), не связанные с сетью общего пользования. В зависимости от ответственности потребителей ТП могут быть автоматизированы, т. е. снабжены устройствами для автоматического переключения питания потребителя на резервную линию при внезапном выходе из работы основной линии.

Из рассмотренного следует, что основные показатели системы электроснабжения города определяются его размерами, параметрами энергосистемы, характеристиками потребителей и другими местными особенностями.

Объектом электроснабжения является микрорайон города, располагающийся в ОЭС Центра РФ. Все жилые дома 12 этажей и выше, оборудованы электроплитами для приготовления пищи. В составе района также имеются общественные здания. Подача горячей хозяйственной воды и отопление зданий осуществляется от ТЭЦ Схема застройки микрорайона приведена на рисунке 1.1

Исходные данные в таблице 1.1

Таблица 1.1 Исходные данные

Рисунок 1.1 Схема застройки микрорайона

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ПРОЕКТИРУЕМОГО РАЙОНА

2.1 Расчет нагрузок жилых домов и учреждений культурно-бытового назначения

Расчет электрических нагрузок городских потребителей производится от низших к высшим ступеням системы электроснабжения и включает два этапа: 1) определение нагрузки на вводе к каждому потребителю; 2) расчет на этой основе нагрузок отдельных элементов сети.

По этой методике расчетная активная нагрузка от квартир на вводе в здание, при напряжении 0,4 Кв определяется в зависимости от числа квартир по выражению

(2.1)

где — удельная расчетная нагрузка квартиры табл.2.1.1, кВт;

— число квартир.

Расчетная нагрузка на вводе жилого здания определяется по выражению

(2.2)

где — расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого здания, кВт;

— коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов нагрузки квартир и силовых электроприемников, принимаемый равным 0,9.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников на вводе в здание состоит из:

а) нагрузки лифтовых установок

(2.3)

где — коэффициент спроса лифтовых установок[2] табл.2.1.3 ;

— число лифтовых установок;

— установленная мощность электродвигателя i-го лифта по паспорту, кВт;

б) нагрузки электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств.

Полная расчетная нагрузка жилых зданий, Ква, определяется с учетом средневзвешенных коэффициентов мощности.

(2.4)

где — средневзвешенный коэффициент мощности квартир табл.2.1.4;

— номинальный коэффициент мощности силовых электроприемников табл.2.1.4.

Расчетные нагрузки на вводе в общественные здания или встроенные в жилые дома предприятия определяются по укрупненным удельным нагрузкам по выражению

(2.5)

где — удельная расчетная нагрузка единицы количественного показателя (рабочее место, посадочное место, площадь торгового зала, м², и т. п.);

— количественный показатель, характеризующий пропускную способность предприятия, объем производства и т. д.

Полная нагрузка на вводе в общественное здания, определяется с учетом средневзвешенных коэффициентов мощности для потребителей данного предприятия.

Расчетные нагрузки линий до 1000 В и ТП, питающих группы жилых и общественных зданий определяются суммированием расчетных нагрузок домов

(2.6)

где — наибольшая расчетная нагрузка одного из общественных зданий или суммарная нагрузка жилых зданий с одинаковым типом кухонных плит, питаемых по данной линии или от ТП, определяется по суммарному количеству квартир и лифтовых установок, питаемых по линии или от ТП, по формулам (2.1), (2.2), кВт;

— расчетные нагрузки других (j) зданий, питаемых линией или от ТП, кВт;

— коэффициенты участия в максимуме нагрузок потребителей относительно наибольшей нагрузки.

В качестве примера найдем нагрузку на вводе в дом № 32. У дома расположен магазин «Мебель» с площадью торгового зала M=1724 м². С первого по двенадцатый этажи занимают жилые квартиры, общее количество которых составляет =192. Дом оборудован электрическими плитами. Из силовых приемников в доме имеется 8 лифтов общей установленной мощностью 4,5 кВт.

По данным табл.2.1.1, для двенадцатиэтажных домов с электрическими плитами удельная мощность квартиры при числе квартир до 200 составляет =1,36 кВт при коэффициенте мощности =0,98. Тогда расчетная мощность от квартир на вводе в здание равна:

=1,36 192=261,12 кВт;

=261,120,2=53,02 квар. (2.7)

Коэффициент спроса лифтовых установок табл.2.1.2 при наличии восьми лифтов принимаем равным 4,5 при коэффициенте мощности =0,65. Тогда расчетная мощность лифтов равна

=4,580,5=18 кВт;

==181,17=21,1 квар. (2.8)

Мощность санитарно-технических устройств определяется по формуле:

(2.9)

Q_cт.у=Р_стtgц=9,60,75=7,2 квар (2.10)

Расчетная нагрузка силовых электроприемников на вводе в здание составит:

Р_с=9,6+18=27,6 кВт Расчетная нагрузка на вводе жилого здания при коэффициенте несовпадения максимумов нагрузок квартир и силовых приемников 0,9 равна

=261,12+0,927,6=285,96 кВт;

==53,02+0,9(21,1+7,2)=78,44 квар.(2.11)

(2.12)

По данным [2], табл.2.2.1 удельную нагрузку магазина «Мебель» без кондиционирования воздуха принимаем равной 0,14 кВт/м² при коэффициенте мощности cosц=0,92. Расчетная нагрузка магазина

=0,1 417 240,9=217,2 кВт;

=241,360,43=102,82 квар.

2.2 Определение расчетной нагрузки освещения

В составе потребителей электроэнергии микрорайона города следует учитывать наружное освещение улиц, проездов, площадей, бульваров и внутриквартальных незастроенный территорий. Ориентировочные расчеты их электрических нагрузок могут быть сделаны по следующим данным:

Магистральные улицы районного значения, площади перед крупными зданиями: 30−50 ;

Внутриквартальные территории: 1,2

Улицы районного значения, автостоянок и парковок: 8

Расчетная активная мощность внешнего освещения внутриквартальных территорий микрорайона:

Р_вк = F_вк P_уд.кв.=1,2Ч25,92Ч0,8=24,88 кВт (2.13)

где P_уд.кв — для внутриквартальных территорий;

F_вк — площадь внутриквартальных территорий.

Расчетная активная мощность внешнего освещения улиц районного значения микрорайона:

Р_уд = P_уд.улL=1,4 Ч 40 =56 кВт (2.14)

где P_уд.ул = 40 — для улиц;

L=1,4км — длина улиц районного значения микрорайона.

Так же учитываем освещение стадиона, площадью 2000 м² и зоны отдыха, галогеновыми прожекторами (согласно СНиП примем удельную нагрузку 2,3 кВт/м²)

Р_ст = F_ст P_уд.=2,3Ч2500=5,8 кВт (2.15)

Расчетная нагрузка уличного освещения равна:

Р_{ул. осв.} = Р_ст + P_ул + Р_вк = 24,88+56+5,8=86,68 кВт (2.16)

Q_{ул. осв.} = 41,6 квар

S_{ул. осв.} = 96,14 кВА

2.3 Итоговые данные о потребляемой мощности в проектируемом районе

Расчетные электрические нагрузки микрорайона в целом или его частей, включающих группу зданий, следует определять по суммарному количеству квартир, лифтовых установок жилых зданий, общественных зданий определенного назначения с учетом при этом соответствующих коэффициентов, характеризующих несовпадение максимумов нагрузок потребителей.

