Электроснабжение жилого микрорайона

ВВЕДЕНИЕ

Развитие нетрадиционных видов энергетики в Крыму По мнению экспертов, Крым является наиболее перспективным регионом для развития нетрадиционной энергетики. Крым является энергодефицитным регионом. Их физический износ приводит к существенным потерям электроэнергии. Кроме того, динамичное развитие курортно-рекреационной сферы Крыма ведет к дальнейшему росту потребления электроэнергии. Все эти факторы вызывают необходимость поиска новых альтернативных источников энергии и внедрения энергосберегающих технологий.

Крымский полуостров имеет благоприятное географическое положение, которое способствует развитию альтернативных источников энергии.

Наиболее распространенные альтернативные источники энергии в Крыму — это:

· Солнечная энергетика

· Ветроэнергетика

· Малая гидроэнергетика

· Геотермальные установки Солнечная энергетика Вся история солнечных батарей укладывается в последние полвека. Впервые они были изобретены в 50-х гг., первое применение нашли в космосе. Лишь позже они спустились на Землю и стали верно служить человечеству. На крымском полуострове уровень солнечной активности приравнивается к уровню на территории Северной Италии, где на сегодняшний день используется огромное количество солнечных инсталляций.

На полуострове западные специалисты подошли с ответственностью к выбору места под будущий «Солнечный парк».

В первую десятку крупнейших солнечных электростанций мира вошли сразу две построенные в 2011 году компанией ActiveSolar в Крыму _ в Перово и Охотниково.

Для энергетического комплекса Крыма точкой начала координат стал 2010 год. Тогда компания «Актив Солар» начала строительство крупных — даже по европейским меркам — электростанций, работающих на солнечной энергии.

Два следующих года дали значительный прирост выработки «зеленой» электроэнергии, продолжения этой экспансии ждали и в 2013 году, но солнечный рекорд прошлых лет не повторился. В Крыму уже построены четыре промышленные солнечные электростанции, их общая мощность составляет более 220 мегаватт (около ¼ атомного энергоблока). Этого достаточно, чтобы обеспечить потребности в электричестве более 57 тысяч домохозяйств. Эксперты утверждают, что солнечная энергетика является одной из наиболее перспективных и динамично развивающихся отраслей мировой экономики.

Ветреная энергетика Наиболее перспективным эксперты считают развитие в Крыму ветроэнергетики. Известно, что мировые запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. В Крыму мощность всех существующих ВЭС составляет всего 45,8 МВт.

Кроме уникальных природно-климатических особенностей, развитие в Крыму ветроэнергетики возможно в связи с наличием свободных земельных площадей, пригодных для размещения ВЭС, а также из-за высоких экологических требований к энергопроизводящим и топливопотребляющим объектам, связанных с развитием в регионе индустрии отдыха и туризма. По мнению экспертов, использование ветровой энергии не территории Крыма возможно по двум основным направлениям. Во-первых, это строительство ВЭС мощностью более 100 кВт, которые будут работать параллельно с общей энергосистемой. Во-вторых, строительство ветроустановок небольшой мощности для обеспечения энергией отдельных объектов (ферм, жилых зданий и других). Однако на практике развитие в Крыму ветроэнергетики сталкивается с серьезными проблемами:

1. Недостаточно мощности. Для того чтобы реализовать на территории Крыма «наполеоновские» планы ученых, необходима установка ветрогенераторов с единичной мощностью 2−3 МВт. В «Крымэнерго» говорят, что сети не смогут обеспечить стабильную подачу электроэнергии такой мощности. Поэтому Крым за счет нескольких ВЭС сегодня обеспечивает только 1% от своих потребностей в электроэнергии.

2. Недостаточно средств. При разработке ВЭС в Крыму государство сообщило, что не имеет достаточных финансов для спонсирования данного проекта и отказалось сотрудничать.

В том числе и потому, что развитие сети мощных ВЭС способно нанести убытки имеющим серьезное лобби в государственных структурах энергетическим компаниям.

Появление в Крыму дополнительных мощностей ветровых электрических станций даст импульс для ускоренной реконструкции электрических сетей, позволит решить ряд социальных задач, связанных с созданием новых рабочих мест и выполнением производственных заказов на крымских предприятиях. Но пока что все это светлое будущее, нарисованное на бумаге.

Малая гидроэнергетика В Крыму имеется большое количество рек с расходом воды 2 м/сек, достаточным для работы турбины, на которых можно установить каскад микроГЭС. Турбины малой мощности (опытные образцы) уже изготовлены и ждут своего внедрения. МикроГЭС — это экологически чистые предприятия, они могли бы снабжать электроэнергией туристские предприятия горного Крыма, службы заповедников и другие удаленные точечные объекты.

Освоение потенциала малых рек и использование свободного напора в существующих системах водоснабжения и канализации городов Крыма с использованием установок малой гидроэнергетики помогает решить проблемы улучшения энергоснабжения многочисленных потребителей и их экологической безопасности.

К объектам малой гидроэнергетики относятся мини-ГЭС — мощностью до 100 кВт, микро-ГЭС — до 100 кВт и собственно малые ГЭС — 15−25 МВт.

Общая устанавливаемая мощность малых гидроэлектростанций в Крыму может составить около 6900 кВт, в том числе на: Чернореченском водохранилище — 3200 кВт, Партизанском — 250 кВт, Межгорном — 730 кВт, Ялтинской системе — 2100 кВт, Феодосийском водохранилище — 170 кВт, канализационных очистных сооружениях Феодосии — 200 кВт, Керчи — 250 кВт.

Внедрение данных энергосберегающих мероприятий позволит сократить на 25 -80% потребление электроэнергии на существующих инженерных сооружениях и сетях жилищно-коммунального хозяйства Автономной Республики Крым и улучшить экологическую обстановку в санаторно-курортных зонах Крыма.

Эксплуатация малых ГЭС в Крыму дает возможность дополнительно производить до 5 млн кВт/ч электроэнергии в год, что эквивалентно ежегодной экономии до 1,5 тыс. т дефицитного органического топлива.

К основным направлениям развития малой гидроэнергетики в Крыму следует отнести:

— установку на малых реках свободнопотоковых микро-ГЭС мощностью от 0,5 до 5,0 кВт;

— проведение работ по созданию атласа малых рек Крымского региона с определением сезонных расходов воды, скорости течения на разных уровнях высоты паводков и др. данных;

— уточнение потенциала гидроэнергетических ресурсов малых рек и существующих инженерных гидросооружений для строительства микро-ГЭС;

— разработку инвестиционных проектов по строительству объектов малой гидроэнергетики;

— разработку системы государственного стимулирования внедрения установок малой гидроэнергетики.

Геотермальные установки Основные перспективные направления использования геотермальной энергии в Автономной Республики Крым и технические решения по их реализации определены и разработаны институтом технической теплофизики Национальной Академии наук (НАН). В настоящее время доведены до опытно-промышленной и промышленной стадии внедрения следующие технологии и установки по использованию геотермальной энергии:

— системы геотермального теплоснабжения населенных пунктов, промышленных, сельскохозяйственных, социальных, коммунально-бытовых и др. объектов;

— геотермальные электростанции;

— системы теплои хладоснабжения с подземными аккумуляторами теплоты;

— геотермальные сушильные установки для сушки различной сельхоз-продукции, лекарственных трав и др.;

— геотермальные холодильные установки;

— системы геотермального теплоснабжения теплиц.

В то же время, для широкого развития геотермальной энергетики в Крыму требуется проведение первоочередных научных и технических работ в следующих направлениях:

обоснование ресурсо-сырьевой базы; составление кадастров перспективных месторождений, перечень скважин, которые показывали наличие геотермальных ресурсов; постановка задач по организации поисковых геологоразведочных работ;

обоснование возможности и определение целесообразности создания промышленных теотермальных электростанций установленной мощностью от 10 до 100 МВт;

— разработка обоснований, проектирование и создание сети геотермальных энергоустановок небольшой мощности (0,5−3,0 МВт), которые бы работали на основе эксплуатации отдельных высокопродуктивных скважин на маломощных месторождениях и максимальной унификацией оборудования (создание блочно-модульных установок заводской подставки);

— обоснование возможности и целесообразности создания систем и установок для комбинированного использования геотермального тепла (от70°С) и органического топлива и строительства специальных ГеоТЭЦ на перспективных месторождениях;

— обоснование создания систем геотермального теплоснабжения крупных населенных пунктов в перспективных районах мощностью 10−100 МВт;

— привлечение в топливно-энергетический комплекс Крыма тепловых геотермальных ресурсов, имеющихся на действующих нефтегазовых месторождениях с использованием существующего и вводимого фонда скважин и действующего оборудования, создание сети мелких установок геотермального теплоснабжения и горячего водоснабжения мощностью 1−5 МВт с использованием отдельных высокопродуктивных скважин, а также создание систем и установок за пределами нефтяных и газовых месторождений;

— создание технологий и оборудования для привлечения тепла «сухих» горных пород и строительство на их основе систем геотермального теплоснабжения.

Растущие ежегодно инвестиции в альтернативные источники энергии в Крыму составляют уже четверть всех инвестиций в сектор энергетики. По некоторым прогнозам к 2040 году альтернативные источники энергии в Крыму будут удовлетворять более 50% потребностей полуострова в электричестве. Все прибрежные территории Черного и Азовского морей, а также области горного Крыма идеально подходят для создания ветряных электростанций. Только в прошлом году были введены в эксплуатацию более 500 ветрогенераторов с показателем общей мощности 60 МВт и произведено свыше 25 тыс. кВт — часов электроэнергии. В дальнейшем ожидается реализация очень крупных инвестиционных проектов в области ветровой энергетики на Керченском и Тарханкутском полуостровах.

Крым — это курортный регион. В связи с этим необходимо применение экологически чистых источников энергии. Совет Министров АРК рассматривает возобновляемую энергию, как приоритетную в сфере топливно — энергетического комплекса. Нетрадиционные источники энергии позволят не только снизить потребление органического топлива, но и улучшить общее экологическое состояние полуострова.

Так, что еще раз можно с гордостью и уверенностью сказать, что альтернативные источники энергии в Крыму — это экологическое будущее нашего полуострова!

1. Общая часть

1.1 Характеристика зданий микрорайона Микрорайон, представленный в этой курсовой работе, имеет 4 здания, 2 из которых электрифицированные жилые дома, 1 детский сад и 1 универсам. Расстояние от подстанции до данного микрорайона l=0,4 км. Отношение минимального тока короткого замыкания к максимальному току короткого замыкания равна Iк.з.мин Iк.з.макс=2632 кА

· Первый электрифицированный жилой дом располагается в корпусе № 8 и имеет 125 квартир, 16 этажей и 4 подъезда, соответственно 4 лифта, установленная мощность которых составляет Руст=9кВт., а .

· Второй электрифицированный жилой дом располагается в корпусе № 23 имеет 223 квартир, 16 этажей и 6 подъездов, соответственно 6 лифтов, установленная мощность которых составляет Руст=11 кВт., а .

· Детский сад располагается в корпусе № 46, имеет 280 мест, одноэтажное здание. Удельный показатель данного здания 0,4; а .

· Универсам располагается в корпусе № 8А и имеет площадь 700 м². Удельный показатель данного здания 1, а .

1.2 Выбор схемы электроснабжения микрорайона Существует 3 вида схем электрических сетей: радиальные, магистральные и смешанные.

При радиальной схеме электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределение энергии по их длине. Радиальные схемы выполняются изолированными кабелями или проводами. Они применяются:

· Для питания нагрузок большой мощности

· При неравномерном размещении электропривода в цехе

· Для питания ЭП во взрывоопасных, пожароопасных и пыльных помещениях.

Достоинства радиальной схемы:

1. Высокая надежность питания, т.к. аварийное отключение одной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

2. Удобство эксплуатации и автоматизации.

3. Простота схемы.

Недостатки радиальной схемы:

1.Большой расход продукции

2.Большое количество коммутационной и защитной аппаратуры

3.Ограниченая гибкость сети при перемещении ЭП Магистральные схемы — это линии питающие потребителей и имеющие распределение энергии по длине.

При магистральной схеме ЭП могут быть подключены в любой точке магистрали.

Такие схемы выполняются кабелями, шинами, проводами.

Достоинства магистральной схемы:

1.Лучшая загрузка линий.

2. Упрощение схем коммутации защиты

3. Высокая гибкость сети, дающая возможность свободно перемещать технологическое оборудование.

4. Более высокая экономичность, так как уменьшаются расходы на сооружение линий, расход цветных металлов, коммутационной и защитной аппаратуры.

5. Возможность ведения монтажа индустриальными методами.

Недостатки магистральных схем:

1.Схема менее надёжна

2.Трудности при отыскании места повреждения магистрали.

Для того чтобы правильно выбирать различные схемы электроснабжения жилых домов, необходимо знать о трех категориях обеспечения надежности электроснабжения электроустановок.

Самая простая категория — третья. Она предусматривает питание жилого дома от трансформаторной подстанции посредством одного электрического кабеля. При этом при возникновении аварийной ситуации перерыв в электроснабжении дома должен быть менее 1 суток.

При второй категории надежности электроснабжения жилой дом запитан двумя кабелями, подключенными к разным трансформаторам. В этом случае при выходе из строя одного кабеля или трансформатора, электроснабжение дома на время устранения неисправности осуществляется посредством одного кабеля. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое дежурному электротехническому персоналу для подключения нагрузок всего дома к работающему кабелю.

Есть две разновидности питания дома от двух разных трансформаторов. Либо нагрузки дома равномерно распределены по обоим трансформаторам, а в аварийном режиме подключены к одному, либо в рабочем режиме задействован один кабель, а второй является резервным. Но в любом случае кабели подключены к разным трансформаторам. Если в электрощитовую дома проложены два кабеля, один из которых является резервным, но имеется возможность подключать эти кабели только к одному трансформатору подстанции, то мы имеем только третью категорию надежности.

При первой категории надежности электроснабжения жилой дом запитан двумя кабелями, так же как и при второй категории. Но при выходе из строя кабеля или трансформатора, нагрузки всего дома подключаются к работающему кабелю при помощи устройства автоматического включения резерва (АВР).

Существует особая группа электроприемников (пожарная сигнализация, системы дымоудаления при пожаре, эвакуационное освещение и некоторые другие), которые всегда должны быть запитаны по первой категории надежности. Для этого используют резервные источники электроснабжения — аккумуляторные батареи и небольшие местные электростанции.

По существующим нормативам по третьей категории надежности осуществляют электроснабжение домов с газовыми плитами высотой не более 5 этажей, дома с электроплитами с количеством квартир в доме менее 9 и дома садоводческих товариществ.

Электроснабжению по второй категории надежности подлежат дома с газовыми плитами высотой более 5 этажей и дома с электроплитами с количеством квартир более 8.

По первой категории надежности в обязательном порядке осуществляют электроснабжение тепловых пунктов многоквартирных домов, в некоторых домах и лифты. Следует отметить, что по первой категории в основном осуществляют электроснабжение некоторых общественных зданий: это здания с количеством работающих свыше 2000 человек, операционные и родильные отделения больниц и т. д.

В жилых и общественных зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до штепсельных розеток, выполняют трехпроводными линиями (фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводники) Так как в данном микрорайоне дома имеют 16 этажей, они относятся ко второй категории надёжности. В данном случае применима схема с двумя переключателями на вводах (Рис 1)

Рис. 1 Принципиальная схема электроснабжения жилых домов высотой 9−16 этажей с двумя переключателями на вводах. 1−2 трансформаторы, 3 предохранители, 4 переключатели, 5−6 ВРУ, 7−8 питающие линии.

При этом одна из питающих линий используется для присоединения электроприёмников квартир и общего освящения обще-домовых помещений, другаядля подключения лифтов, противопожарных устройств, эвакуационного и аварийного освящения и т. п. Каждая из линий рассчитана с учётом допустимых перегрузок при аварийном режиме. Перерыв питания по этой схеме не превышает 1 час, что достаточно электромонтерам для нужных переключений на ВРУ.

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок жилого микрорайона

2.1.1 Рассчитываем нагрузки жилых зданий по формуле Рж.д.=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв где Рж.д. — нагрузка жилого дома;

Ркв — нагрузка одного жилого дома в зависимости от кол-ва квартир;

Ку — коэффициент, учитывающий участие мощности силовых установок в максимуме нагрузки квартир, равный 0,9;

Рл — силовая нагрузка для лифтовых установок;

Рст — мощность сантехнического оборудования;

Росв — мощность освещения общедомовых помещений.

Рассчитываем нагрузку одного жилого дома в зависимости от кол-ва квартир Ркв₁=Ркв.уд*n=2,15*125=268,75кВт Ркв₂=Ркв.уд*n=2,15*223=479,45кВт где Ркв. удудельная нагрузка, соответствующая числу квартир; n-число квартир.

Рассчитываем силовую нагрузку для лифтовых установок Рл₁ = Кс.л.*Руст.*m = 0,8*9*4=28,8кВт Рл₂ = Кс.л.*Руст.*m=0,75*11*6=49,5кВт, где Кс.л.- расчетный коэффициент спроса для лифтовых установок; Руст. — установленная мощность электродвигателя лифта; m-количество лифтов.

Рассчитываем мощность сантехнического оборудования Рст₁ = Кс.с.т.*Рнас.*к=0,75*15*8=49,5кВт Рст₂ = Кс.с.т.*Рнас.*к=0,7*15*12=126кВт, где Кс.с.т. — коэффициент спроса сантехнических установок; Рнас. — мощность насосов; к — количество насосов.

Рассчитываем нагрузку освещения общедомовых помещений.

Росв₁ = Росв.л.кл+Росв.л.пл+Росв.л=Р1лам.*m*x+ Р1лам.*m*x+ Р1лам.*m= =0,1*4*16+0,1*4*16+0,1*4=13,2кВт Росв₂ = Росв.л.кл+Росв.л.пл+Росв.л=Р1лам.*m*x+ Р1лам.*m*x+ Р1лам.*m= =0,1*6*16+0,1*6*16+0,1*6=19,8кВт, где Росв.л.кл — расчетная нагрузка освещения лестничных клеток, Росв.л.пл — расчетная нагрузка освещения лифтовых площадок, Росв. л — расчетная нагрузка освещения лифтов, Р1лам. — мощность одной лампы, mколичество подъездов, x-количество этажей.

Рассчитываем нагрузки жилых зданий Рж.д.₁=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв=268,75+0,9*(28,8+49,5)+13,2=352,42кВт

Рж.д.₂=Ркв+Ку*(Рл+Рст)+Росв=479,45+0,9*(49,5+126)+19,8=657,2кВт

2.1.2 Рассчитываем мощность общественных зданий Робщ.зд.₁=Руд.*у=280*0,4=112кВт Робщ.зд.₂=Руд.*у=700*0,13=91кВт, где Руд.- удельная нагрузка здания, уплощадь, количество мест.

2.1.3 Рассчитываем мощность всего микрорайона Рмк.р. = ?Рж.д+?Робщ.зд.= 352,42+657,8+112+91=1213,22кВт, где? Рждсуммарная нагрузка жилых домов, ?Робщ.зд.- общественных зданий.

2.1.4 Рассчитываем ток всего микрорайона

2.1.5 Рассчитываем полную мощность всего микрорайона

Sр.===1318,72 кВА

2.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на подстанции Согласно заданию на курсовое проектирование и определённой в пункте 1.2. категории надёжности (II категория надежности) на трансформаторную подстанцию необходимо установить два силовых трансформатора. n=2

Определяем расчётную мощность одного трансформатора:

;

где Sр — мощность всего микрорайона; Kзткоэффициент загрузки трансформаторов для жилых микрорайонов равен 0,7; n-количество трансформаторов равное двум.

Выбираем силовой трансформатор номинальной мощностью Sн.т. по условию Sн.т.?Sр.т., т. е. 1000?941,9.

Определяем расчетный коэффициент загрузки трансформатора

;

Первое условие выполняется.

Производим проверку по перегрузочной способности по условию:

1,4*Sн.т.?0,85*Sмк.р.

1,4*1000>0,85*1318,72

1400>1120,94;

Второе условие выполняется.

Окончательно принимаем к установке два силовых трансформатора марки ТМ-1000.

2.3 Расчет токов короткого замыкания при минимальном и максимальном режиме работы источников питания в сетях напряжением до 1 кВ Рис. 1 Расчетная схема Рис. 2 Схема замещения Расчитываем индуктивное сопротивление системы при Uб1=10,5кВ; Uб2=0,4кВ.

Рассчитываем сопротивление кабельной линии.

Х_кл = х₀*L =0,447*0,4=0,18(Ом)

R_кл = r₀* L= 0,086*0,4=0,034 (Ом) Рассчитываем сечение питающей линии Для точки К1 определяем токи короткого замыкания — сверхпереходные токи I_п.о.

Приводим найденные сопротивления к напряжению Uб1. Kу=1,369

i_y.макс. = =1,41*1,368*16,15=31,27(кА)

i_y.мин. = =1,41*1,368*14,19=27,47(кА) Определяем токи для точки короткого замыкания К3. Сначала приводим сопротивления точки К2 к низшему напряжению U_б2 = 0,4 кВ.

=0,57мОм Находим активное и индуктивное сопротивления трансформаторов в методических указаниях.

Хтр=8,56 Ом

Rтр=1,9 Ом Находим сопротивления автоматического выключателя по методическим указаниям.

Iном.=1600А; Iдлит.доп.=2070А; S=120Ч10мм; Rавт.=0,14 Ом; Хавт.=0,08 Ом Определяем индуктивное и активное сопротивление шин.

xш. = xо*L=0,035*12=0,42 Ом

rш. = rо*L=0,157*12=1,884 Ом Для точки К2 определяем токи короткого замыкания — сверхпереходные токи I_п.о.

Рассчитываем ударные токи к напряжению Uб2. Kу=1,65.

i_y.макс. = =1,41*1,6*22,12=49,9(кА)

i_y.мин. = =1,41*1,6*21,98=49,6(кА)

2.4 Выбор высоковольтного оборудования подстанции В качестве высоковольтного оборудования подстанции выбираем разъединитель и выключатель нагрузки. Выбор осуществляем в табличной форме.

Таблица 1

Технические данные выключателя нагрузки.

При расчёте токов короткого замыкания выбирали сечение шинопровода. Проверяем выбранное сечение на термическую и динамическую стойкость.

Таблица 2

Технические данные разъединителя внутренней установки

2.5 Выбор токоведущих частей и электрооборудования подстанции Определяем расчетные токи зданий:

Расчетный ток детского сада:

Расчетный ток универсама:

Расчетная мощность 1 подъезда второго дома:

Расчетный ток 1 подъезда первого дома:

Расчетная мощность 1 подъезда второго дома:

Расчетный ток 1 подъезда второго дома:

Определяем сечение провода по номинальным токам

Iдл.доп. .=220А S.=70мм²

Iдл.доп. =180А S.=50мм²

Iдл.доп. под.1=180А Sпод.1=50мм²

Iдл.доп. под.2=220А Sпод.2=70мм²

Определяем автоматические выключатели:

— для детского сада:

Iн.а. ?Iр.

Iн.р.?1,25*Iр.

Iотс.?Кп.*Iр.

250 ?195,12

250?243,9

500?1,5*195,12=292,68

Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б

— для универсама:

Iн.а. ?Iр.

Iн.р.?1,25*Iр.

Iотс.?Кп.*Iр.

250 ?161,93

250?202,41

250?242,9

Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б

— для первого дома:

Iн.а. ?Iр.

Iн.р.?1,25*Iр.

Iотс.?Кп.*Iр.

250 ?155,12

250?193,9

250?232,68

Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б

— для второго дома:

Iн.а. ?Iр.

Iн.р.?1,25*Iр.

Iотс.?Кп.*Iр.

250 ?192,83

250?241,04

500?289,25

Выбираем автоматический выключатель типа А3720Б.

Проверка на термическую стойкость кабеля

1.Определяем величину теплового импульса КЗ — В_к, пропорционального количеству выделяемого при этом тепла.

В_к = I_п.о.* (t_отк+ Т_а) = 22,12²*(0,3+0,01)=151,68

где I_п.о — сверхпереходной ток короткого замыкания (максимальное значение);

t_отк — действительное время протекания тока КЗ t_отк = 0,3 с.

Т_а — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для напряжения 6…10 кВ Т_а = 0,01 с.

2. Определить значение минимального допустимого сечения, которое сможет отвести данный тепловой импульс

S_мин = S

Здесь С — термический коэффициент, принимаемый

— для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией на 6 кВ — 98; на 10 кВ — 100;

S_выбр — стандартное сечение кабеля.

Выбираем кабель с сечение 120 мм для всех потребителей.

Проверке на термическую стойкость шинопровода.

Где Вк — расчетная величина теплового импульса, С — термический коэффициент.

=120*10=1200 .

