Дипломная (вкр): Проект системы электроснабжения населенного пункта Кадниковский
Проект системы электроснабжения населенного пункта Кадниковский
Дипломная работа
Проект системы электроснабжения
населенного пункта Кадниковский
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА КАДНИКОВСКИЙ
.1 Расчет силовых нагрузок для отдельно взятой трансформаторной подстанции
.2 Расчет осветительных нагрузок для отдельно взятой трансформаторной подстанции
.3 Определение общей нагрузки населённого пункта
ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ КТП
.1 Выбор силовых трансформаторов для отдельно взятой ТП
.2 Технико-экономическое обоснование выбора трансформаторов
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 10 КВ НАСЕЛЁННОГО ПУНКТА
.1 Разработка схемы электрической сети 10 кВ
.2 Выбор воздушных линий 10 кВ
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 0,38 КВ
.1 Разработка схемы электрической сети 0,38 кВ
.2 Выбор воздушных линий 0,38 кВ
.3 Расчет наружного освещения
ВЫБОР СХЕМ И ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ВРУ ОБЪЕКТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
.1 Выбор схемы ВРУ
.2 Основное оборудование ВРУ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЯ
.1 Расчет токов короткого замыкания
.2 Выбор аппаратов защиты
.3 Светотехнический расчет помещений
РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СХЕМЕ НАСЕЛЁННОГО ПУНКТА
.1 Расчет токов КЗ в сети 10 кВ
.2 расчет токов КЗ в сети напряжением 0,38 кВ
.2.1 Расчет токов трехфазного КЗ
.2 .2 Расчет токов однофазного КЗ
ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ КТП И СЕТЕЙ 10 КВ, 0,38 КВ ПО ТОКУ КЗ
.1 Выбор высоковольтных выключателей
.2 Выбор и проверка трансформаторов тока
.3 Выбор и проверка выключателей нагрузки
.4 Выбор и проверка предохранителей
.5 Выбор и проверка автоматических выключателей
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ
.1 Защита линий
.2 Расчет устройств автоматического повторного включения линии 10 кВ с односторонним питанием
.3 Защита трансформаторов
11 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЭЛЕКТРОСБЕРЕЖЕНИЮ 81
12. МОЛНИЕЗАЩИТА ОБЪЕКТОВ. ЗАЗЕМЛЕНИЕ КТП 86
.1 Молниезащита
БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА
.1 Введение. Электробезопасность
.2Классификация помещений по степени поражения электрическим током
.3 Расчет заземляющего устройства ЗТП
.4 Первичные средства тушения пожаров в электроустановках
.5 Быстровозводимые убежища
ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9
.1 Определение сметной стоимости
.2 Расчет численности электромонтажной бригады
.3 Организация электромонтажных работ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Смета
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Пересчёт смета в цены 1 квартал 2016
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Ленточный график электромонтажных работ
трансформатор
подстанция электрическая сеть киловольт
ВВЕДЕНИЕ
Системой электроснабжения населённого пункта называется совокупность электрических станций, понижающих и преобразовательных подстанций, питающих и распределительных линий и электроприемников, обеспечивающих снабжение электроэнергией технологических процессов коммунально-бытовых и промышленных потребителей, расположенных на территории поселка.
Источником питания систем электроснабжения населенного пункта являются районные электрические станции и понижающие подстанции.
Центром питания называется распределительное устройство генераторного напряжения электрической станции или распределительное устройство вторичного напряжения 10 − 20 кВ понижающей подстанции, к шинам которого присоединяются распределительные сети данного района.
Потребителями электроэнергии называются группы приемников электроэнергии, объединенные общим законченным технологическим процессом и расположенные на общей территории.
Задачами проектирования системы электроснабжения населённого пункта является создание экономически целесообразных систем, обеспечивающих необходимое качество комплексного электроснабжения всех потребителей (по надежности питания и качеству электроэнергии), а также обеспечивающих их экономическую эксплуатацию, на основе государственных норм, соответствующих технологических инструкций и указаний.
В настоящей выпускной квалификационной работе рассматривается вопрос электроснабжения населённого пункта Кадниковский, электропитание потребителей которого осуществляется от тяговой понижающей подстанции 220/27,5/10,5 кВ.
1 Краткая
характеристика электропотребителей
В выпускной квалификационной работе рассматривается населённый пункт, питание которого осуществляется за счет тринадцати комплектных трансформаторных подстанций (КТП). Проектом предусматривается осуществление питания электрических нагрузок населённого пункта посредством воздушных линий 0,38 кВ от КТП- 10/0,4. КТП в свою очередь запитываются от распределительного пункта тяговой понизительной подстанции 220/27,5/10,5 посредством воздушных линий 10 кВ.
Потребителями электроэнергии населённого пункта являются жилые дома, учреждения и устройства повседневного обслуживания населения (магазины, детские сады, школы, и т. д.) высотой не более двух этажей.
Потребителями энергии жилых домов и коммунально-бытовых зданий являются осветительные и бытовые приборы и силовое электрооборудование.
В соответствии с ПУЭ [9] все потребители электрической энергии по надежности их электроснабжения делятся на три категории. Под надежностью электроснабжения понимают способность системы электроснабжения и ее отдельных частей обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией. Требования к надежности электроснабжения определяют выбор схем электрических сетей, объем и способы резервирования. Под резервированием понимается дублирование элементов системы электроснабжения (резервная линия электропередачи, резервный трансформатор, аварийная система освещения, устройства АВР и т. д.)
По категории надежности большая часть электроприемников населённого пункта являются электропотребителями II и III категории. К потребителям I категории относятся электроприемники районной больницы, а также электроприемники противопожарных устройств и сигнализации.
Питание потребителей I категории осуществляется от разных
трансформаторных подстанций, при этом на шинах 0,4 кВ двухтрансформаторных КТП,
а также непосредственно у потребителя предусмотрено АВР, для противопожарной и
охранной сигнализации используются аккумуляторные устройства в режиме
постоянной подзарядки. Электроснабжение потребителей II категории
осуществляется по двухцепным линиям, присоединенным к одной или нескольким ТП.
Электроснабжение потребителей III категории выполняется от одного источника
питания, но в соответствии с требованием ПУЭ [9] необходимые перерывы
электропитания, связанные с проведением ремонта или заменой поврежденного
элемента питающей электросистемы не превышают 1 сутки.
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
НАСЕЛЁННОГО ПУНКТА
Приведем пример расчета электрических нагрузок для отдельно взятой
трансформаторной подстанции. Результаты расчета электрических нагрузок по
другим КТП представлены в табл. 2.2.
2.1 Расчет силовых нагрузок для
отдельно взятой ТП
Расчет электрических нагрузок проведем методом коэффициента участия в максимуме нагрузок потребителей относительно наибольшей нагрузки.
Расчетная нагрузка трансформаторной подстанции при смешанном питании
потребителей различного назначения (жилых домов и общественных зданий или
помещений) Рр определяется по формуле:
кВт,
(2.1)
где Рзд.max - наибольшая из нагрузок зданий, питаемых трансформаторной подстанцией, кВт;
Руст,i − расчетные нагрузки всех зданий, кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку;
кум,i - коэффициенты, учитывающие долю электрических нагрузок общественных зданий (помещений) и жилых домов (квартир и силовых электроприемников) в наибольшей расчетной нагрузке.
Расчетная реактивная мощность определяется по формуле:
квар,
(2.2)
Где tgφ - коэффициент реактивной мощности.
Полную расчетную нагрузку потребителя электроэнергии определяем по
выражению:
кВ·А
Результаты расчета силовых нагрузок рассматриваемой ТП представлены в
табл. 2.1.
Таблица 2.1- Расчет силовых нагрузок
|
Позиция |
Название объекта |
Руст, кВт |
Кол-во |
Руст∑, кВт |
кум |
Рр, кВт |
cоs φ |
tg φ |
Qр, квар |
Sр, кВ·А |
|
1 |
Жилой дом на одну семью |
2,2 |
28 |
61,6 |
0,4 |
24,64 |
0,96 |
0,29 |
7,1 |
25,7 |
|
2 |
8 квартирный жилой дом |
16 |
5 |
80 |
0,4 |
64 |
0,96 |
0,29 |
18,6 |
46,6 |
|
3 |
2 квартирный жилой дом |
4,4 |
10 |
44 |
0,4 |
3,52 |
0,96 |
0,29 |
1,0 |
33,6 |
|
5 |
Администрация |
50 |
1 |
20 |
0,8 |
40 |
0,9 |
0,48 |
19,2 |
44,4 |
|
6 |
Гаражи Администрации |
20 |
1 |
20 |
0,7 |
14 |
0,9 |
0,48 |
6,7 |
15,5 |
|
7 |
Начальная школа |
35 |
1 |
50 |
1 |
35 |
0,92 |
0,43 |
15,05 |
38 |
|
8 |
Школа |
5 |
1 |
5 |
0,7 |
3,5 |
0,95 |
0,33 |
1,2 |
3,7 |
|
9 |
Общежитие школы |
10 |
1 |
10 |
0,7 |
7 |
0,95 |
0,33 |
2,3 |
7,4 |
|
10 |
Библиотека |
5 |
1 |
5 |
0,7 |
3,5 |
0,92 |
0,43 |
1,5 |
3,8 |
|
11 |
Пекарня |
50 |
1 |
50 |
0,7 |
28 |
0,95 |
0,33 |
9,2 |
39.5 |
|
12 |
Ясли |
20 |
1 |
20 |
0,8 |
16 |
0,97 |
0,26 |
4,2 |
9,9 |
|
13 |
Детский сад |
20 |
1 |
20 |
0,8 |
16 |
0,97 |
0,26 |
4,2 |
9,9 |
|
14 |
Магазин «Континент» |
10 |
1 |
10 |
0,8 |
8 |
0,82 |
0,7 |
5,6 |
9,8 |
|
15 |
Магазин «Вечерний» |
15 |
1 |
15 |
0,8 |
12 |
0,85 |
0,62 |
7,4 |
14,1 |
|
16 |
Магазин «Золотое кольцо» |
20 |
1 |
20 |
0,8 |
16 |
0,85 |
0,62 |
9,9 |
18,8 |
|
17 |
Магазин «Восток» |
15 |
1 |
15 |
0,8 |
12 |
0,85 |
0,62 |
7,4 |
14,1 |
|
18 |
Универмаг |
15 |
2 |
30 |
0,8 |
24 |
0,85 |
0,62 |
14,9 |
28,2 |
|
19 |
Контора ООО Вожега-лес |
20 |
1 |
20 |
0,7 |
14 |
0,9 |
0,48 |
6,7 |
15,5 |
|
∑ |
- |
- |
460,4 |
- |
340,2 |
0,92 |
0,43 |
141 |
368,4 |
|
2.2 Расчет осветительных нагрузок для
отдельно взятой ТП
В сетях наружного освещения применяют напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали.
Проектом предусматривается выполнение уличного освещения населённого пункта светильника ЖКУ 21-70 с лампами ДНаТ-150 (150 Вт) для освещения улиц и светильниками ЖКУ 21-100 с лампами ДНаТ-70 (70 Вт) для освещения входа в жилые дома и общественные здания. Более подробно расчет наружного освещения рассмотрен в п.5.3 настоящего проекта. Осветительную нагрузку ТП рассчитаем при cоsφ=0,85 (нормальный режим работы осветительной сети).
Активная расчетная мощность освещения определяется по выражению:
кВт,
(2.4)
гдеРр.св - расчетная активная мощность светильника;св
- количество светильников.
Рр.осв=0,15∙20+0,07∙60=7,2 (кВт).
Расчетная реактивная мощность освещения определяется по выражению:
квар,
(2.5)
Qр.осв=0,62∙7,2=4,46 (квар).