Суммарное количество квартир равно — 3608;

Суммарное количество лифтов равно — мощностью 4,5 кВт — 86 лифтов

мощностью 7 кВт — 50лифтов ;

Суммарная активная расчетная электрическая нагрузка всех жилых зданий микрорайона определяется по следующей формуле:

Р_мр. = Р_кв.мр. + k_у(Р_л.мр.+Р_ст.мр.) +?(k_уi * Р_{общ.зд.i}) + Р_ул.осв(2.17)

Суммарная реактивная расчетная электрическая нагрузка всех жилых зданий микрорайона определяется по следующей формуле:

Q_мр. = Q_кв.мр. + k_у(Q_л.мр.+Q_ст.мр.) +?(k_уi * Q_{общ.зд.i}) + Q_ул.осв(2.18)

где Р_{общ.зд.i} — расчетные электрические нагрузки общественных зданий;

k_уi — коэффициенты участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий и жилых домов.

Таким образом, расчетная активная нагрузка микрорайона:

Р_мр. = 3608· 1,19+0,9·(7·50·0,4+4,5·86·0,4+180,4)+1450+86,68=6257,88 кВт

Q_мр. = 4598· 0,2+0,9·(390,5·1,17+180,4·0,75)+947,3+41,6=2441,47 квар Суммарная расчетная полная нагрузка микрорайона:

Расчет нагрузки жилых домов на шинах 0,4 кВ ТП по району показан в табл.2.1. Расчет нагрузок учреждений культурно-бытового назначения приведен в табл.2.2.

Таблица 2.1. Расчет нагрузок жилых домов по району на шинах 0,4 кВ городских ТП

Таблица 2.2. Расчет нагрузок учреждений культурно-бытового назначения по микрорайону

3. ВЫБОР МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 10/0,4 кВ

3.1 Исходные положения проектирования

Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ выполняются с одним и двумя понижающими трансформаторами. Однотрансформаторные ТП по требованию надежности электроснабжения могут применяться как в жилых районах малоэтажной застройки, так и при наличии многоэтажных зданий. Вместе с тем при наличии зданий 9 этажей и более может быть экономически обоснованным применение двухтрансформаторных ТП с трансформаторами мощностью по 400 или 630 кВА.

Анализ и определение экономической мощности ТП осуществляются при учете технико-экономических показателей не только ТП, но распределительных сетей напряжением до 1 кВ, питающихся от ТП, и участка сетей 10 кВ. Основной исходной информацией, определяющей экономическую мощность ТП, является поверхностная плотность нагрузок, конструктивное выполнение ТП и линий напряжение до 1 кВ, а также стоимость основного электрооборудования.

3.2 Выбор мощности и типа трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ

Поверхностная плотность нагрузки данного микрорайона рассчитывается по формуле:

(3.1)

где — полная расчетная мощность потребителей микрорайона, кВА;

— площадь территории микрорайона по генеральному плану застройки, кв.км.

у = 6717,2/0,26=25,8 МВА/км² > 8,0 МВт/км²

Ориентировочные значения экономически целесообразной установленной мощности ТП 10/0,4 кВ и количества отходящих от ТП линий 380 В определялись по формулам

(3.2)

(3.3)

В жилых районах городов рекомендуется применение трансформаторов 10/0,4 кВ-630 кВА. Таким образом, при S_Э ТП > 1000кВА целесообразно устанавливать в городских ТП два трансформатора по 630 кВА. Следовательно, двухтрансформаторные ТП могут применяться не только по требованиям надежности, но и по условиям экономичности с учетом условий эксплуатации, а также облегчения электроаппаратуры на стороне 380 В.

При взаимном резервировании трансформаторов городских ТП 10/0,4 кВ выбор номинальной мощности этих трансформаторов производится с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме до 160%.

Исходя из условий взаимного резервирования, целесообразно устанавливать двухтрансформаторные ТП, чтобы при выходе из строя одного трансформатора ТП второй трансформатор отдельно или с трансформаторами соседних ТП, резервируемых по линии НН, работая некоторое время с перегрузкой смог (ли) пропустить всю мощность необходимую потребителю.

