Введение 4
Раздел 1. Аналитический обзор 6
1.1 Анализ электроснабжения 33 комплекса 7
1.2 Требования к электроснабжению многоэтажных домов повышенной
комфортности 8
Раздел 2. Конструкторская часть 13
2.1 Расчет электрических нагрузок по микрорайону 14
2.2 Расчет распределительной сети 10 кВ 26
2.3 Выбор дизеля 30
2.4 Описание однолинейной схемы электроснабжения после
реконструкции 31
2.5 Заземление БКТП 34
2.6 Освещение БКТП 38
Раздел 3. Технологическая часть 45
3.1 Расчет токов короткого замыкания 46
3.2 Выбор электрооборудования 57
3.3 Релейная защита секционного выключателя 62
3.3.1 Расчет МТЗ 62
3.3.2 Расчет токовой отсечки 63
Раздел 4. Спецвопрос. Система сбора показаний счетчиков учета
электроэнергии 66
Заключение 73
Список литературы 76
Важным показателем уровня жизни общества является удельное потребление электрической энергии населением. Количество электроэнергии, приходящееся на человека, косвенно характеризует уровень комфортности жилья и степень совершенства инфраструктуры городов и других населённых пунктов. Увеличение потребления электроэнергии населением повышает требования по надёжности и энергоэффективности сетей электроснабжения разного уровня - от электросетей крупных мегаполисов до сетей отдельных многоквартирных домов. Для нашей страны это особенно важно в силу изношенности электросетевого оборудования и роста доли жилья повышенной комфортности, оснащённого мощной бытовой техникой. Развитие уличного освещения, световой рекламы и иллюминационного оформления городов так же предъявляет особые требования к системам электроснабжения.
На современном этапе требуется существенное повышение надежности электроснабжения городов в связи с массовой многоэтажной застройкой как административных, так и жилых районов города, возрастающей
электрификацией бытовой и коммунальной сфер, ростом категорийности электроприемников. Анализируя современные тенденции развития коммунально-бытовых и производственных процессов в городах, следует обратить внимание на то, что надежность их электроснабжения должна рассматриваться как комплексное свойство, состоящее из таких актуальных для городов свойств, как безопасность, живучесть и безотказность. Очевидно, что безотказность на уровне абсолютно бесперебойного электроснабжения всех районов мегаполисов обеспечить невозможно. Поэтому отдельные кратковременные погашения части электроприемников неизбежны из-за коротких замыканий и других случайных отказов энергооборудования. От таких отказов электроприемники высокой категории должны иметь индивидуальную защиту и резервирование.
Основные проблемы энергоснабжения городов связаны с живучестью и безопасностью. Под живучестью понимается способность системы энергоснабжения противостоять массовым отключениям потребителей на большой территории и на длительное время. Актуальным является также и безопасность, характеризующаяся экологической, социальной и техногенной защищенностью населения и окружающей среды.
Сегодня, и в частности в России, исследуются и формируются новые концептуальные положения развития электроэнергетики, соответствующие новым целям и тенденциям функционирования с использованием современных методов и средств управления, оборудования и технологий.
Целью выпускной работы являлось обеспечение надёжным электроснабжением потребителей 33 комплекса города Набережные Челны.
Микрорайон получает питание от распределительной подстанции РП 10 кВ по двум трёхжильным кабелям марки АВБбШв с сечением жилы 240 мм2, кабели проложены в земле. На территории микрорайона установлены 6 блочных трансформаторных подстанций. Категория надежности электроснабжения микрорайона в целом 2-ая, поэтому в БКТП по два силовых трансформатора. Четыре БКТП по два трансформатора соединены последовательно в луч, ТП5 запитывается от БКТП 2 и питает гаражи, поэтому как для 3-ей категории в ней установлен один силовой трансформатор ТМ-400/10. Вновь установленная БКТП 6 получает питание от БКТП 1, поэтому в трансформаторной подстанции БКТП 1 дополнительно установлены два шкафа для отходящих высоковольтных линий 10 кВ.
Во всех двухтрансформаторных БКТП установлены трансформаторы типа ТМГ - трёхфазные масляные герметичные, имеющие пониженные токи холостого хода и требующие минимального обслуживания. Мощности установленных трансформаторов 400 и 630 кВА. Все двухтрансформаторные БКТП имеют рабочую высоковольтную шину 10 кВ, секционированную на две части, и низковольтную рабочую шину 0,4 кВ, также разделённную на две секции. Между секциями установлен АВР (автомат включение резерва), состоящий из вакуумного выключателя и линейного разъединителя. На стороне 0,4 кВ между секциями установлен САВ (секционный автомат).
В РУ-10 кВ каждой БКТП установлены трансформаторы напряжения на каждой секции шин. Во всех питающих и отходящих линиях РУ 10 кВ установлены вакуумные выключатели и измерительные трансформаторы тока. Силовые трансформаторы защищены выключателями нагрузки с предохранителями. Схемы соединения обмоток силовых трансформаторов - треугольник/звезда с нейтралью.
Электроприёмники вновь строящихся жилых домов №1 и №2 19-ти этажей:
противопожарные устройства (пожарные насосы, системы подпора воздуха, дымоудаления, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре), лифты, аварийное освещение, огни светового ограждения - относятся по надёжности к 1 категории электроснабжения. Для электроприёмников 1 категории электроснабжения необходимо иметь три источника энергии. Во вновь установленной БКТП 6 установлено два силовых трансформатора 10/0,4 кВ. В качестве третьего источника питания используем дизель-генераторную установку на 0,4 кВ и к ней источник бесперебойного питания (ИБП). Дизель- генератор размещаем в подвале жилого дома.