Выбранное сечение шин больше минимального, значит шинопровод прошел проверку на термическую стойкость.

Проверке на динамическую стойкость шинопровода.

Определяем силу, действующую на шину средней фазы при трехфазном КЗ.

где i_у — максимальный ударный ток на шинах низшего напряжения;

а — расстояние между осями фаз, определяется непосредственно для принятого к установке типа ячейки РУ 6 или 10 кВ; при отсутствии таких данных для ячеек КРУ можно принимать, а = 260 мм;

— расстояние между соседними опорными изоляторами, равное размеру ячейки КРУ по фасаду, для КРУ типа КМ-1Ф = 1125 мм, для остальных типов КРУ = 900 мм;

К_ф — коэффициент формы шин, для шин прямоугольной формы К_ф =1.

Находим изгибающий момент шин.

Н*мм Определяем момент сопротивления шины.

=,

Где b и h размеры шин. b-меньшая сторона, h-большая сторона.

Напряжение в материале шин, возникающее при воздействии изгибающего момента.

=.

Так как значение расчетного напряжения менее допустимогошины прошли проверку на динамическую стойкость.

2.6 Выбор и расчет релейной защиты силового трансформатора Защита силового трансформатора должна обеспечивать:

1. Защиту от токов коротких замыканий в виде максимально токовой защиты в двух фазном двухрелейном исполнении мгновенного действия.

Ток срабатывания защиты:

Iс.з.=Кн.*Iкз (Iпо.макс.для К1)=1,3*16,15=21кА=21 000А Для включения в неполную звезду коэффициент схемы равен 1. Кт.=10 000

Iс.р.==

электроснабжение микрорайон нагрузка замыкание Выбираем реле РТ-406 с током уставки 2,1

2. Защита от перегрузок выполняется в трехфазном трехлинейном исполнении на стороне низшего напряжения, защита выполняется с выдержкой времени большей времени пуска двигателя подключенного к силовому трансформатору. Выдержка времени 5 секунд.

3. Ток срабатывания защиты:

Iс.з=Кн*Iк.з=1,1*22 129=24332

Ток срабатывания реле защиты:

Чувствительность защиты проверяется с помощью коэффициента чувствительности Кч

4. Так как газовая защита устанавливается на заводе изготовителе для всех трансформаторов мощностью от 400кВА, расчет не требуется.

Для данной защиты установлено газовое реле ПГ-22.

2.7 Расчет заземляющего устройства подстанции Определяем сопротивление заземляющего устройства.

Rз.у._0,4кВ? 4 Ом

Rз.у._10кВ = = =62,5 Ом

Iз.====2А Из двух значений берем наименьшее 4 Ом.

Заземлители располагаем по периметру подстанции. В качестве заземлителей используем металлические стержни диаметром 14 мм длиной 5 м.

Тип почвы — глина с удельным сопротивлением с=40 Ом*м.

Учитываем сезонные колебания сопротивления грунта ш₂=1,36.

Расчетное значение удельного сопротивления грунта в месте установке заземления.

Р=2*(6,4+6,8)=26,4 м.

с_расч.= с*ш₂= 40*1,36=54,4 Ом*м Рассчитываем сопротивление 1 заземлителя.

Rоз.=0,227*с_расч=12,35 Ом Определяем необходимое количество заземлителей.

n==26,45=5,28=6шт.

Определяем величину сопротивления всего контура заземляющего устройства.

Rз.у. =; по таблице = 0,59.

Так как Rзу больше, чем Rз, 4>3,5; контур заземления рассчитан верно и 6 заземлителей расположенных по периметру подстанции обеспечат надежное заземление.

1. Методические указания и справочные материалы для выполнения курсовых и дипломных проектов студентам специальности 5.5 070 104 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий». Разработал преподаватель М. А. Качкарь 2013 г.

2. Справочные материалы для расчетов короткого замыкания в сетях напряжением до 1кВ. Разработал преподаватель М. А. Качкарь 2007 г.

3. Методические указания и справочные материалы для выполнения курсовых и дипломных проектов студентам специальности 5.5 070 104 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий» дневной и заочной формы обучения. Выбор проводов и кабелей, расчет силовых трансформаторов, выбор релейной защиты. Разработал преподаватель М. А. Качкарь 2004 г.