По условию нормального режима работы число трансформаторов городских ТП должно быть не менее

(3.4)

где — расчетная нагрузка микрорайона, кВА;

— принятая номинальная мощность трансформаторов в микрорайоне, кВА;

— коэффициент загрузки в нормальном режиме работы, принимаемый в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии, при преобладании потребителей II категории коэффициент нагрузки может быть принят k_з = 0,7ч0,8 стр. 44.

Принимаем 8-ТП (2×630)кВА (1 вариант) Принимаем 5-ТП (2×1000)кВА (2 вариант) Принимаем 4-ТП (2×1250)кВА (3 вариант) Вариант 1 не имеет смысла рассматривать, так как количество ТП в два раза больше чем в варианте 3.

3.3 Суммирование нагрузок и определение места расположения центра питания

Экономически целесообразное расположение ТП на территории микрорайона приблизительно соответствует «центру нагрузок», питаемых каждой подстанцией. «Центр нагрузок» определяется аналогично центру тяжести на плоскости, где расположены силы веса некоторой группы масс, ТП должна располагаться вблизи внутриквартальных проездов на расстоянии не менее 10 м от зданий, но не должна сооружаться в центральных частях зон озеленения, отдыха, спорти детских площадок и т. п. так же, как и на «красной линии» квадрата. Если одно из зданий рассматриваемой зоны имеет существенно большую расчетную нагрузку, то ТП следует располагать вблизи такого здания.

Пример расчета для ТП 1 Вариант 2

Суммарная активная расчетная электрическая нагрузка всех зданий, обслуживаемых ТП1:(3.5)

Суммарная реактивная расчетная электрическая нагрузка всех зданий, обслуживаемых ТП1:

(3.6)

Полная суммарная расчетная электрическая нагрузка зданий, обслуживаемых ТП1 определяется по формуле:

(3.7)

Коэффициент загрузки ТП1 рассчитывается по следующей формуле:

(3.8)

Расчет для остальных ТП проводится аналогично, результат расчета представлен в таблицах 3.1−3.2.

Таблица 3.1 Вариант 2

Таблица 3.2 Вариант 3

Расчет центров нагрузок групп потребителей проводиться с учетом следующих условий:

— за начало координат принимается левый нижний угол границы микрорайона;

— в связи с разнообразной формой жилых и общественных зданий, расстояние от начала координат выбирается до предполагаемого геометрического центра каждого здания.

Центр электрических нагрузок проектируемого района определяется по формулам

(3.9)

где , — координаты центра электрических нагрузок;

— расчетная нагрузки i-го потребителя;

 — координаты центра нагрузок i-го потребителя.

Пример расчета координат «центра нагрузок» группы потребителей, обслуживаемых ТП1 (Вариант№ 2)

Расчет для остальных ТП проводится аналогично, и результат расчета сведен в таблицы 3.3−3.4.

Окончательное расположение всех ТП представлен на рисунке 3.1 для варианта 2 и на рисунке 3.2 для варианта 3

Рисунок 3.1. Схема питания объектов 0,4 кВ. Вариант 2.

Рисунок 3.2. Схема питания объектов 0,4 кВ. Вариант 3.

Таблица 3.3 Вариант 2

Таблица 3.4 Вариант 3

4. Формирование и выбор схем и параметров распределительных сетей 380В

В состав потребителей электроэнергии микрорайона входят в основном электроприемники II категории надежности. Поэтому для их обеспечения будут применяться радиальные и магистральные двухлучевые схемы сетей Применение двух параллельных магистральных линий обеспечивает надежность питания, необходимую для потребителей II категории только в сочетании с секционированием шин ВРУ 380 В здания. Надежность, необходимая для потребителей I категории, при данной схеме обеспечивается лишь при условии установки АВР на вводе к электроприемнику.

Внутриквартальные трассы линий намечаются с учетом выбранного расположения зданий микрорайона. Эти трассы должны в основном располагаться вдоль контуров зданий, под пешеходными дорожками, по возможности, не пересекать зоны озеленения, спортивнее и детские площадки и т. п.