Питающие и отходящие линии трансформаторных подстанций проложены в земле в траншеях. Вокруг БКТП на расстоянии 1 метра от стен подстанции выполнено заземление вертикальными заземлителями и горизонтальной полосой. Общее сопротивление подстанций согласно ПУЭ не превышает 4 Ом.
Молниезащита подстанций выполнена приёмной сеткой, расположенной на крыше под полимерным кровельным покрытием. Спуски от молниеприёмной сетки соединены с общим заземлением подстанций.
В конструкторской части проекта рассчитано освещение каждого помещения блочной трансформаторной подстанции. Освещение выполнено светодиодными лампами Led Road типа СПО 114-60S1 с потребляемой мощностью 34 Вт. Нормированная освещенность 75 лк.
В технологической части проекта рассчитаны токи короткого замыкания и выбрано электрооборудование для БКТП 6. Питающие линии защищают вакуумные выключатели типа ВВЭ, силовые трансформаторы защищают выключатели нагрузки с предохранителями. Для защиты секционного выключателя и АВР рассчитаны токи уставок релейной защиты. Выполнен расчет максимальной токовой защиты (МТЗ) и токовой отсечки.
В качестве спецвопроса составлена функциональная схема Системы Дистанционного Контроля и Управления Энергопотреблением. Подобная система основана на передаче показаний счётчиков и сигналов управления по
существующим каналам кабельного или мобильного Интернет. С помощью такой системы энергопоставляющие компании могут дистанционно вести контрактные взаимоотношения с абонентами, реализовывать программы управления энергопотреблением абонентов, предоставлять им расширенный пакет услуг.
Учет электроэнергии рекомендуется выполнять с помощью
интеллектуальных счетчиков «Меркурий ART 230». В цифровых системах учета достижим практически любой класс точности, при выборе соответствующей элементной базы и алгоритмов обработки
информации. Отсутствие механических частей значительно повышает надёжность. Обработка информации в цифровом виде позволяет одновременно подсчитывать как активную, так и реактивную составляющие мощности, это является важным, например, при учёте энергии в трёхфазных сетях.
1. https://www.mscable.m/artide/Problemy_elektrosnabzhemya_krupnyx_gorodov_i/ - Журнал "ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение' ' №1, 2011 Проблемы электроснабжения крупных городов и мегаполисов.- Г. Ковалев, ведущий научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения РАН (ИСЭМ СО РАН), д.т.н., профессор.
2. Концепция надежности в электроэнергетике. — М.: РАО «ЕЭС России», 2014. — 48 с.
3. Электроэнергетика России 2030: целевое видение. / Под общ. ред. Б.Ф. Вайнзихера. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2010. — 360 с.
4. Надежность систем энергетики (сборник рекомендуемых терминов). / Отв.ред. Н.И. Воропай. — М.: ИАЦ «Энергия», 2011. — 191 с.
5. Концепция и основные параметры целевого видения развития электроэнергетики России на период до 2030 г. М.: ИНЭИ, 2010. — 19 с.
6. http://locus.ru/library/cable/930/page/2/ - Длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей
7. https://www.proektant.org/index.php?topic=5223.0 - Оболенцев Ю. Б. Электрическое освещение общепромышленных помещений, Москва: Энергоатомиздат, 1990. - 112 с., ил. - (Библиотека светотехника; Выпуск 20)
8. http://www.proektant.org/arh/948.html - Расчет и проектирование схем электроснабжения
9. http://snipov.net/c_4652_snip_105669.html - РД 153-34.0-20.527-98. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования
10. Артёмов А.И. "Цеховые трансформаторные подстанции". М: Моск. энерг. инст., 2012г.
11. Правила устройства электроустановок: Все действующие разделы ПУЭ-6 ПУЭ-7, с изм. и доп., по состоянию на 15 августа 2005.- Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2010.-854с.
12. Правила технической эксплуатации электроустановок Потребителей. - М: ИКЦ «МарТ», Ростов Н.Д: Издательский центр «МарТ», 2013 .-272с.
13. А.В. Суворин. Электрические схемы электроустановок. Составление и монтаж. Практическое пособие электрикам. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2015. - 544 с.
14. Электротехнический справочник. В 4 томах. Том 3. Производство, передача и распределение электрической энергии. - М.: МЭИ, 2009. - 964 с.
15. http://www.twirpx.com/file/47306/ - Козлов В.А. Электроснабжение городов, - 2-е изд., перераб. Л.: Энергия, - 280 с.: ил.
16. http://www.twirpx.com/file/47306/ - Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения, - Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-т. - Томск, 2005. - 168 с.
17. http://www.combook.ru/product/10374391/- Шведов Г.В. Электроснабжение городов: электропотребление, расчетные нагрузки, распределительные сети, - Изд-во МЭИ, 2012г.
18. http://www.combook.ru/product/10377935/ - Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. 5-е изд., стереотипное, - Изд-во БХВ- Петербург, 2013г.
19. https://www.gkh.ru/artide/102383-elektrosnabjenie-v-mnogokvartimom-dome - Электроснабжение в многоквартирном доме: от схемы до первой зажженной лампочки.
S РАСЧ 1=/154>96 + 80,41 =174,58 кВ-А
Аналогично рассчитаем нагрузки по жилому дому 33/6 с семейной клиникой, расположенной на первом этаже в крайнем подъезде: шесть подъездов; электрические плиты; с бытовыми кондиционерами; 177 квартир; 6 лифтов; удельная активная мощность Ркв.уд.= 1,4 кВт/квартира; коэффициент мощности 0,93 и tgj = 0,4.
Ркв=ркв.удЩ = 1,4 • 177 = 247,8 кВт (2.16)
QKB = Ркв •tgj = 247,8 • 0,4 = 99,12 кВАр (2.17)
Расчетная нагрузка лифтов: