Выбор мощности трансформатора для коттеджного поселка

На этом блоге несколько статей уже посвящено выбору мощности силового трансформатора. В данном выпуске хочу продемонстрировать противоречия между двумя разными методами расчета мощности коттеджного поселка согласно ТКП45-4.04-149-2009.

Хочу напомнить, что ТКП 45-4.04-149-2009 – аналог СП 31-110-2003, так что эта статья будет полезна всем.

Впервые столкнулся с проектированием электроснабжения коттеджного поселка и увидел некоторые разногласия в расчете потребляемой мощности, выполненном разными методами.

Чтобы выбрать мощность трансформатора, для начала нужно знать расчетную мощность.

Согласно ТКП 45-4.04-149-2009, рассчитать мощность коттеджного поселка можно двумя способами:

• по удельной нагрузке;
• по установленной мощности.

Исходные данные: 31 коттеджный домик с газовыми плитами.

Определение расчетной мощности по удельной нагрузке.

По таблице 6 удельная расчетная электрическая нагрузка Ркв.уд.=3,0 кВт.

Именно в этот момент я понял, что мне не хватает программы, которая интерполирует значения, о которой я упоминал в статье по расчету токов короткого замыкания.

Расчетная нагрузка распределительных линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир и коттеджей определяется по формуле:

cosφ=0,92 (п.8.1.15 ТКП 45-4.04-149-2009).

Выбор мощности силового трансформатора согласно методическим указаниям по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ.

Условия: Расчетная нагрузка подстанции 101,1 кВА, сельские жилые дома, группы сельских жилых домов (как правило, одноэтажной застройки). Резервирование по сетям 0,38 кВ не предусмотрено, крупные асинхронные электродвигатели от подстанции не питаются.

Так как подстанция однотрансформаторная, то расчетная нагрузка транс-Форматора равна величине расчетной нагрузки подстанции:

По таблице №1 для заданных величин и вида нагрузки (п.3) определяем экономический интервал:

Sэ.min=81 кВА и Sэ.mах = 115 кВА.

Интервал соответствует трансформатору мощностью 63 кВА.

По таблице №2 для того же вида и величины нагрузки определяем интер­вал допустимой нагрузки:

Sд.min=67 кВА и Sд.mах=104 кВА.

Интервал соответствует трансформатору мощностью 63 кВА.

Поскольку резервирование нагрузки от трансформатора не предусмотрено, проверка на допустимую аварийную перегрузку не производится.

Окончательно выбираем к установке трансформатор номинальной мощностью 63 кВА.

При согласовании РЭС потребовал увеличить мощность, поскольку они считали на один дом по 5 кВт, а не по 3 кВт.

5 кВт я принял за установленную мощность и решил пересчитать нагрузки другим методом.

Определение расчетной мощности по установленной мощности Ру.

Кс – коэффициент спроса (таблица 4);

Ко – коэффициент одновременности (таблица 5)

Где подвох? Почему результаты отличаются аж в 5 раз?

Проанализировав таблицу 6, где представлены удельные электрические нагрузки для квартир и коттеджей, отнесенных ко II уровню электрофикации, я пришел к выводу, что метод расчета нагрузок по установленной мощности следует использовать, если установленная мощность на одну квартиру или дом не менее 11,5 кВт.

Посмотрим, какая должна быть установленная мощность на один дом в моем случае. Теоретически оба метода должны выдать приблизительно одинаковые результаты, поэтому:

Ркв.уд.*n=Ру.*n*Кс*Ко или Ркв.уд.=Ру.*Кс*Ко

Что-то мне подсказывает, что таблицы удельных нагрузок, коэффициентов спроса и одновременности нужно пересмотреть либо указать, что расчет по установленной мощности следует выполнять при Ру не менее … кВт.

Я не знаю, какой способ более правильный, но такое расхождение полученных результатов не допустимо. На мой взгляд, метод удельных нагрузок выдает завышенную мощность.

Чтобы как-то обосновать мощность трансформатора 100 кВА, было решено добавить в расчет еще 3 домика, резервная мощность им еще пригодится

Моя доработанная программа интерполяции позволит немного ускорить расчет нагрузок на шинах ТП:

Программа для расчета мощности на шинах ТП

Кстати, в СП 31-110-2003 нет деления квартир и домов на уровни электрофикации.

Количество моих программ растет, качество улучшается, а условия получения остаются прежними.

Расчет электрических нагрузок коттеджного поселка

Объект: . Офис

Площадь: . 42 м.кв

Необходимо было переоборудовать одну из квартир в нашем доме под офис ТСЖ. По рекомендациям было принято решение обратиться в Энерджи.

Объект: . Квартира

Площадь: . 58 м.кв

Я-мама трех дочек. С переездом в новую квартиру в Москве столкнулись с проблемой, как разместить троих детей в одной комнате и при этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 680 м.кв

Моя детская мечта, обзавестись своим большим домом, и вот этот момент наступил! Мы с мужем начали думать над проектом, как все будет, что.

Объект: . Дом

Площадь: . 280 м.кв

С женой решили переехать и заняться строительством нового дома. Понадобилась помощь в проектировании инженерных систем. Долго искали.

Объект: . Квартира

Площадь: . 156 м.кв

Заказывала дизайн-проект проект, для квартиры с инженерными проектами в комплекте. Сама не хотела ничего подобного делать и вообще в этом.

Объект: . Дом

Площадь: . 64 м.кв

Давно с мужем мечтали о загородном доме. Купили участок с домом, но дизайн интерьера в нем нам совсем не нравился, мы решили сделать ремонт.

Объект: . Квартира

Площадь: . 68 м.кв

После приобретения квартиры столкнулись с необходимостью ремонта. По совету знакомых мы обратились в ENERGY-SYSTEM. В минимально сжатые.

Объект: . Дом

Площадь: . 98 м.кв

Срочно понадобился проект перепланировки загородного дома. Перебрала кучу компаний, но везде дорого, либо не успевают сделать в назначенный.

Объект: . Квартира

Площадь: . 64 м.кв

Родители на свадьбу подарили нам трехкомнатную квартиру. Но сама квартира была в таком ужасном состоянии, что я даже не знала с чего начать.

Объект: . Стоматология

Площадь: . 54 м.кв

Решила открыть частную стоматологию, о которой мечтала с детства. Взяла в аренду помещение, нужен был дизайн-проект, обратилась в Энерджи.

Статьи / Проектирование электрики / Расчет электрических нагрузок коттеджного поселка

Чем отличается расчет электрических нагрузок коттеджного поселка?

При работе с отдельным домом или квартирой методики расчета потребления электроэнергии предельно просты – они редко предполагают использование специальных формул. Расчет электрических нагрузок коттеджного поселка предполагает принципиально иной подход, который отличается комплексным характером и использованием групповых показателей без выделения отдельных точек подключения.

Еще одна особенность связана именно с характером жилья – если электроснабжение квартиры редко выходит за пределы стандартных 15 кВт, то для крупного частного дома значение может быть выше даже в несколько раз.

Основные этапы расчета электрических нагрузок коттеджных поселков

Вначале определяется стандартный нормативный показатель – он может быть получен из специальных таблиц, или же на основании данных организаций, осуществляющих эксплуатацию похожих сетей. В этом подобный процесс напоминает расчет электрических нагрузок общественных зданий — пользоваться методикой детального анализа каждой точки подключения нецелесообразно.

Пример проекта наружного электроснабжения

При этом стоит оценивать соответствие технических и экономических параметров. Если жилой массив будет относиться к элитной категории, вряд ли обладатели домов удовлетворятся стандартными техническими решениями – среди устанавливаемых приборов наверняка будут электрические сауны, аппараты высокого давления, яркое наружное и уличное освещение. Все они потребляют достаточно много электроэнергии, что необходимо учесть при вычислениях.

Далее расчет электрических нагрузок коттеджного поселка предполагает умножение нормативного показателя на планируемое количество домов. Стоит отметить, что всегда необходимо закладывать резерв, равный 10-15% полученной мощности – это позволит избежать проблем при необходимости увеличения количества домов или расширения инфраструктуры. Полученная цифра будет очень велика – для реализации проекта подобной установки потребуются огромные капитальные вложений, которые не будут соответствовать реальным потребностям. Поэтому расчет на этом этапе не оканчивается.

Поправочные коэффициенты в расчетах электрических нагрузок коттеджного поселка

Исходя из обычной логики и понимания жизнедеятельности человека, можно предположить, что все приборы в доме, обладающем большим показателем энергопотребления, включаться одновременно не будет. На основании такого заключения в расчет электрических нагрузок коттеджного поселка вводится коэффициент спроса – он отображает условный показатель доли постоянно задействованной мощности. Полученный на основании практических исследований, он применяется к каждой группе домов по мощности, если таковые выделяются в проекте.

Кроме того, не все дома будут потреблять энергию одновременно – часть жильцов может быть в отпуске, командировке или просто отсутствовать дома в течение краткого периода. Зная об этом, специалисты вводят в формулу коэффициент одновременности – он также получается практическим путем. Использование подобных показателей обеспечивает значительную экономию на применяемых в строительстве материалах и оборудовании без ущерба для установки.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Проектирование электроснабжения коттеджного поселка

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ПетрГУ) Физико-технический факультет Кафедра энергообеспечения предприятий и энергосбережения Проектирование электроснабжения коттеджного поселка квалификационная работа на соискание степени «Бакалавр» по направлению: «Электроэнергетика и электротехника» Выполнил: студент 4 курса физико-технического факультета, гр. 4ЗУЭЭ Шевчук Александр Александрович Научный руководитель: ст. преподаватель кафедры ЭПиЭ Едомина Ольга Васильевна Петрозаводск 2016

2 Реферат Актуальное в наши дни строительство малоэтажных коттеджных поселков обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных электрических сетей, которые являются важнейшими элементами системы электроснабжения любого населенного пункта. Занимая промежуточное положение между центрами питания и потребителями, они предназначены для передачи и распределения электрической энергии среди всех потребителей, расположенных на территории поселка. С помощью распределительных сетей осуществляется электроснабжение жилых домов, общественно — коммунальных учреждений, мелких, средних, а иногда и крупных промышленных потребителей. Через потребительские сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой в стране электрической энергии. Такие сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобрела важное значение. Важнейшим вопросом рационального построения распределительных сетей является установление требуемого уровня надежности электроснабжения потребителей. В зависимости от этих требований определяется объем резервных элементов в системе их питания, что влияет непосредственным образом на все технико-экономические показатели сетей. Целью настоящего проекта является проектирование электроснабжения коттеджного поселка малой этажности «Шуйский», включающее в себя выбор схемы электроснабжения новой застройки, выбор количества, типа и мощности трансформаторов, разработку схемы ТП, выбор сечений кабельных и воздушных линий 0,4 кв и 6кВ, их типа и мест прокладки, а также решение ряда других вопросов, таких как выбор типа защитного заземления для потребителя, техники безопасности и охраны труда. При проектировании электрических сетей необходимо соблюдение как технических норм, разработанных в целях организации наиболее оптимальных условий эксплуатации оборудования, так и норм по соблюдению техники безопасности ( ПУЭ, ПТЭ электроустановок потребителя, СНиП) Кроме того, при проектировании очень важными являются экономические факторы, а также оптимизация работы электрических сетей. Методы определения расчетных мощностей также напрямую связаны с экономией при сооружении систем электроснабжения: расчетные нагрузки, по которым производится выбор основных элементов системы, намного ниже установленных мощностей, что связано с учетом использования установленной мощности и спроса на нее, с учетом несовпадения максимумов нагрузки и других факторов. 2

3 При выборе схемы электрических сетей преимущество отдается той схеме, которая одновременно удовлетворяет условиям надежности электроснабжения данной категории потребителей и при этом является наиболее экономичной. Практически каждое проектное решение имеет какие-то альтернативные варианты, поэтому на каждом этапе проектирования требуется четкое технико-экономическое обоснование данного решения. Все элементы электрических сетей должны удовлетворять требованиям, предъявленным к их надежной и безопасной работе: токоведущие части должны быть проверены по допустимому нагреву в нормальном и послеаварийных режимах, а также по термической стойкости в режиме короткого замыкания; изоляционные материалы должны длительно выдерживать номинальные напряжения, а также кратковременные перенапряжения; коммутационная аппаратура проверяется как по условиям продолжительных режимов (номинальные напряжения и расчетные токи), так и по условиям кратковременных режимов (токи КЗ). 3

4 Оглавление Введение Общая характеристика проектируемого объекта Расчет электроснабжения проектируемого объекта Характеристика электропотребителей объекта Расчет электрических нагрузок проектируемого объекта Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Выбор числа трансформаторов Выбор мощности трансформаторов Расчет питающей сети Выбор схемы электроснабжения Схема электроснабжения поселка Распределение групп потребителей по фидерам КТП Расчет сечения проводников Выбор сечения провода ВЛЗ 6кВ отпайки к КТП Выбор сечения по допустимой токовой нагрузке (допустимому длительному току) Выбор сечения проводника по экономической плотности тока Выбор сечения проводника по механической прочности Выбор сечения по допустимому падению напряжения Расчет сечения проводников питающей сети 0.4 кв Расчет токов короткого замыкания Общие положения Схема замещения: Изобразим схему замещения и расставим на ней расчетные точки мест коротких замыканий, необходимых для проекта Расчет токов кз в точках К1 и К Выбор оборудования КТП Выбор типа КТП

5 2.6.2 Выбор автоматических выключателей 0.4 кв Выбор сечения шин проверка шин на термическую стойкость к токам короткого замыкания Проверка шин на механическую прочность: Выбор выключателя 6 кв Выбор трансформаторов тока для проектируемой КТП на стороне Выбор предохранителей в цепи 6кВ Выбор разъединителя (рубильника) на стороне НН Расчет заземляющего устройства КТП Технико -экономическое сравнение вариантов электроснабжения коттеджного поселка Экономический расчѐт воздушных и кабельных линий Расчѐт издержек и капитальных затрат Расчет показателей эффективности инвестиций Расчет срока окупаемости Расчет нормы прибыльности Расчет точки безубыточности Спецчасть Окончательный вариант электроснабжения коттеджного поселка Охрана труда Охрана труда Анализ потенциальных опасностей при производстве работ по электроснабжению проектируемого объекта Мероприятия по охране труда Пожарная безопасность Заключение Список использованных источников

6 Введение Важность качественного электроснабжения коттеджного поселка неоценима. Без этого длительный отдых в нем не представляется возможным. Строительство поселков такого типа сегодня стремительно наращивает темпы. В связи с этим растет потребность в грамотной организации их электроснабжения. Проект электроснабжения коттеджного поселка разрабатывается на основании: технических условий, выдаваемых электросетевой компанией; технического задания, выдаваемого заказчиком на проектирование; генплана застройки; акта выбора земельного участка под линейный объект (при необходимости). Работы такого типа требуют от инженеров высокого уровня квалификации Что необходимо учитывать при разработке? местоположение и количество точек подключения к внешним электросетям; выделенную мощность; расположение потребителей и их мощность; расположение иных подземных и наземных инженерных сетей и коммуникаций, дорог. Основными моментами, на которые ориентируются специалисты при подготовке проекта, безопасность и надежность всей системы Проект электроснабжения коттеджного поселка должен содержать: расположение трансформаторных подстанций; трассы кабельных и/или воздушных линий; однолинейные схемы с необходимыми расчетами; точки установки узла учета электроэнергии с необходимыми расчетами; спецификацию на оборудование и материалы. Проект электроснабжения коттеджного поселка должен быть согласован с: всеми заинтересованными службами электросетевой компании, выдавшей технические условия; заказчиком на проектирование; владельцами всех пересекаемых инженерных сооружений и сетей; землепользователями; энергосбытовой компанией; ростехнадзором. 6

7 1 Общая характеристика проектируемого объекта. Коттеджный поселок «Шуйский» планируется расположить в шуйском административном поселении на территории бывшего тепличного комплекса, некогда принадлежавшего агрофирме «Совхоз им. Зайцева». Северная граница будущего поселка находится на берегу реки Шуя. С западной и южной стороны проектируемый поселок примыкает к улице Рыбацкая поселка Шуя. К каждому участку объекта будет подведен природный газ ( от существующего распределительного пункта) и холодное водоснабжение. В километре на юго- восток от проектируемого поселка находится главная понизительная подстанция 110/35/6 кв номер 21 от которой вдоль объекта проходит Вл 6кВ Л Территория поселка разбита на 42 участка площадью от 8 до 35 соток. На въезде в поселок будет построен магазин и пункт охраны. Заявленная мощность электроэнергии на участок 15 квт. Отопление и горячее водоснабжение проектируются от индивидуальных котлов на природном газе. Рассматриваемый в проекте район относится к II климатической зоне. Средняя максимальная температура воздуха +20,3ºC, наиболее низкая 38ºC. Среднегодовое количество осадков 589 мм. Средняя толщина снегового покрова 36 см, глубина промерзания1,5-2 метра. Генеральный план поселка представлен на рисунке 1. 7

9 2 Расчет электроснабжения проектируемого объекта 2.1 Характеристика электропотребителей объекта К электроприемникам проектируемого объекта отнесем: Малоэтажные жилые здания (коттеджи) в проектируемом количестве 42 штук Заявленная (установленная) мощность электроэнергии на участок квт. Коттеджи будут оборудованы электроплитами мощностью до 10.5 квт и электрическими саунами мощностью до 12 квт. — Магазин продовольственных товаров (на генплане обозначен буквой а) Встраиваеваемая площадь магазина 250 кв метров. — административное здание с постом охраны.(на генплане под литерой в) — уличное освещение. Все электроприемники (ЭП) по надежности их электроснабжения делятся согласно ПУЭ на три категории: К I категории относятся ЭП, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение уникального оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции, нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства. Питание ЭП I категории надежности должно обеспечиваться от двух независимых источников питания (ИП) и перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания. При этом не выдвигается требование об использовании в качестве второго независимого ИП обязательно источника, принадлежащего энергосистеме (ЭС). При небольшой мощности приемников в качестве такого источника могут быть использованы передвижные электростанции, аккумуляторные батареи, а также связи на низшем напряжении от ближайшего пункта, имеющего независимое питание. Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей (взрывов, пожаров) и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Для 9

10 электроснабжения указанных электроприемников должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника. К электроприемникам II категории относятся приемники, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции, массовым простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Для электроприемников II категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой. Их питание предусматривается от двух источников. Допускается питание рассматриваемых приемников по одной воздушной линии электропередач (ВЛЭП), учитывая их высокую надежность, и от одного трансформатора при наличии их централизованного резерва, если ремонт ВЛЭП и замена одного трансформатора могут быть выполнены в течение одних суток. Допускается также питание по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату. Для электроприемников III категории надежности, к которым относятся все остальные электроприемники, допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента СЭС, но не свыше одних суток. Схема питания, объем резервных элементов, используемые средства автоматики и другие вопросы СЭС рассматриваемого потребителя должны быть определены с учетом фактического распределения приемников по категориям. Электропотребителей проектируемого объекта отнесем к электропотребителям III категории надежности. 10

11 2.2 Расчет электрических нагрузок проектируемого объекта Расчет электрических нагрузок объекта произведем с помощью таблиц удельных мощностей из «Инструкции по проектированию городских электрических сетей». РД , а также формул приведенных ниже. Расчетная электрическая нагрузка коттеджей Ркотт квт, определяется по формуле Ркотт.расч = Ркотт. уд. n где: Ркотт.уд. — удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников коттеджей (зданий) по табл.1, квт/коттедж n — количество коттеджей. Расчетную реактивную мощность определим по формуле: Q котт.расч = Р котт.расч 1 cos 2 φ cosφ ; квар Где cosφ коэффициент мощности. Полную расчетную мощность определим по формуле: S расч = (Р расч + Р) 2 + Q расч + Q 2, ква Где Р -потери активной мощности, квт Q — потери реактивной мощности, квар Потери мощностей определим по следующим формулам: Р = Р расч * 0,02; Q = Q расч 0,03; квт/коттедж Таблица 1 Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников коттеджей, 11

12 Потребители Количество коттеджей п.п. Электроэнергии Коттеджи с плитами на природном газе 11,5 6,5 5,4 4,7 4,3 3,9 3,3 2,6 2,1 2,0 2. Коттеджи с плитами на природном газе 22,3 13,3 11,3 10,0 9,3 8,6 7,5 6,3 5,6 5,0 и электрической сауной мощностью до 12 квт 3. Коттеджи с электрическими плитами мощностью до 10,5 квт 14,5 8,6 7,2 6,5 5,8 5,5 4,7 3,9 3,3 2,6 4. Коттеджи с электрическими плитами мощностью до 10,5 квт и электрической сауной мощностью до 12 квт 25,1 15,2 12,9 11,6 10,7 10,0 8,8 7,5 6,7 5,5 Примечания *. 1. Удельные расчетные нагрузки приведены для коттеджей общей площадью от 150 до 600 м2. 2. Удельные расчетные нагрузки для коттеджей общей площадью до 150 м2 без электрической сауны определяются по табл » как для типовых квартир с плитами на природном или сжиженном газе, или электрическими плитами. 3. Удельные расчетные нагрузки не учитывают применения в коттеджах электрического отопления и электроводонагревателей. Удельная электрическая нагрузка магазина определяется из таблицы Таблица 2 Общественные здания Единица Удельная Расчетные п.п. измерения нагрузка коэффициенты II ПРЕДПРИЯТИЯ ТОРГОВЛИ Продовольственные магазины: 7. — без кондиционирования воздуха квт/м2 0,23 0,82 0,7 торгового зала 8. — с кондиционированием воздуха То же 0,25 0,8 0,75 Непродовольственные магазины 12

13 9. — без кондиционирования воздуха -«- 0,14 0,92 0, с кондиционированием воздуха -«- 0,16 0,9 0,48 до 10.5 квт Административное здание посчитаем как коттедж с электрическими плитами мощностью Произведем расчеты и полученные результаты сведем в таблицу 3 Наименование Количеств Руд\кВт Ррасч/ cosυ Qрасч/кВар S расч/ква п. п электропотребителя о\ площадь квт 1 Коттедж 42 7,42 311,64 0,98 62,34 324,29 2 Магазин 1/250 0,25 62,51 0,92 26,88 69,51 3 Административное 1 14,5 14,5 0,98 2,9 15,23 здание Итого ,65-92,12 409,03 13

14 2.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Выбор числа трансформаторов При выборе числа трансформаторов учитываем категорию надѐжности электропотребителей. Для 1-й категории оптимальный коэффициент загрузки составляет Кз=0,6-0,7; для 2-й категории Кз=0,7-0,8; для 3-й категории К з =0,9-0,95.Проектируемый объект является потребителем третьей категории поэтому устанавливаем в КТП один трансформатор Выбор мощности трансформаторов Номинальной мощностью трансформаторов называют мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно в течение всего срока службы (примерно 20 лет) при номинальных температурных условиях охлаждающей среды. величины: При выборе номинальной мощности трансформаторов будем учитывать следующие Полную расчетную мощность электропотребителей — S Р, кв А( из таблицы 3) S Р = = 409,03 кв*а Оптимальный коэффициент загрузки трансформаторов, который для 1-й категории составляет Кз=0,6-0,7; для 2-й категории Кз=0,7-0,8; для 3-й категории К з =0,9-0,95. При выборе мощности трансформаторов нужно учитывать то, что все общепромышленные трансформаторы проектируются на среднегодовую температуру равную 5 С и поэтому в условии других среднегодовых температур его номинальная мощность будет отличаться от паспортной. Номинальная мощность трансформатора, расположенного в местности, где среднегодовая температура отличается от 5 С, определяется по выражению: 5 Sн.тр Sн.п Sн.тр номинальная мощность трансформатора, ква Sн.п номинальная паспортная мощность трансформатора, ква г среднегодовая температура данной местности (для Карелии г = +2 С) 5 2 Sн.тр Sн.п 1 1,03 Sн.п 100 г 14

15 Так в КТП устанавливается один трансформатор, то его номинальная мощность определяется по условию: Sð Sí.òð. ; 1 0,9 Sном тр = 409,03 1 0,9 =454,48кВ*А Исходя из вышесказанного выбираем из справочника по предлагаемой шкале мощностей трансформатор марки ТМ-630/6/0,4 так как предыдущий по мощности трансформатор марки ТМ- 400/6/0.4 будет работать с перегрузкой. Также необходимо заложить запас мощности для питания уличного освещения. Основные технические характеристики трансформатора ТМ 630 Н хема Ном Пот Напр Тип, оминаль П Т и груп инальное М ери яжение номинальная ное отери ок па высшее атериал короткого короткого мощность, низшее холостого холостого соедин напряжение, обмотки замыкания, замыкания, ква напряже хода, квт хода, % ения кв квт % ние, кв обмот ок ТМ 63 0 A 1, 1, 6; 10 7,6 5,5 0,4 l 05 8 /Yн-0 Габаритно-весовые характеристики Масса полная, кг Длина, мм Ширина, мм Высота полная, мм Вид охлаждения масляного трансформатора — естественное масляное охлаждение Вид, диапазон и число ступеней регулирования-пбв ±2×2.5% Номинальная частота сети — 50 Гц Класс нагревостойкости изоляции — A Максимальное превышение температуры обмоток C Максимальное превышение температуры масла C 15

16 Максимальная температура воздуха C Вид климатического исполнения (ГОСТ 15150)- У (умеренный климат) Монтаж масляного трансформатора — Стационарные, открытые площадки, на фундаменте. В закрытых городских КТП. Категория размещения (ГОСТ 15150)- I Высота установки трансформатора над уровнем моря — не более 1000 метров Бак трансформатора рассчитан на внутреннее избыточное давление- 25±5 кпа Пробивное напряжение (20 C)- 50 кв Тангенс угла диэлектрических потерь (90 C)- 0.43% Срок службы трансформатора не менее 25 лет Внешний вид трансформатора представлен на рисунке 2 Рисунок 2 16

17 2.4 Расчет питающей сети Выбор схемы электроснабжения Коттеджный поселок «Шуйский» планируется запитать от ГПП 21 подключив проектируемую КТП к ВЛ 6 кв Л-21-03, проходящую по границе будущего поселка. Для этого необходимо смонтировать отпайку от Л до КТП. Отпайку необходимо выполнить в виде ВЛЗ с применением защищенного провода Сип 3.Опоры ВЛЗ 6кВ выполнить деревянными антисептированными. Трасса отпайки должна пройти по границе участков по наикратчайшему расстоянию до КТП. Место установки КТП обусловлено генпланом застройки и расположено на въезде в поселок. Потребителей поселка разобьем на четыре, приблизительно равные по нагрузке группы. Каждую группу будет питать свой фидер 0.4 кв. Распределительная сеть 0.4 кв поселка будет выполнена по смешанной радиальномагистральной схеме. По первому варианту она планируется в виде ВЛИ 0,4 кв на типовых опорах, а по второму варианту в виде КЛ 0,4 кв. Окончательное решение по выбору вариантов следует сделать после технико- экономических расчетов каждого из них Схема электроснабжения поселка Примерная схема электроснабжения поселка представлена на рисунке 3 17

18 2.4.3 Распределение групп потребителей по фидерам КТП Разделение потребителей электроэнергии на группы (фидера) позволит на стадии проектирования выполнить из магистральной схемы электропитания потребителей лучевой или как в нашем случае смешанной(радиально магистральной). Также это позволит уменьшить рабочие токи, что уменьшит сечения проводников и снизит стоимость коммутирующей и защитной аппаратуры. Для дальнейших расчетов вычислим токи протекающие по фидерам: Расчетный ток здания I р, А, определяется по формуле Ι р 1 Sp, 3 U где S p полная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников), кв А; U н номинальное напряжение, кв. H Распределим электропотребителей поселка на близкие по координатам и мощности группы и сведем результаты в таблицу 4 Таблица 4 18

19 Потребитель Руд/ Ррасч/ Qрасч/кВар S I п. п Группа квт квт расч/ква расч/а 1 Участки с 1 по ,36 11,87 60,54 87,78 Фидер 1 Административное 14,50 14,50 2,9 15,23 22,08 здание Итого 109,86 2 Фидер 2 Участки с 9 по 18 7,42 74,2 14,84 75,67 109,72 3 Фидер 3 Участки с 33 по 41 7,42 74,2 14,84 75,67 109,72 4 Фидер 4 Участки с 19 по 32 7,42 103,88 20,78 105,94 153,61 5 Фидер 5 Магазин 0,25\м квт ,88 69,51 100,79 Распределение потребителей по группам (фидерам) отражено на рисунке 4 19

20 Рисунок 4 20

21 2.4.4 Расчет сечения проводников Выбор сечения провода ВЛЗ 6кВ отпайки к КТП Выбор оптимального сечения проводов производится, как правило, по следующим параметрам: допустимой токовой нагрузки, экономической плотности тока, механической прочности, падению напряжения на конце линии. Для дальнейших расчѐтов необходимо знать номинальный расчѐтный ток в линиях, определяемый по формуле: S Iр, 3U н где S полная мощность в конце линии (ква); U н принятое номинальное напряжение линии (кв). Определим номинальный расчѐтный ток на участке отпайки I S 3U í 409, ,4 А Выбор сечения по допустимой токовой нагрузке (допустимому длительному току) Расчетный номинальный ток незначителен ( 39,4 А), поэтому выбор сечения будем проводить по другим критериям. В состав ГОСТа «Допустимый длительный ток для неизолированных проводов» входят токи начиная с 84 ампер для проводов вне помещений Выбор сечения проводника по экономической плотности тока Для выбора сечения проводов по экономической плотности используют формулу: I p S, J 21

22 2 где J нормированная экономическая плотность тока (А/мм ), приведѐнная в таблице 5: Таблица 5 Экономическая плотность тока для жил кабелей и проводов Экономическая плотность тока, А/мм 2, при числе Проводники часов использования максимума нагрузки в год более 1000 до 3000 более 3000 до 5000 более 5000 Неизолированные провода и шины: Медные 2,5 2,1 1,8 Алюминиевые 1,3 1,1 1,0 Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами: Медными 3,0 2,5 2,0 Алюминиевыми 1,6 1,4 1,2 Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами: Медными 3,5 3,1 2,7 Алюминиевыми 1,9 1,7 1,6 Рассчитаем сечение отпайки по экономической плотности задавшись числом часов использования максимума нагрузки более 3000 до 5000: S = = 35.8 мм Выбор сечения проводника по механической прочности Сечение провода по механической прочности необходимо выбирать не менее мм Выбор сечения по допустимому падению напряжения Согласно ГОСТу отклонение напряжения от его номинального значения в конце линии не должно превышать 5 % (для исправной линии). Подберѐм наименьшее сечение проводов 22

23 согласно этому условию. Отклонение напряжения определяется по формуле: PR QX Pr 100% óä L QxóäL U 100%, 2 2 U U í í ВАр); где Р и Q активная и реактивная мощность соответственно, передаваемые линии (Вт и R и X активное и индуктивное сопротивления линии (Ом); U Pr óä 3 3 L QxóäL 388,6510 1,78 0,2 92,1210 0,4 0,2 100% 100% 0,25% U í 610 Отклонение напряжения не превышает 5%, т.е. удовлетворяют выбранному условию. Выбираем окончательно для отпайки защищенный провод марки Сип 3 с сечением токопроводящей жилы 50 мм.кв так как данное сечение является минимальным рекомендованным для ВЛЗ 6-10 кв Расчет сечения проводников питающей сети 0.4 кв. В проектируемом объекте питание от КТП до потребителей электроэнергии будет осуществлено по двум вариантам: 1 Вариант — по изолированной ВЛИ 0.4 кв; 2 Вариант по кабельным линиям КЛ 0.4 кв Выбор окончательного варианта сделаем на основе технико -экономического сравнения вариантов. Выбор оптимального сечения проводников проведем по следующим параметрам: допустимой токовой нагрузки, экономической плотности тока и падению напряжения на конце линии. Согласно ПУЭ проверке по экономической плотности тока не подлежат: сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кb при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до ; ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кb, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий. Номинальный расчѐтный ток определим по формуле: 23

24 S Iр, 3U н таблиц 6 и 7 Сечения проводников(жил) по длительно допустимой токовой нагрузке выберем из Проверку на допустимое падение напряжения(не более 5%) проведем по формуле: формуле: PR QX PrудL Qx удl U 100% 100%, 2 2 U U н Расчет сечения по экономической плотности тока проведем с помощью таблицы 5 по I p S, J Таблица 6- Допустимые токовые нагрузки на кабели проложенные в земле н Таблица 7 Допустимые токовые нагрузки для СИП-2 и СИП-2А Число и номинальное сечение фазных и нулевой несущей жил, шт. х мм 2 Допустимый ток нагрузки на воздухе при температуре 25 С, А Ток короткого замыкания, при длительности к. з. 1 с, ка 24

25 1х16+1х ,5 3х16+1х ,5 3х25+1хЗ ,3 3х25+1х54, ,3 3х35+1х ,2 3×35+1×54, ,2 3х50+1х ,6 Зх50+1х54, ,6 3×50+1x ,6 Зх70+1х54, ,5 3х70+1х ,5 Зх70+1х ,5 Зх95+1х ,8 3×95+1x ,8 3×120+1x ,2 4×16+1x ,5 4х25+1х ,3 Результаты расчетов сечений по обоим вариантам сведем в таблицу 8 Таблица 8 Потребитель Вариант 1- ВЛИ 0.4 кв Вариант 2 — КЛ 0.4 кв Наимено L Iра S S марка и I S S марка и I И вание км сч по по сечение ном, И по по сечение ном, % А Iдл J эк Сип 2 А % Iдл J эк кабеля А доп/ мм доп/ мм 2 мм2 2 мм2 Фидер 1 0, *50+1* 195 4, АПвзБбШ 200 2, п 4*70 Фидер 2 0, *70+1* 240 4, АПвзБбШ 200 4, п 4*70 25

26 Фидер 3 0, *70+1* 240 4, АПвзБбШ 200 4, п 4*95 Фидер 4 0, * , АПвзБбШ 270 4,9 *95 0 п 4*150 Фидер 0, *25+1* 130 2, 25 — АПвзБбШ 115 1, п 4*25 Для первого варианта выбираем провод марки Сип 2 с сечениями 50, 70, 120 и 25 мм,кв. для второго варианта выбираем кабель марки АПвзБбшп с сечением токопроводящей жилы 70, 95, 150 и 25 кв.мм. Увеличение сечения проводников пришлось сделать для уменьшения падения напряжения до допустимых пределов. То есть решающим критерием в выборе сечения проводника в нашем случае является выбор по падению напряжения. 26

27 2.5 Расчет токов короткого замыкания Общие положения Знание токов короткого замыкания необходимо для правильного выбора коммутационной и защитной аппаратуры, а также для проверки токоведущих элементов и элементов конструкций на термическую и электродинамическую прочность. При расчете токов короткого замыкания пользуются следующими допущениями: все ЭДС считаются совпадающими по фазе; ЭДС источников значительно удаленных от места КЗ (x расч* >3), считаются неизменными; часто не учитывается влияние нагрузок, и, в частности, влияние мелких асинхронных и синхронных двигателей; не учитываются поперечные емкостные цепи КЗ и токи намагничивания трансформаторов. Расчет может производиться в именованных или в относительных (базисных) единицах. При расчете тока короткого замыкания в базисных единицах сначала задаются базисной мощностью S б, в качестве которой, для удобства расчетов принимают 100 или 1000 ква (1 МВА), а также в качестве базисной мощности может быть принята мощность системы S с, и базисным напряжением U б. В качестве базисного напряжения принимаем средние напряжения U ср по шкале в кв В данной работе за базисную мощность принимаем мощность системы Sс =1500 МВА Далее определяют значение базисного тока протекающего в системе по формуле : S б I б. Для определения величины тока короткого замыкания необходимо найти суммарное сопротивление участка цепи, по которому будет проходить ток КЗ. С этой целью рассчитываются относительные сопротивления всех элементов сети, по которым проходит ток КЗ. Активным сопротивлением трансформатора можно пренебречь, т.к. оно оказывается много меньше, чем его реактивное сопротивление. Относительное реактивное сопротивление трансформатора: 3U б x тр 2 U кз r тр S S б нтр 27

28 где U кз напряжение короткого замыкания, %. Относительное реактивное сопротивление линии: x S б л x удl, 2 U б где x уд удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км. Ток короткого замыкания определяется по формуле: Iкз = Iб Х рез ; Амплитуда ударного тока КЗ определяется по формуле: i уд = 2,55 Iкз Схема замещения: Изобразим схему замещения и расставим на ней расчетные точки мест коротких замыканий, необходимых для проекта. Рисунок 5 схема замещения проектируемой сети: Но в параллельной работе трансформаторы на ГПП 21 бывают только в момент переключений, поэтому будем считать токи кз по режиму с одним ТДТН В этом случае схема замещения имеет вид представленный на рисунке 6 Рисунок 6 схема замещения 28

29 2.5.3 Расчет токов кз в точках К1 и К2 Рассчитаем сопротивления всех участков сети. Для линий будем учитывать только реактивные сопротивления: Х уд для ВЛ =0,4 Ом/км; Относительное сопротивление Вл 110 кв от системы до ГПП равно Х вл110 = 0, = 0,68 Относительное реактивное сопротивление трансформаторов ГПП. Относительное реактивное сопротивление тр-ра равно его индуктивному, так как активная его составляющая незначительна На ГПП установлены два двухобмоточных трансформатора марки ТДТН 25000/110/35/6 имеющих следующие параметры Uк = 10.5% ; Sн= 25 МВ*А; Р к= 120 квт Uкз % = Z% = 10.5%, это и есть его полное сопротивление в % тогда Х = Z = = Относительное реактивное сопротивление ВЛ 6кВ от ГПП до КТП равно: Х вл 6 = 0,4 1, ,3 2 =22,67 Относительное реактивное сопротивление трансформатора КТП равно: 29

30 Х ктп = Z = = 0.055; Рассчитаем ток КЗ в точке 1 Х рез 1 = Х вл110 + Х т гпп + Х вл 6 =23, I б1 = = 137,5 ка 3 6,3 I КЗ1 = 137,5 = 5,86 ка 23,46 i уд 1 = 1,8 5,86 = 10,55кА Рассчитаем ток КЗ в точке 2 Х рез 2 = Х вл110 + Х т гпп + Х вл 6 + Х ктп = 23,52 I б2 = ,4 = 2173,91кА I КЗ2 = 2173,91 23,52 = 92,43 ка i уд 2 = 1,8 92,43 = 166,37 ка Результаты расчетов сведем в таблицу 9 Таблица 9 Токи КЗ Параметр КЗ К1 К2 Uср, кв 6,3 0,4 Х*рез 23,46 23,52 Iб, ка 137, ,91 Iкз, ка 5,86 92,43 Iуд, ка 10,55 166,37 30

31 2.6 Выбор оборудования КТП Выбор типа КТП В качестве трансформаторной подстанции для проектируемого поселка выберем КТП киоскового типа. Технические параметры КТП представлены в таблице 10 Таблица 10 Технические параметры Наименование Значение Мощность силового трансформатора, ква 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000 Номинальное напряжение на стороне высокого напряжения (ВН), кв 10; 6 Номинальное напряжение на стороне низкого напряжения (НН), кв 0,4 Ток термической стойкости на стороне НН, ка 51 Ток термической стойкости на стороне ВН, ка 20 Исполнение по вводу ВН воздушный, кабельный Исполнение по выводу НН воздушный, кабельный Степень защиты по ГОСТ IP23 Количество отходящих линий, не более 15 (для РПС — 6) Габаритные размеры (одного корпуса), не более 2600х2000х2300 (3000x2000x2300) мм. Масса не более, кг 1300 Спецификация оборудования, входящего в КТП Наименование Обозначение 1 Выключатели нагрузки 10(6) кв QW 2 Разъединитель РВЗ-10(6) кв QSG 3 Разрядник вентильный РВО или ОПН 10(6) кв FV1-FV3 31

32 4 Разрядник вентильный РВН или ОПН 0,4 кв FV4-FV6 5 Предохранитель ПКТ 10(6) кв FU1-FU3 6 Разъединитель РЕ19-41 (1000А) 0,4кВ Q 7 Выключатель автоматический вторичных цепей 16 А QF1-QF6 8 Трансформатор тока ТА1-ТА3 9 Счетчик электрической энергии PL 10 Фотореле KL 11 Пускатель магнитный ПМ KM 12 Патрон потолочный Е27 HL 13 Вольтметр В PV 14 Розетка штепсельная 36 В XS1 15 Розетка штепсельная 220 В XS2 16 Выключатель автоматический или рубильник с предохранителями QFA Электрическая однолинейная схема КТП представлена на рисунке 7 32

33 Рисунок 7 Эскиз КТП представлен на рисунке 8 33

34 Рисунок 8 34

35 2.6.2 Выбор автоматических выключателей 0.4 кв Автоматические выключатели (автоматы)предназначены для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки электрических сетей и приемников, а также для нечастых включений и отключений. Выбирают автоматы по номинальному току потребителя и проверяют по пусковому току подключаемого двигателя (для автоматов с электромагнитным расцепителем). Выберем автоматы для каждой группы потребителей, а также главный вводной автомат. Результаты сведем в таблицу 11 Таблица 11 I ном Тип автомата потребитель потребителя, А Фидер ВА А 35кА РЭ2000А I ном автомата,а 200 Фидер ВА А 35кА РЭ2000А 200 Фидер ВА А 35кА РЭ2000А 200 Фидер ВА А 35кА РЭ2000А 200 Фидер ВА А 35кА РЭ1250А 125 Главный вводной 585 ВА А 35кА РЭ6000А

36 2.6.3 Выбор сечения шин Согласно Правил устройства электроустановок, п сборные шины и ошиновки в пределах распределительного устройства по экономической плотности тока не проверяются, поэтому выбор производится по длительно допустимому току, который для РУНН равен 585 А. По таблицам принимаем шины прямоугольного сечения (50 5) мм, допустимый ток (I ДОП ) которых равен 665 А, сечение 250 мм 2. замыкания проверка шин на термическую стойкость к токам короткого Минимальное сечение шин по условию термической стойкости определяется по формуле: q min В С К, где qmin минимальное сечение шин, мм2; где ВК — тепловой импульс, ка2 с; IТ — ток термической стойкости аппарата, ка; tт — время термической стойкости, с. Тепловой импульс определяется по формуле: В К 2 I ( t ОТК Т ), где tотк — время отключения короткого замыкания, с ТА — постоянная времени цепи короткого замыкания, с.( среднее 0,045) Время отключения короткого замыкания определяется по формуле: t ОТК t З tв, где tз время действия релейной защиты, с, принимается равным 0,3; tв полное время отключения выключателя, с. 36

37 С коэффициент для алюминия, равный 88. q min 6 384, ,46 ( ìì ) 88 что меньше принятого сечения 250 мм2, следовательно шины термически стойки к токам трехфазного короткого замыкания Проверка шин на механическую прочность: формуле: Наибольшее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании определяется по f (3) У i а, 0,07 м. где f(3) наибольшее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании, Н/м; а наименьшее расстояние между фазами, м, принимается для напряжения 0.4 кв равным f (3) , ,5 (êh / ì ) 0,07 Определение напряжения в материале при воздействии на него изгибающего момента производится по формуле: М РАСЧ W, МПА; где σрасч напряжение в материале при воздействии на него изгибающего момента, М изгибающий момент, Н м; W момент сопротивления шины, см3. 37

38 Определение изгибающего момента производится по формуле: М f 10 (3) 2, где l — пролет между изоляторами, м. Пролет между изоляторами определяется при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц и рассчитывается по формуле: 2 173,2 200, S где τ момент инерции, см4; S площадь поперечного сечения шины, см2. Момент инерции определяется по формуле: 3 b h 12, где τ момент инерции, см4; b высота шины, мм; h ширина шины, мм ,2 ( cì ) Полученное значение момента инерции подставляется в формулу : 2 173, ,2 0,5 5 1,25 ( ì ) Полученное значение пролета между изоляторами подставляется в формулу: 38

39 Ì 68,5 1, ,7 (êh ì ) Момент сопротивления шины определяется по формуле: W b h 6 2, W ,1 ( cì ) (2.23): Значения пролета между изоляторами и момент инерции шины подставляются в формулу ÐÀÑ 10,7 2,1 5,1 ( ÌÏà ) Для алюминия марки АДО допустимое напряжение в материале σдоп = 70 МПа. ÐÀÑ 5,1 ÌÏà ÄÎÏ 70ÌÏà Следовательно выбранные шины механически прочны к динамическому воздействию токов короткого замыкания. 39

40 2.6.4 Выбор выключателя 6 кв В качестве коммутирующего аппарата на стороне высокого напряжения выберем выключатель нагрузки автогазовый типа ВНА-10/630 с заземляющими ножами Выключатели ВНА предназначены для включения и отключения под нагрузкой участков цепей трехфазного тока напряжением 6 (10) кв, частотой 50 Гц, а также заземления отключенных участков при помощи заземляющих ножей. Выключатель нагрузки устанавливается в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), камерах обслуживания (КСО), комплектных распределительных устройствах (КРУ). Выключатели ВНА относятся к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством. Гашение дуги осуществляется потоком газов, выделяющихся из стенок дугогасящей камеры при воздействии на них гасимой дуги. Управление осуществляется отдельным приводом, связанным с выключателем нагрузки, монтируемым на месте установки выключателя. Тип привода: пружинный (ручной) или электроприводом. По расположению привода ВНА может быть с левосторонним приводом (ВНА- Л) и с правосторонним приводом (ВНА-П).Механический ресурс до первого капитального ремонта не менее 2000 операций. Межремонтный ресурс 1000 циклов до первого среднего ремонта в течение срока службы 4 года. Срок службы выключателя нагрузки — 25 лет. Технические характеристики выключателя представлены в таблице 12 Наименование параметра Ед. изм. Значение Номинальное напряжение кв 10 Номинальный ток А 630 Номинальное начальное значение периодической составляющей ка 20 сквозного тока короткого замыкания ка Масса с заземляющими ножами (с заземляющими ножами и предохранителями) кг 52 (87) кг 52 (87) кв Выбор трансформаторов тока для проектируемой КТП на стороне 0.4 Трансформаторы тока предназначены для применения в схемах учета электроэнергии при расчетах с потребителями, для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам ( счетчикам электроэнергии) и / или устройствам защиты и управления. Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям: 40

41 по напряжению установки Uуст Uн; по длительному току Iмах Iн; на термическую стойкость — Вк IТ2 tт. По каталогу выбираем трансформатор тока типа ТТИ-А 600/5А 5ВА класс 0,5 ИЭК, номинальный ток (IН) которого равен 600 А. Расчетные данные и характеристики трансформатора тока приводятся в таблице 13 Таблица13 Выбор трансформатора тока ТРАНСФОРМАТОР ТОКА УСЛОВИЯ РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ТИПА ВЫБОРА ТТИ-А 600/5А 5ВА Uуст Uн Uуст = 0,4 кв Uн= 0,66 кв Iмах Iн Iмах = 585 А Iн = 600 А Вк IТ2 tт Вк = 384 ка2 с Вк = 500 ка2 с Выбор предохранителей в цепи 6кВ Предохранители предназначены для защиты электрооборудования и сетей от токов короткого замыкания и недопустимых длительных перегрузок Условия выбора предохранителей : по напряжению установки — Uуст Uн; по номинальному току — I раб. макс Iном; по конструкции и роду установки (наружная, внутренняя); по току отключения- Iкз I откл.п, где I откл.п предельно отключаемый ток выберем из каталогов предохранитель с кварцевым заполнением типа ПКТ ,5-20У1 Технические характеристики предохранителя представлены в таблице 14. Таблица 14 Тип предохранителя Uном, кв Iном.А I откл.п Климатическое ка исполнение ПКТ ,5-20У1 6 31, У 41

42 Эскиз предохранителя (одной фазы) представлен на рисунке 9 Рисунок Выбор разъединителя (рубильника) на стороне НН Разъединители предназначены для отключения и включения цепей без тока и для создания видимого разрыва цепи в воздухе. Выбор разъединителей производится по следующим параметрам: по напряжению установки U уст U н ; по длительному току I раб.max I н ; проверка на электродинамическую прочность — ί У ί дин ; на термическую стойкость В К I Т2 t Т. По каталогам выберем для КТП разъединитель ( рубильник) типа РЕ на номинальный ток 1000А Разъединитель серии РЕ предназначен для проведения номинального тока и нечастых включений и отключений электрических цепей без нагрузки номинальным напряжением до 1000 В в устройствах распределения электрической энергии. Расчетные данные и характеристики разъединителя приводятся в таблице 15 Таблица15 Выбор разъединителя (рубильника) УСЛОВИЯ РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ РЕ

43 ВЫБОРА Uуст Uн Uуст = 0,4 кв UН = 0,66 кв Iмах Iн Iмах = 585 А IН = 1000 А ί У ί дин ; ί У= 166 ка ί дин =180 ка Вк IТ2 tт Вк = 384 ка2 с ВК = 900 ка2 с Эскиз рубильника представлен на рисунке 10 рисунок Расчет заземляющего устройства КТП Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях. Заземляющие устройства должны быть механически прочными, термически и динамически прочными к токам замыкания на землю. Рассчитаем контурное заземляющее устройство КТП Удельный расчѐтный коэффициент сопротивления грунта: 1 2 L L H t H t, Ом м 1 Обозначение Наименование полосы 2 полосы Ед. изм. Значе- ние 1 удельное сопротивление верхнего слоя грунта Ом*м

44 2 удельное сопротивление нижнего слоя грунта Ом*м k 1 климатический коэффициент для вертикальных электродов 1.35 L длина вертикального заземлителя м 2.50 H толщина верхнего слоя грунта м 1.00 t ïîëîñû глубина заложения горизонтального заземлителя м Ом м Обозначение Сопротивление одного вертикального заземлителя r в Наименование 0 1,366k L 2 L lg 0,95b 1 2 4t L lg, Ом 4t L Ед. изм. Значе- d Диаметр стержня мм t расстояние от поверхности земли до середины заземлителя м 1.95 ние rв Ом Предполагаемое количество вертикальных заземлителей n пр rв R н в Обозначение Наименование Ед. изм. Значе- ние R н нормируемое сопротивление растеканию тока в землю Ом 4.00 в коэффициент использования вертикальных заземлителей 0.54 nпр 24 шт. 44

45 чение Зна Обозначение изм. Ед. Наименование чение h расстояние между заземлителями м 2.22 Предполагаемая длина горизонтального заземлителя lг м Сопротивление горизонтального заземлителя 2 0,366 k г г 2, lг г полосы r l lg b t Ом Обозна- Наименование Ед. изм. Значе- b ширина стальной полосы мм k 2 климатический коэффициент для горизонтальных электродов 5.75 г коэффициент использования горизонтальных электродов 0.30 ние rг Ом Полное сопротивление заземлителей R rг R r R г н, н Ом R 4.25 Ом Уточнѐнное количество вертикальных заземлителей с учѐтом соединительной полосы 45

46 n r R в, в шт n 18 шт Принимаем к установке 18 вертикальных заземлителей. Длина горизонтального заземлителя м. Рисунок 11. Установка одиночного заземлителя в двухслойном грунте. 46

47 Рисунок 12 Конструкция заземляющего устройства. Полоса м 2.22 м 47

48 Эскиз контура заземления представлен на рисунке 13 Рисунок 13 48

49 3. Технико -экономическое сравнение вариантов электроснабжения коттеджного поселка. Для окончательного выбора варианта электроснабжения проектируемого объекта (по первому варианту ВЛИ 0.4кВ, по второму варианту КЛ 0.4 кв) необходимо сделать их техникоэкономическое сравнение. Выбор наиболее целесообразного и экономичного из возможных вариантов электроснабжения микрорайона производится на основании технико-экономических расчѐтов по типовым методикам эффективности капиталовложения. Выявления наиболее экономичного варианта схемы электроснабжения производится по минимуму приведѐнных затрат, учитывающие годовые эксплуатационные расходы и капитальные затраты схемы электроснабжения. Капиталовложения или поток инвестиций будут включать в себя затраты для сооружения системы электроснабжения, т.е. стоимость кабельных линий (КЛ), распределительных устройств (РУ) и т.д. Текущие денежные затраты будут складываться из затрат на оплату труда обслуживающего персонала, отчислений в ремонтный фонд, стоимость потерь электроэнергии в элементах системы электроснабжения и т.д. При сравнении вариантов учитываются только те денежные потоки, которые различаются по вариантам. Одинаковые денежные потоки из расчета исключаются. То есть для сравнения вариантов не будем учитывать затраты на КТП и ВЛЗ 6кВ, так как они идентичны по вариантам. 3.1 Экономический расчѐт воздушных и кабельных линий Потери электроэнергии в воздушной линии W ВЛ, квт ч, определяются по формуле где S 2 Г — расчѐтная мощность на головном участке, кв А; U н — номинальное напряжение линии, кв; R л.эк — эквивалентное сопротивление линии, рассчитываемое по формуле: 49

50 где S i, R i — соответственно, полная мощность, кв А, и активное сопротивление, Ом, i — того участка ВЛ. формуле: Стоимость потерь электроэнергии в воздушных линиях И пот.вл, т.руб., определяется по формуле: Со для расчетов примем 1руб 56 копеек за 1 квт*час. Стоимость воздушной линии (без стоимости сооружения) C ВЛ, т.руб., определяются по где С уд.вл -стоимость 1 км воздушной линии соответствующего сечения тыс.руб.; L ВЛ — длина участка воздушной линии, км. Расчет капитальных затрат на сооружение воздушных линий производится по формуле: где К строит — капитальные затраты на строительство воздушной линии, т.руб. формуле: Капитальные затраты на строительство воздушной линии К строит, т.руб., определяются по где К уд.строит — стоимость строительных работ 1 км воздушной линии, т.руб., 50

51 соответствующем масштабе. — суммарная длина воздушных линий, км, определяется с генплана в Потери электроэнергии в кабельной линии определяются по формуле: где — потери мощности в кабельной линии, квт; Ò ìï 2 ì 0,124 ( ) * Òð — время максимальных потерь, ч/год, где Т р календарное время работы трансформатора (ч/год), в расчѐтах принимаем Т р = 8760 ч/год; формуле: Стоимость потерь электроэнергии в кабельных линиях И пот.вл, т.руб., определяется по формуле: Стоимость кабельной линии (без стоимости траншеи) C КЛ, т.руб., определяются по где С уд.кл — стоимость 1 км линии при прокладки кабеля в траншеи, т.руб., L КЛ — длина участка кабельной линии, км. Расчет капитальных затрат на прокладку кабельных линий производится по формуле где К транш — капитальные затраты на рытьѐ и засыпку траншей, т.руб. 51

52 Капитальные затраты на рытьѐ и засыпку траншеи механизированным способом К транш, т.руб., определяются по формуле: где К уд.транш — стоимость строительных работ по прокладки кабеля в траншеи на 1 км., т.руб, принимается в зависимости от количества кабелей проложенных в одной траншеи, наличие или отсутствия переходов и категории сложности работы; SL транш — суммарная длина траншеи с одинаковым количеством кабелей, км, определяется с генплана в соответствующем масштабе. 3.2 Расчѐт издержек и капитальных затрат Суммарные ежегодные издержки И, т.руб.,по вариантам определяются по формулам: И 1 = И пот.вл + И аморт.вл + И экспл.вл И 2 = И пот.кл + И аморт.кл + И экспл.кл где И аморт.вл, И аморт.кл, — амортизационные отчисления соответственно по воздушным и кабельным линиям, т.руб., определяемые по формулам: И аморт.вл = К вл Н аморт.вл И аморт.кл = К кл Н аморт.кл где Н аморт.вл, Н аморт.кл — нормы амортизационных отчислений на капитальный ремонт и реновацию соответственно для воздушных и кабельных линий, %. Для воздушных линий электропередачи на деревянных антисептированных опорах до 20 кв с изолированными самонесущими проводами Н аморт.вл = 4% ; Для кабельных линий с алюминиевой оболочкой проложенных в земле, на напряжения до 52

53 10 кв, Н аморт.кл = 4.3%. И экспл.вл, И экспл.кл, — эксплуатационные издержки соответственно по воздушным и кабельным линиям, т. руб., определяемые по формулам: И экспл.вл = К вл Н экспл.вл И экспл.кл = К кл Н экспл.кл где Н экспл.вл, Н экспл.кл, -коэффициенты отчислений на эксплуатацию и текущий ремонт для воздушных и кабельных линий, %. Для воздушных линий электропередачи на деревянных антисептированных опорах до 20 кв и с изолированными самонесущими проводами Н экспл.вл = 0.3% Для кабельных линий с алюминиевой оболочкой проложенных в земле, на напряжение до 10 кв, Н экспл.кл = 2%. В итоге приведѐнные затраты З, т.руб., составят равным 15%. где Е Н — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, принимается Полученные результаты расчетов сведем в таблицу 16. Таблица 16.Технико- экономические показатели сравниваемых вариантов. Наименование показателя Вариант 1 ВЛИ 0,4 кв Вариант 2 КЛ 0,4 кв Потери электроэнергии, квт*ч 21378, ,2 Стоимость потерь электроэнергии, 33,35 42,23 т. руб Капитальные затраты на строительство линии, тыс. руб 1667,9 1830,7 53

54 Амортизационные отчисления, т. 66,7 78,72 руб Эксплуатационные издержки, т.руб 5 36,6 Суммарные ежегодные издержки, 105,1 157,6 тыс.руб Приведенные затраты, тыс.руб 355,3 432,21 Анализируя полученные результаты можно сделать вывод о том, что 1 вариант по всем показателям примерно на треть экономичнее чем второй вариант. 3.3 Расчет показателей эффективности инвестиций. Сравним проектные варианты по следующим показателям эффективности инвестиций: Срок окупаемости — Т окуп, чем он меньше, тем выгоднее вариант Норма прибыльности — Н инв приб, чем выше,тем выгоднее вариант Точка безубыточности — Q тб Расчет срока окупаемости. Срок окупаемости — период времени, необходимый для того, чтобы доходы, генерируемые инвестициями, покрыли затраты на инвестиции Рассчитаем по вариантам срок окупаемости по формуле: Т окуп = Инв Эффект где Эффект чистая прибыль ( за вычетом издержек),полученная от реализации квт*ч электроэнергии. Эффект рассчитаем по формуле: Эффект = W Co Где W минимальное годовое потребление электроэнергии поселком, квт*ч; Со тариф на электроэнергию (примем 1, 56 руб за квт*ч), тогда: Отсюда получим: Эффект = ,56 = руб. 54