Расчет энергетических нагрузок микрорайона
Оборудование класса I — оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки. Задание № 5. Расчет распределительной сети 0,4 кВ микрорайона. На плане микрорайона застройки вычертить распределительные сети 0,4 кВ от КТП — 10/0,4 кВ… Читать ещё >
Расчет энергетических нагрузок микрорайона (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Задания
Задание № 1. Классификация электрооборудования зданий.
Электрооборудование — это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для выполнения определенных функций. Оно может обеспечивать безопасную и надежную работу, если конструкционное исполнение соответствует условию окружающей среды и режимам работы.
Для правильного выбора электрооборудования следует учесть следующие условия:
климатическое исполнение;
место (категория) размещения;
степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости;
специфические условия эксплуатации (взрывоопасность, химически агрессивная среда).
Климатическое исполнение определяется ГОСТ 15 150–69. В соответствии с климатическими условиями обозначается следующими буквами:
У (N) — умеренный климат;
ХЛ (NF) — холодный климат;
ТВ (ТН) — тропический влажный климат;
ТС (ТА) — тропический сухой климат;
O (U) — все климатические районы, на суше, реках и озерах;
М — умеренный морской климат;
ОМ — все районы моря;
В — все макроклиматические районы на суше и на море.
Категории размещения:
1 — на открытом воздухе;
2 — помещения, где колебания температуры и влажности не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе;
3 — закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь));
4 — помещения с искусственным регулированием климатических условий (отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь), наружного воздуха);
5 — помещения с повышенной влажностью (длительное наличие воды или конденсированной влаги).
Климатическое исполнение и категория размещения вводится в условное обозначение типа электротехнического изделия.
Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости определяется ГОСТ 14 254–80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней, от 0 до 6, от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости.
По защите от поражения электрическим током электрооборудование бывает:
оборудование класса 0 — оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией; при этом отсутствует электрическое соединение открытых проводящих частей, если таковые имеются, с защитным проводником стационарной проводки.
При пробое основной изоляции защита должна обеспечиваться окружающей средой (воздух, изоляция пола и т. п.).
оборудование класса I — оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей, доступных прикосновению, с защитным проводником стационарной проводки.
В этом случае открытые проводящие части, доступные прикосновению, не могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции после срабатывания соответствующей защиты оборудование класса II — оборудование, в котором защита от поражения электрическим током обеспечивается применением двойной или усиленной изоляции.
В оборудовании класса II отсутствуют средства защитного заземления и защитные свойства окружающей среды не используются в качестве меры обеспечения безопасности.
оборудование класса III — оборудование, в котором защита от поражения электрическим током основана на питании от источника безопасного сверхнизкого напряжения и в котором не возникают напряжения выше безопасного сверхнизкого напряжения.
Задание № 2. Характеристика распределительных устройств низкого напряжения нового поколения.
В состав КТП-комплектных трансформаторных подстанций входят устройства со стороны высшего напряжения, трансформаторов и распределительные устройства РУНН.
РУНН 0,4 кВ — распределительное устройство 0,4 кВ со стороны низшего напряжения РУНН, как правило, состоит из шкафов ввода низшего напряжения, шкафов отходящих линий и секционного шкафа (для 2КТП).
В РУНН устанавливаются выключатели отходящих линий стационарного или выдвижного исполнения.
Распределительное устройство низкого напряжения РУНН-0,4 кВ состоит из набора шкафов:
шкаф низковольтный вводной — ШНВ;
шкаф низковольтный линейный — ШНЛ;
шкаф низковольтный секционный — ШНС (только в двухтрансформаторных КТП);
шкафа учета — ШНУ (по заказу);
шкаф сигнализации (по заказу).