Полная
расчетная мощность освещения определяется по выражению:
кВ∙А,
(2.6)
Sр.осв= √7,22+4,4642= 8,47 (кВ∙А).
2.3 Определение общей нагрузки
населённого пункта
Расчет силовых и осветительных нагрузок для остальных ТП населённого
пункта производится аналогично методике, представленной в п. 2.1 - 2.2.
Таблица 2.2 - Расчетные нагрузки населённого пункта
|
Позиция |
Наименование № |
Sр, кВ∙А |
|
1 |
КТП 1 |
162,5 |
|
2 |
КТП 2 |
158,3 |
|
3 |
КТП 3 |
164,7 |
|
4 |
КТП 4 |
323,6 |
|
5 |
КТП 5 |
422,5 |
|
6 |
КТП 6 |
105,4 |
|
7 |
КТП 7 |
438,4 |
|
8 |
376,8 |
|
|
9 |
КТП 9 |
106,2 |
|
10 |
КТП 10 |
250 |
|
11 |
КТП 11 |
211,6 |
|
12 |
КТП 12 |
324,7 |
|
13 |
КТП 13 |
206,1 |
|
∑ |
------ |
3250,8 |
3 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ КТП
Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) предназначены для приема, преобразования и распределения электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.
При применении комплектных устройств повышаются качество электроустановки, надежность ее работы, удобство и безопасность обслуживания, упрощается строительная часть электроустановок, обеспечивается быстрое расширение и мобильность при реконструкции. Электромонтаж сводится лишь к установке нужных комплектных устройств и присоединению их к электрическим сетям.
хКТПК(п) представляет собой закрытые цельнометаллические помещения одно-, двух- или трехблочного исполнения, выполненные в виде силовых каркасов обшитых панелями из листовой стали толщиной 2 мм. Имеются двери с каждой обслуживаемой стороны. Все двери снабжены внутренними замками под спецключ и петлями под наружные навесные замки. В помещениях располагаются: отсеки РУВН с коммутационными аппаратами 10(6) кВ, отсеки РУНН с панелями управления, отсеки силовых трансформаторов, открытые ошиновки 0,4 и 10 кВ. Для осмотра состояния предохранителей и контактных групп высоковольтных разъединителей, без снятия напряжения, предусмотрены смотровые окна на технологических дверях вводных ячеек. Для осмотра трансформаторов без снятия напряжения предусмотрены сетчатые ограждения на шарнирах со стороны сплошных дверей. В отсеках РУНН расположены: вводные рубильники и автоматические выключатели системы АВР, выделенные в отдельные отсеки, трансформаторы тока, сборные шины, к которым присоединены автоматические выключатели отходящих линий, аппаратура защиты, учета и управления, наружного освещения, собственных нужд.
На крышах 2хКТПК(п) типа воздух/воздух предусмотрены технологические отверстия для установки шкафов приемных устройств высокого напряжения и места крепления кронштейнов для подключения воздушных линий 0,38 кВ. В верхней части шкафов приемных устройств высокого напряжения предусмотрены крепления для установки разрядников или ограничителей перенапряжения. Провода для присоединения к воздушным линиям 0,38 кВ прокладываются по стенкам отсека РУНН в специальных коробах.
Приведем пример расчета выбора числа и мощности силовых трансформаторов
для отдельно взятой трансформаторной подстанции. Результаты расчета по другим
ТП представим в табл. 3.2.
3.1 Выбор силовых трансформаторов для
отдельно взятой ТП
Выбор силовых трансформаторов заключается в определении их числа, типа, мощности, а также в технико-экономическом обосновании принятого варианта. Для данного населенного пункта преобладают потребители электроэнергии II и III категории надежности. Коэффициент загрузки трансформатора 0,7 - 0,8.
Число трансформаторов определяем по формуле:
шт.
(3.1)
где Pp - расчетная активная нагрузка трансформатора, кВт;
кз - коэффициент загрузки трансформатора;ном.т - номинальная мощность трансформатора, кВ·А[23].
Рассмотрим варианты выбора минимального числа трансформаторов:
