Проектирование электроснабжения коттеджного посёлка «Радуга» в Елабужском районе
|
Введение 5
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Краткая характеристика коттеджного посёлка 9
1.2 Схемы электроснабжения зданий 11
1.3 Предложения по установке БКТП 16
Раздел 2. Конструкторская часть 23
2.1 Расчёт электрических нагрузок посёлка 24
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций 29
2.3 Расчёт распределительной сети 10/0.4 кВ 32
2.4 Описание однолинейной схемы электроснабжения коттеджного посёлка 36
2.5 Расчёт искусственного освещения столовой школы 37
2.6 Расчёт защитного заземления БКТП 42
Раздел 3. Технологическая часть 46
3.1 Расчёт токов короткого замыкания 47
3.2 Выбор защитного электрооборудования 51
3.2.1 Выбор выключателей 51
3.2.2 Выбор разъединителей 52
3.2.3 Выбор ограничителей перенапряжения 53
3.2.4 Выбор трансформаторов тока 54
3.2.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока 54
3.2.6 Выбор сборочных шин 56
3.2.7 Выбор изоляторов 57
3.2.8 Собственные нужды РП и БКТП 58
3.2.9 Измерение и учёт электроэнергии 59
Раздел 4. Спецвопрос. Установка во вводные устройства коттеджных 61
домов электросчётчиков Mercury 234 ART с модулем передачи данных
4.1 Краткое описание электроприбора 62
4.2 Функции счётчика 66
4.3 Технические особенности 68
4.4 Устройство и работа счётчика 69
4.5 Работа с интерфейсом RS-485 72
4.6 Работа с модемом PLC-I 73
4.7 Технические характеристики сменных модулей 74
Заключение 76
Список литературы 78
Раздел 1. Аналитический обзор 8
1.1 Краткая характеристика коттеджного посёлка 9
1.2 Схемы электроснабжения зданий 11
1.3 Предложения по установке БКТП 16
Раздел 2. Конструкторская часть 23
2.1 Расчёт электрических нагрузок посёлка 24
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторных подстанций 29
2.3 Расчёт распределительной сети 10/0.4 кВ 32
2.4 Описание однолинейной схемы электроснабжения коттеджного посёлка 36
2.5 Расчёт искусственного освещения столовой школы 37
2.6 Расчёт защитного заземления БКТП 42
Раздел 3. Технологическая часть 46
3.1 Расчёт токов короткого замыкания 47
3.2 Выбор защитного электрооборудования 51
3.2.1 Выбор выключателей 51
3.2.2 Выбор разъединителей 52
3.2.3 Выбор ограничителей перенапряжения 53
3.2.4 Выбор трансформаторов тока 54
3.2.5 Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока 54
3.2.6 Выбор сборочных шин 56
3.2.7 Выбор изоляторов 57
3.2.8 Собственные нужды РП и БКТП 58
3.2.9 Измерение и учёт электроэнергии 59
Раздел 4. Спецвопрос. Установка во вводные устройства коттеджных 61
домов электросчётчиков Mercury 234 ART с модулем передачи данных
4.1 Краткое описание электроприбора 62
4.2 Функции счётчика 66
4.3 Технические особенности 68
4.4 Устройство и работа счётчика 69
4.5 Работа с интерфейсом RS-485 72
4.6 Работа с модемом PLC-I 73
4.7 Технические характеристики сменных модулей 74
Заключение 76
Список литературы 78
В современном обществе на данном этапе развития, электроэнергия и теплоснабжение являются неотъемлемой частью повседневной жизни. Представить жизнь современных городов и посёлков, почти невозможно, так как они являются большими потребителями электрической энергии в государстве. От правильной, рационально спроектированной системы электроснабжения зависит эффективность функционирования обычных потребителей, как и сельских, так и промышленных объектов, расположенных на его территории.
Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения является сложной и ответственной задачей. Принятие проектных решений непосредственно влияет на объем и трудоемкость монтажных работ, удобность и безопасность эксплуатации электротехнических установок.
Выбор схематических решений электроснабжения в значительной степени зависит от принятой системы напряжений в рассматриваемом объекте. Используемый класс напряжения в значительной степени предопределяет капиталовложения в проектируемый объект и величину потерь мощности и электроэнергии в процессе эксплуатации.
Основными требованиями к проектам системы электроснабжения являются надежность электроснабжения потребителей и их экономичность. Надежность электроснабжения обеспечивается выбором наиболее совершенных электрических аппаратов, силовых трансформаторов, кабельно-проводниковой продукции, соответствием электрических нагрузок в нормальных и аварийных режимах номинальным нагрузкам этих элементов, а также использованием структурного резервирования и секционированием электрической сети.
Сооружение электрических сетей, повышающих и понижающих подстанций в системе электроснабжения, связано с большими материальными затратами. Поэтому при проектировании должен проводиться детальный анализ экономичности проектных решений и режимов работы всех элементов
В электроэнергетике России имеет место ряд негативных тенденций:
- произошёл рост технологических и коммерческих потерь мощностей и электрической энергии;
- резервирование потребителей I и II категории надёжности практически отсутствует в сетях сельхоз назначения;
- из-за удобных эксплуатируемых систем электроснабжения конца XX века, которые могут стоять до сорока лет, резко сократился научно-технических потенциал отрасли;
- серьёзно отстаёт сфера инновационных разработок, освоение и внедрение новых технологий в производство, в транспорт и в распределение электроэнергии;
- малоэффективно действуют механизмы совместной работы собственников электроэнергетических объектов;
- нерационально организованы рынки в сфере электроэнергии.
Системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей имеют характерные особенности, обусловленные расположением сравнительно маломощных потребителей электроэнергии на значительной территории.
В отличие от городского электроснабжения, питание сельскохозяйственных электроприёмников осуществляется по воздушным линиям 6 -10 кВ, которые менее надежны, а требования к повышению надежности в последнее время возросли. Также для увеличения продуктивности труда рабочего персонала нужно максимально автоматизировать и электрифицировать систему электроснабжения и иметь возможность следить за аппаратурой дистанционно.
Сеть 10 кВ, как правило, состоит из линий древовидной структуры с сечениями проводов, ступенчато уменьшающимися от головных участков к концу линии. Почти все линии в сельской местности имеют воздушное исполнение, строятся, в основном, на железобетонных опорах. В качестве проводов используют голые неизолированные сталеалюминиевые и алюминиевые провода со штыревой изоляцией. В данной выпускной квалификационной работе будет рассмотрен посёлок II категории надёжности с дальнейшим расширением сети, и будут использоваться изолированные провода СИП-3 на 10 кВ и СИП-2а на 0.4 кВ.
Целью данной ВКР является расчёт и проектирование системы электроснабжения посёлка. На примере коттеджного посёлка «Радуга», в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими
документами, создать экономически целесообразную систему электроснабжения посёлка, обеспечивающую необходимое качество комплексного электроснабжения всех электроприёмников.
Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения является сложной и ответственной задачей. Принятие проектных решений непосредственно влияет на объем и трудоемкость монтажных работ, удобность и безопасность эксплуатации электротехнических установок.
Выбор схематических решений электроснабжения в значительной степени зависит от принятой системы напряжений в рассматриваемом объекте. Используемый класс напряжения в значительной степени предопределяет капиталовложения в проектируемый объект и величину потерь мощности и электроэнергии в процессе эксплуатации.
Основными требованиями к проектам системы электроснабжения являются надежность электроснабжения потребителей и их экономичность. Надежность электроснабжения обеспечивается выбором наиболее совершенных электрических аппаратов, силовых трансформаторов, кабельно-проводниковой продукции, соответствием электрических нагрузок в нормальных и аварийных режимах номинальным нагрузкам этих элементов, а также использованием структурного резервирования и секционированием электрической сети.