Основные характеристики РУНН представлены в таблице 1:
Таблица 1
№ | Наименование параметра | Значение параметров РУНН для типов КТП | |||||
КТП-400 | КТП-630 | КТП-1000 | КТП-1600 | КТП-2500 | |||
1. | Мощность силового трансформатора, кВА | ||||||
2. | Номинальное напряжение на стороне НН, кВ | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | |
3. | Номинальный ток сборных шин НН, А | ||||||
4. | Ток термической стойкости сборных шин в течении 1с на стороне НН, кА | 31,5 | |||||
5. | Ток электродинамической стойкости сборных шин на стороне НН, кА | ||||||
6. | Номинальный ток отходящих линий, А | 100 160 250 | 160 200 250 320 400 | 160 200 250 320 400 630 800 1000 | 250 320 400 630 800 1000 1600 | 400 630 800 1000 1600 | |
7. | Масса, кг | В зависимости от заказа по набору шкафов РУНН | |||||
РУНН классифицируются по следующим признакам, которые представлены в таблице 2:
Таблица 2
№ | Признаки классификации РУНН в составе КТП | Исполнение | |
1. | По типу силового трансформатора | С масляным трансформатором; с герметичным масляным трансформатором; с герметичным трансформатором с негорючим жидким диэлектриком; с сухим трансформатором, с трансформатором с литой изоляцией. | |
2. | По способу выполнения нейтрали трансформатора на стороне НН | С глухозаземлённой нейтралью; с изолированной нейтралью | |
3. | По взаимному расположению изделий | Однорядное, двухрядное | |
4. | По числу применяемых силовых трансформаторов | С одним трансформатором, с двумя трансформаторами | |
5. | Наличие изоляции шин | С неизолированными шинами | |
6. | По выполнению выводов (шинами, кабелями) | Вывод вверх; вывод вниз; вывод вверх, вниз | |
7. | По климатическим исполнениям и месту размещения | Категория 3; исполнение УХЛ, У | |
8. | По виду оболочек и степени защиты | Для У3 — IP31, с выходом на ШМА и кабельным выходом вверх — IP30, по ГОСТ 14 254. | |
9. | По способу установки автоматических выключателей | С выдвижными выключателями | |
10. | По назначению шкафов РУНН | Вводные — В Линейные — Л Секционные — С Учёта — У | |
Задание № 3. По приложению 1 и приложению 2 вычертить план микрорайона застройки и выписать характеристику зданий согласно варианта.
Рисунок 1
Таблица 3
№ здания | Наименование постройки | Число квартир | Площадь и кол-во посадочных мест | |
1) 1,5,13, 20 | Магазин | ; | 300 м2 | |
2) 8,16 | Кафе, столовая | ; | 80 мест | |
3) 2,3,4,6,9,7,17 | Жилой дом, 9-ти этажный, три лифта | ; | ||
4) 10,12,11,14,18, 19 | Жилой дом, 12-ти этажный, четыре лифта | ; | ||
5) 15 | Жилой дом, 16-ти этажный, шесть лифтов | ; | ||
Найти: Ррасч задания, Qрасч. задания, Ррасч, Qрасч., Sрасч, а также Ррасч, Qрасч, Sрасч. Результаты расчетов свести в таблицу 2.
Используя справочные данные, определим удельное потребление мощности для каждого типа здания:
магазин продовольственный с кондиционированием: 0,14 кВт/м2;
магазин промтоварный с кондиционированием: 0,11 кВт/м2;
кафе, столовая: 0,90 кВт/место;
жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир: 0,6 кВт/квартира;
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры: 0,5 кВт/квартира;
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384: 0,45 кВт/квартира;
Используя справочные данные, определим коэффициент мощности для каждого типа здания:
магазин продовольственный с кондиционированием: 0,8;
магазин промтоварный с кондиционированием: 0,9;
кафе, столовая: 0,98;
жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир: 0,93;
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры: 0,92;
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384: 0,92;
Определим коэффициент реактивной мощности для каждого типа здания по формуле:
(1)
магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384:
Определим расчетную нагрузку каждого типа зданий по формулам:
жилой дом с лифтами:
(2)
где: удельная мощность 1 м2, кВт/м2;
n — количество квартир;
номинальная мощность двигателя лифта, кВт; Если дом имеет до 9 этажейкВт, если дом имеет 10 этажей и болеекВт;
N — число лифтов.
административное здание или торговое здание:
(3)
где: удельная мощность 1 м2, кВт/м2;
занимаемая площадь, м2.
(4)
где: удельная мощность 1 м2, кВт/м2; m — число мест.
Таким образом: магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта, 108 квартир:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта, 192 квартиры:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов, 384:
Определим реактивную мощность каждого типа зданий по формуле:
(5)
где
коэффициент реактивной мощности.
Таким образом:
магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:
Суммарные потребляемые мощности однотипных зданий определяются по формуле:
(6)
где
активная мощность здания;
К - количество зданий.
Таким образом:
магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:
Определим активную мощность всех зданий:
Суммарные реактивные мощности однотипных зданий определяются по формуле:
(7)
где реактивная мощность здания;
К - количество зданий.
Таким образом:
магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:
Определим активную мощность всех зданий:
Полная мощность каждого здания определяется по формуле:
(8)
Таким образом: магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:
Определим полную мощность всех зданий:
Проведем проверку:
(9)
Результаты расчетов представим в таблице 4:
Таблица 4 — Расчет электрических нагрузок
№ задания | Наименование здания и его характеристика | cos ц | tg ц | Удельное потребление кВт/кв, кВт/м2, кВт/место | Ррасч здания кВт | Qрасч здания квар | Ррасч кВт | Qрасч квар | Sрасч кВА | |
1,13 | Магазин | 0,8 | 0,75 | 0,14 | 31,5 | |||||
5, 20 | Магазин | 0,9 | 0,484 | 0,11 | 73,8 | |||||
8,16 | Кафе, столовая | 0,98 | 0, 203 | 0,9 | 14,6 | 29,2 | 146,9 | |||
2,3,4,6,9,7,17 | Жилой дом, 9 этажей, три лифта | 0,93 | 0,395 | 0,6 | 72,9 | 28,8 | 510,3 | 201,6 | 548,7 | |
10,12,11,14,18,19 | Жилой дом, 12 этажей, четыре лифта | 0,92 | 0,426 | 0,5 | 52,4 | 314,4 | 802,2 | |||
Жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов | 0,92 | 0,426 | 0,45 | 213,3 | 90,9 | 213,3 | 90,9 | 231,9 | ||
Ррасч 1755,6 | Qрасч 731,1 | Sрасч 1907,7 | ||||||||
Задание № 4. Определить координаты центра энергетических нагрузок микрорайона. Согласно плана в приложении 1 определить координаты каждого задания. Занести в таблицу 5. При этом используются масштабные данные, указанные на плане микрорайона.
Целью задания является определение координат центра энергетических нагрузок микрорайона.
План, на котором расположено распределение нагрузок потребителей в масштабе, называется картограммой нагрузок. В расчетном центре энергетических нагрузок наиболее выгодно экономически сооружать источники питания потребителей. Таковыми являются трансформаторные подстанции (ТП). От этих ТП-10 (6) /0,4 кВ выполняется разводка распределительной сети 0,4 кВ до отдельных объектов. При этом протяженность трасс линии будет минимальной.
Если по каким-либо причинам сооружение ТП-10 (6) /0,4 кВ невозможно в расчетном центре энергетических нагрузок, то ее стараются максимально приблизить к этому центру.
Координаты центра энергетических нагрузок определяются по формулам:
абсцисса ЦЭН:
(10)
ордината ЦЭН:
; (11)
В таблице 5 представим координаты каждого здания:
Таблица 5 — координаты здания
№ задания | Ррасч | Х, м | У, м | |
42 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
33 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
72 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
123 кВт | ||||
123 кВт | ||||
123 кВт | ||||
42 кВт | ||||
123 кВт | ||||
213,3 кВт | ||||
72 кВт | ||||
72,9 кВт | ||||
123 кВт | ||||
123 кВт | ||||
33 кВт | ||||
Определим координаты центра энергетических нагрузок Хо, Уо, по формулам (10), (11):
Укажем полученные координаты на плане микрорайона, который представлен в приложении 1.
Так как разместить ТП по указанным координатам невозможно, то выбираем максимально близкие к рассчитанным координаты.
Задание № 5. Расчет распределительной сети 0,4 кВ микрорайона. На плане микрорайона застройки вычертить распределительные сети 0,4 кВ от КТП - 10/0,4 кВ, расположенной в рассчитанном центре энергетических нагрузок, до каждого здания.
Определить длину каждой линии, учитывая масштабные данные территории.
Выбрать марку кабелей распределительной сети по двум условиям:
а) по нагреву рабочим током;
б) по потере напряжения в линии;
Результаты расчета распределительной сети свести в таблицу 6.
Выбор кабелей до 1 кВ выполняется по двум условиям:
а) по нагреву рабочим током.
б) проверяется выбранная марка кабеля по потере напряжения Как правило, выбираются кабели четырех или пятижильные с алюминиевыми или медными жилами.
Прокладка кабелей выполняется в траншеях.
(12)
где K1 — поправочный коэффициент, учитывающий отклонение температуры окружающей среды от нормальной. K1=l
К2 — поправочный коэффициент, учитывающий наличие в одной траншее нескольких кабелей. К2=2.
(13)
где Uном=380 В;
Iдоп — допустимый ток для кабеля стандартным сечением жил, А;
Таким образом, магазин продовольственный с кондиционированием:
магазин промтоварный с кондиционированием:
кафе, столовая:
жилой дом, 9 этажей, три лифта:
жилой дом, 12 этажей, четыре лифта:
жилой дом, 16 этажей, шесть лифтов:
Произведем выбор питающих проводов:
для выбираем кабель А-10,
для выбираем кабель А-10,
для выбираем кабель А-25,
для выбираем кабель А-25,
для выбираем кабель А-50,
для выбираем кабель А-95,
Проверяем выбранную марку кабеля по потере напряжения:
(14)
где Uрасч% - расчетная потеря напряжения, в %;
l — длина линии, км;
энергетическая нагрузка микрорайон электрооборудование
0, Х0 — удельные активные и индуктивное сопротивления марки кабеля, Ом/км;
; (15)
Для кабеля марки удельные активное и реактивное сопротивления выбираем исходя из сечения провода:
А-10: 0=1,84 Ом/км, Х0=0,11 Ом/км А-25: 0=0,74 Ом/км, Х0=0,091 Ом/км А-50: 0=0,39 Ом/км, Х0=0,083 Ом/км А-95: 0=0,20 Ом/км, Х0=0,078 Ом/км Таким образом, согласно формулы (14):
Условия проверки
(16)
Если расчетная потеря напряжения будет более 5%, необходимо выбрать кабель большего сечения или с медными жилами Так как потери напряжения оказались менее 5%, то выбранные сечения кабеля оставляем без изменений.
Расчет распределительной сети 0,4 кВ сведем в таблицу 6.
Таблица 6 — Распределительные сети 0,4 кВ
№ линии | Ррасч здания кВт | Iраб А | Марка кабеля | Iдоп А | l км | Ом/км | Х0 Ом/км | Uрасч % | Uдоп5% | ||
ТП-зд1 | 0,8/0,6 | А-10 | 0,67 | 1,84 | 0,11 | 3,8 | |||||
ТП-зд2 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,52 | 0,74 | 0,091 | 2,0 | ||||
ТП-Зд3 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,26 | 0,74 | 0,091 | 1,0 | ||||
ТП-Зд4 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,48 | 0,74 | 0,091 | 1,84 | ||||
ТП-Зд5 | 0,9/0,44 | А-10 | 0,63 | 1,84 | 0,11 | 2,93 | |||||
ТП-Зд6 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,84 | 0,74 | 0,091 | 2,9 | ||||
ТП-Зд7 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,31 | 0,74 | 0,091 | 1, 19 | ||||
ТП-Зд8 | 0,98/0,2 | А-25 | 0,46 | 0,74 | 0,091 | 1,7 | |||||
ТП-Зд9 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,56 | 0,74 | 0,091 | 2,15 | ||||
ТП-Зд10 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,28 | 0,39 | 0,083 | 0,91 | |||||
ТП-Зд11 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,39 | 0,083 | |||||||
ТП-Зд12 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,32 | 0,39 | 0,083 | 1,14 | |||||
ТП-Зд13 | 0,8/0,6 | А-10 | 0,58 | 1,84 | 0,11 | 3,29 | |||||
ТП-Зд14 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,14 | 0,39 | 0,083 | 0,5 | |||||
ТП-Зд15 | 213,3 | 0,92/0,39 | А-95 | 0,33 | 0,2 | 0,078 | 4,9 | ||||
ТП-Зд16 | 0,98/0,2 | А-25 | 0,24 | 0,74 | 0,091 | 0,8 | |||||
ТП-Зд17 | 72,9 | 0,93/0,37 | А-25 | 0,46 | 0,74 | 0,091 | 1,77 | ||||
ТП-Зд18 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,24 | 0,39 | 0,083 | 0,86 | |||||
ТП-Зд19 | 0,92/0,39 | А-50 | 0,33 | 0,39 | 0,083 | 1,2 | |||||
ТП-зд20 | 0,9/0,44 | А-10 | 0,6 | 1,84 | 0,11 | 2,82 | |||||
Список использованных источников
1. «Электрические сети предприятий и гражданских зданий». Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 270 116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» — Новый Уренгой, 2007.
2. Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения. — М.: Форум-Инфра, 2006.
3. Белоусенко И. В., Шварц Г. Р., Великий С. Н., Ершов М. С., Яризов А. Д. Новые технологии и современное оборудование в электроэнергетике газовой промышленности. — М.: Недра, 2002.
4. Воробьев А. Ю., Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. — М.: Эко-Трэнд, 2202.
5. Козлов В. А. Электроснабжение городов. — М.: Энергоатомиздат, 1988.
6. Никифоров А. Д., Бакиев Т. А., Метрология, стандартизация и сертификация. — М., ВШ., 2005
Приложения
Приложение 1. План микрорайона. Определение центра энергетических нагрузок
Приложение 2. План микрорайона. Распределительная сеть микрорайона
Размещено на