Здания в непосредственной близости, от которых располагается ТП, следует питать отдельными линиями и не включать эти здания в магистральные схемы.

Сечения жил кабелей 380 В должны выбираться по соответствующим расчетным электрическим нагрузкам линий в нормальных и послеаварийных режимах работы на основе технических ограничений допустимого нагрева и допустимых потерь напряжения, а также с учетом применения минимальных сечений по условиям механической прочности (в условиях монтажа и эксплуатации).

Для прокладки в сети 380 В выбран кабель с пластмассовой изоляцией типа АПвБбШп.

Магистраль, питающая группу потребителей, разбивается на два участка. Первый участок, рассчитанный на всю нагрузку группы потребителей, выполняется более крупным сечением, чем сечение второго участка, рассчитанного на часть нагрузки.

4.1 Выбор сечений жил кабелей 380В

В распределительных сетях 380 В будет применяться четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами и пластмассовой изоляцией.

Пример расчета для дома № 12

Расчет наибольшего тока в нормальном режиме работы:

(4.1)

где S — мощность нагрузки кабеля, кВА;

U_ном — номинальное напряжение кабеля, кВ;

n — количество кабелей Расчет токов нормального режима для остальных КЛ проводится аналогично, и результат представлен в табл.4.1−4.2

4.2 Выбор сечений КЛ по нагреву

Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта и возможных неравномерностей распределения тока между линиями, секциями шин и т. п. В качестве послеаварийного режима принимается режим при повреждении одного луча магистрали.

Расчет наибольшего тока в послеаварийном режиме работы:

(4.2)

где S^П.АВ. — мощность нагрузки кабеля в послеаварийном режиме работы, кВА;

U_ном — номинальное напряжение кабеля, кВ;

n^П.АВ. — количество кабелей в послеаварийном режиме работы

I_доп = I_{доп.табл.}· k_n· k_t · k_загр.,(4.3)

где I_{доп.табл.} — допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией, прокладываемых в земле.

I_{доп.табл 120(3)} = 295 А для трехжильных алюминиевых кабелей с пластмассовой изоляцией, в нашем расчете применяются кабель четырехжильный, согласно ПУЭ п. 1.3.7. длительно допустимые токовые нагрузки для четырехжильных кабелей до 1 кВ с резиновой или пластмассовой изоляцией применяется коэффициент 0,92

I_{доп.табл 120(4)} = I_{доп.табл 120(3)} * k = 295 * 0,92 =271,4 А

k_n — коэффициент прокладки, учитывающий число кабелей, проложенных в траншее, приведены в таблице табл. 1.3.26.

Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (в трубах или без труб) k_n:

k_t — поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, принимаются равным 1,06 табл 1.3.3.

k _загр = 0,7 — коэффициент загрузки в нормальном режиме

k _загр = 1,15-коэффициент загрузки в послеаварийном режиме, Следовательно, выбираем к прокладке четыре кабеля сечением 120 мм².

4.3 Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения

Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ в нормальных режимах не должны превышать 5%.

Потери напряжения определяем по следующей формуле:

(4.4)

где r₀, x₀ — активное и реактивное сопротивление на единицу длины линии;

l — длина линии, км

(4.5)

Пример расчета приведен для дома № 12:

Суммарные потери напряжения от ТП1 до здания № 12 будут равны:

В

%

Выбор сечений остальных КЛ проводится аналогично, и результат представлен в таблице 4.1−4.2

Таблица 4.1 Вариант 2

Таблица 10 Вариант 3

5. СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СЕТИ 0,38кВ ПО КРИТЕРИЮ МИНИМУМА ДИСКОНТИРОВАННЫХ

Особенности:

— сеть сооружается в течение одного года, т. е. и

— начиная со второго года, сеть эксплуатируется с проектным уровнем нагрузки.

— отчисления на реновацию не учитываются.

Дисконтированные затраты равны:

(5.1)

где — норматив дисконтирования,

— расчетный период,

— издержки на эксплуатацию сети без учета отчислений на реновацию,

— издержки на возмещение потерь электроэнергии,

— суммарные капиталовложения в сеть.

5.1 Расчёт капиталовложений

Суммарные капиталовложения в сеть определяются как:

(5.2)

где — суммарные капиталовложения в линии электропередач.

Капиталовложения в одну линию определяются по формуле:

(5.3)

где — удельные капиталовложения в линию с указанными параметрами

k_ТР — стоимость рытья траншеи, 1100 руб./м³

k_ЗАС — стоимость обратной засыпки траншеи 350 руб./м³

k_ПР.К — стоимость прокладки кабеля 75 000 руб./км Таблица 5.1 — стоимость кабеля k₀

Для остальных линий расчеты сводим в таблицы 5.2−5.3

Таблица 5.2 Вариант 2

Таблица 5.3 Вариант 3

К_УТП — суммарные капиталовложения в ТП, определяются по формуле:

(5.4)

где УК_ТП — суммарные капиталовложения на сооружения ТП:

?К_тп = n_тп*k_тп, (тыс.руб.) ,(5.5)

где n_тп — количество ТП.

Получим:

Таблица 5.4

5.2 Расчёт издержек

Суммарные издержки без учета отчислений на реновацию определяются как:

(5.6)

Издержки на эксплуатацию без учета отчислений на реновацию определяются по формуле:

(5.7)

— нормы отчислений на обслуживание и капитальный ремонт соответственно.

Издержки на возмещение потерь электроэнергии определяются по формуле:

(5.8)

где — тариф на электроэнергию

= 1,5 (руб/кВт· ч),

— суммарные потери электроэнергии, (5.9)

причем

(5.10)

где

(5.11)

— время наибольших потерь.(5.12)

Определим время наибольших потерь Выбираем трехфазные двухобмоточные трансформаторы ТМ-1000/10 и ТМ-1250/10 со следующими параметрами:

S_ном.тр. = 1000 кВА, ?Р_{k 1000} = 10,8 кВт, ?Р_{х 1000} = 1,60 кВт

S_ном.тр. = 1250 кВА, ?Р_{k 1250} = 13,5 кВт, ?Р_{х 1250} = 1,85 кВт Потери мощности в трансформаторах на примере ТП1 вариант 2

(5.13)

Таблица 5.5

Таблица 5.6

руб.

руб.

Далее сравниваем два варианта:

Из двух рассматриваемых схем сети 0,38кВ выбираем вариант 2 с пятью трансформаторными подстанциями с двумя трансформаторами типа ТМ-1000/10 с точки зрения надежности электроснабжения.

6. ФОРМИРОВАНИЕ И ВЫБОР СТРУКТУРЫ, СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 10 кВ РАЙОНА ГОРОДА

Электрическая сеть10 кВ питает жилой район в котором установлены 15 трансформаторных подстанций мощностью 2×1000 кВА. Электроснабжение осуществляется от источника питания, расположенного в 2,5 км от района.

Построение городской электрической сети по условиям обеспечения необходимой надежности электроснабжения потребителей энергией надлежащего качества, как правило, выполняется применительно к основной массе электроприемников рассматриваемого района города. При наличии отдельных электроприемников более высокой категории этот принцип построения сетей дополняется необходимыми мерами по созданию требуемой надежности электроснабжения этих электроприемников.

Рисунок 6.1. Схема встречного включения магистралей

6.1 Определение потокораспределения в сетях 10 кВ

При определении потокораспределения принимаем, что мощность ТП между ее трансформаторами распределена равномерно. Также необходимо учесть, что потокораспределение определяется с учетом коэффициентов совмещения максимумов нагрузок трансформаторов:

;(6.1)

К ИП подключено 5 ТП, тогда

где Рi — расчетная мощность трансформаторов питающихся по данной линии, кВт.

Рисунок 6.2. Схема магистрали 1 и 2

Рисунок 6.3. Схема магистрали 3

Пример для расчета линии ИП-ТП1 (А)

Для других линий сети 10 кВ проводится аналогично и результат расчета представлен в таблице 19.

6.2 Выбор сечений жил кабелей 10 кВ по экономической плотности тока

электроснабжение нагрузка жилой потребитель

Сети 10 кВ выполняются кабелем марки АПвПуг (одножильный кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена с продольной герметизацией).

Сечение жил кабельных линий выбираем по экономической плотности тока:

(6.2)

где — расчетный ток линии в нормальном режиме, А;

— нормированное значение экономической плотности тока, А/мм².

Экономическая плотность тока при числе часов использования максимальной нагрузки от 3000 до 5000 часов в год для кабелей с пластмассовой изоляцией с алюминиевыми жилами равна 1,7 А/мм².

Расчет приведен для линии ИП-ТП1(А):

Ближайшее стандартное сечение 120 мм²

Расчет для других линий сети 10 кВ проводится аналогично, результаты расчета представлены в таблице 6.1.

Сечения кабельных линий напряжением выше 1 кВ, выбранные по экономической плотности тока проверяются по условиям допустимого нагрева в нормальном и послеавариином режимах, по допустимым потерям напряжения, а также на термическую стойкость к токам короткого замыкания.

6.3 Проверка выбранных сечений жил кабелей 10 кВ по условию допустимого нагрева

Пример расчета для линии ИП-ТП1(А):

Расчет наибольшего тока в послеаварийном режиме работы:

где S^П.АВ. — мощность нагрузки кабеля в послеаварийном режиме работы, кВА;

U_ном — номинальное напряжение кабеля, кВ;

I_доп = I_{доп.табл.}· k_n· k_t · k_загр.,

где I_{доп.табл.} — допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией, прокладываемых в земле.

k_n — коэффициент прокладки, учитывающий число кабелей, проложенных в траншее, приведены в таблице.

k_t — поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, принимаются равным 1,06.

0,7 — коэффициент загрузки в нормальном режиме

1,15-коэффициент загрузки в послеаварийном режиме.

Сечение удовлетворяет условиям допустимого нагрева в нормальном и послеаварийном режимах, поэтому принимаем значение F=120 мм² .

Расчет для других линий сети 10 кВ таблице № 6.1.

6.4 Проверка выбранных сечений жил кабелей 10 кВ на термическую стойкость к токам короткого замыкания

Сечение, при котором проводник обладает термической стойкостью к току короткого замыкания при заданной величине времени срабатывания защиты определяется следующим образом:

(6.3)

;(6.4)

гдедопустимый ток односекундного короткого замыкания кабеля табл.5, стр. 6

; (6.5)

где — время отключения КЗ, отличное от 1 с.

= 0,5 +0,025=0,525 с (6.6)

Пример расчета приведен для линии ИП-ТП1(А)

На шинах 10 кВ источника питания расчетное значение тока короткого замыкания равно 10,029 кА.

Рисунок 6.4. Расчетная схема.

Сопротивление системы:

(6.6)

Допустимый ток КЗ кабельной линии сечением 120 мм² ИП-ТП1(А):

Выбранное сечение 120 мм² не требует увеличения.

Расчет для других линий сети 10 кВ в таблице 6.2.

6.5 Проверка выбранных сечений по допустимым потерям напряжения

Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ в нормальных режимах не должны превышать 5%.

Потери напряжения определяем по следующей формуле:

где r₀, x₀ — активное и реактивное сопротивление на единицу длины линии;

l — длина линии, км Пример расчета приведен для линии ИП-ТП1(А):

В Выбор сечений остальных КЛ проводится аналогично, и результат представлен в таблице 6.1.

Таблица 6.1