Сооружение электрических сетей, повышающих и понижающих подстанций в системе электроснабжения, связано с большими материальными затратами. Поэтому при проектировании должен проводиться детальный анализ экономичности проектных решений и режимов работы всех элементов
В электроэнергетике России имеет место ряд негативных тенденций:
- произошёл рост технологических и коммерческих потерь мощностей и электрической энергии;
- резервирование потребителей I и II категории надёжности практически отсутствует в сетях сельхоз назначения;
- из-за удобных эксплуатируемых систем электроснабжения конца XX века, которые могут стоять до сорока лет, резко сократился научно-технических потенциал отрасли;
- серьёзно отстаёт сфера инновационных разработок, освоение и внедрение новых технологий в производство, в транспорт и в распределение электроэнергии;
- малоэффективно действуют механизмы совместной работы собственников электроэнергетических объектов;
- нерационально организованы рынки в сфере электроэнергии.
Системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей имеют характерные особенности, обусловленные расположением сравнительно маломощных потребителей электроэнергии на значительной территории.
В отличие от городского электроснабжения, питание сельскохозяйственных электроприёмников осуществляется по воздушным линиям 6 -10 кВ, которые менее надежны, а требования к повышению надежности в последнее время возросли. Также для увеличения продуктивности труда рабочего персонала нужно максимально автоматизировать и электрифицировать систему электроснабжения и иметь возможность следить за аппаратурой дистанционно.
Сеть 10 кВ, как правило, состоит из линий древовидной структуры с сечениями проводов, ступенчато уменьшающимися от головных участков к концу линии. Почти все линии в сельской местности имеют воздушное исполнение, строятся, в основном, на железобетонных опорах. В качестве проводов используют голые неизолированные сталеалюминиевые и алюминиевые провода со штыревой изоляцией. В данной выпускной квалификационной работе будет рассмотрен посёлок II категории надёжности с дальнейшим расширением сети, и будут использоваться изолированные провода СИП-3 на 10 кВ и СИП-2а на 0.4 кВ.
Целью данной ВКР является расчёт и проектирование системы электроснабжения посёлка. На примере коттеджного посёлка «Радуга», в соответствии с действующими в настоящее время нормативно-техническими
документами, создать экономически целесообразную систему электроснабжения посёлка, обеспечивающую необходимое качество комплексного электроснабжения всех электроприёмников.
Целью данной выпускной квалификационной работы являлось обеспечение надёжным и качественным электроснабжением коттеджного посёлка «Радуга» в Елабужском районе.
Посёлок относится к потребителям второй категории надёжности электроснабжения. Для электроснабжения посёлка установлен распределительный пункт в городе Елабуга на расстоянии 2 км от посёлка.
В результате разработки конструкторской части ВКР установлено, что для электропитания коттеджного посёлка, с соответствующим количеством жилых коттеджных домов и общественных учреждений необходимо установить 3 БКТП с 6 трансформаторами ТМГ по 400 кВА каждый.
Произведён расчёт и определены сечения и марки кабелей, в качестве питающей линии на 10 кВ используются провода СИП-3 подходящие к ТП- 10/0.4, а отходящие от ТП по 0.4 кВ СИП-2а. Сечения высоковольтной линии 1х35 мм2, а низковольтной, в зависимости от нагрузки варьируется от 3х35+1х50 до 3х150+1х120.
В ВКР также рассчитано искусственное освещение школы, питающим проводом был выбран ВВГх2.5 с сечением 2.5 мм2, в качестве ламп освещения ЛПО-2х36 с мощностью 36 Вт. Аварийное освещение осуществляется лампами PL CL 1.0 мощностью 13 Вт и возможностью самообеспечения собственной аккумуляторной батареей.
Заземление БКТП состоит из внешнего и внутреннего контура заземления стальной полосой 40х4 мм. Длина внешнего контура 27.8 м, длина 2х внутренних контуров 12.6 м каждая. Вокруг БКТП 8 вертикальных 5-метровых электродов, которые вбиты и соединены с внешней стальной полосой на глубине 0.7 м от поверхности земли. Сопротивление составляет 3.13 Ом, что соответствует требованиям (< 4 Ом).
Выполнен расчёт токов короткого замыкания, выбраны и проверены коммутационные и защитные аппараты для питающих сетей. В качестве выключателей выступает вакуумный выключатель ВВЭ-10-31.5/630-УХЛ2, также для защиты был выбран разъединитель РВРЗ-111-10/2000-МУ3, к каждому силовому трансформатору подсоединены по линии ограничитель перенапряжения ОПНп-10/12/10/1-УХЛ и трансформатор тока ТОЛ-10М. За слежением активной и реактивной мощности на высокой стороне напряжения 10 кВ отвечают счётчики РиМ 384.
В качестве спецвопроса проанализировали предустановку электросчётчика Mercury 234 ART с модулем передачи данных через интернет. Благодаря его детальному изучению выяснилось удобство эксплуатации данного оборудования, рабочему персоналу не придётся обходить каждый счётчик, достаточно лишь с помощью вышки, ловящей сигнал дистанционно проверить счётчики, либо же с помощью специально оборудованной машины и аппаратуры просто проехать рядом с домами и не тратить лишние часы. А потребители коттеджного посёлка в любой момент с лёгкостью могут проверить показания за множество промежутков времени и многое другое.
Посёлок относится к потребителям второй категории надёжности электроснабжения. Для электроснабжения посёлка установлен распределительный пункт в городе Елабуга на расстоянии 2 км от посёлка.
В результате разработки конструкторской части ВКР установлено, что для электропитания коттеджного посёлка, с соответствующим количеством жилых коттеджных домов и общественных учреждений необходимо установить 3 БКТП с 6 трансформаторами ТМГ по 400 кВА каждый.
Произведён расчёт и определены сечения и марки кабелей, в качестве питающей линии на 10 кВ используются провода СИП-3 подходящие к ТП- 10/0.4, а отходящие от ТП по 0.4 кВ СИП-2а. Сечения высоковольтной линии 1х35 мм2, а низковольтной, в зависимости от нагрузки варьируется от 3х35+1х50 до 3х150+1х120.
В ВКР также рассчитано искусственное освещение школы, питающим проводом был выбран ВВГх2.5 с сечением 2.5 мм2, в качестве ламп освещения ЛПО-2х36 с мощностью 36 Вт. Аварийное освещение осуществляется лампами PL CL 1.0 мощностью 13 Вт и возможностью самообеспечения собственной аккумуляторной батареей.
Заземление БКТП состоит из внешнего и внутреннего контура заземления стальной полосой 40х4 мм. Длина внешнего контура 27.8 м, длина 2х внутренних контуров 12.6 м каждая. Вокруг БКТП 8 вертикальных 5-метровых электродов, которые вбиты и соединены с внешней стальной полосой на глубине 0.7 м от поверхности земли. Сопротивление составляет 3.13 Ом, что соответствует требованиям (< 4 Ом).
Выполнен расчёт токов короткого замыкания, выбраны и проверены коммутационные и защитные аппараты для питающих сетей. В качестве выключателей выступает вакуумный выключатель ВВЭ-10-31.5/630-УХЛ2, также для защиты был выбран разъединитель РВРЗ-111-10/2000-МУ3, к каждому силовому трансформатору подсоединены по линии ограничитель перенапряжения ОПНп-10/12/10/1-УХЛ и трансформатор тока ТОЛ-10М. За слежением активной и реактивной мощности на высокой стороне напряжения 10 кВ отвечают счётчики РиМ 384.
В качестве спецвопроса проанализировали предустановку электросчётчика Mercury 234 ART с модулем передачи данных через интернет. Благодаря его детальному изучению выяснилось удобство эксплуатации данного оборудования, рабочему персоналу не придётся обходить каждый счётчик, достаточно лишь с помощью вышки, ловящей сигнал дистанционно проверить счётчики, либо же с помощью специально оборудованной машины и аппаратуры просто проехать рядом с домами и не тратить лишние часы. А потребители коттеджного посёлка в любой момент с лёгкостью могут проверить показания за множество промежутков времени и многое другое.