Проектирование электроснабжения микрорайона «Китай-город» г. Менделеевск
|
Введение
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика микрорайона «Китай-город»
1.2 Схемы электроснабжения зданий
1.3 Предложения по модернизации ТП
1.4 Особенности автоматизации электрических сетей
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
2.2 Расчет сечения кабелей распределительной сети 10 кВ
2.3 Технологии бестраншейного строительства
2.4 Заземление трансформаторной подстанции
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 релейная защита секционного выключателя и АВР
Раздел 4. Спецвопрос. Монтаж соединения кабелей 10 кВ
4.1 Прокладка кабеля в траншее
4.2 Монтаж соединительных муфт
Заключение
Список литературы
Раздел 1. Аналитический обзор
1.1 Характеристика микрорайона «Китай-город»
1.2 Схемы электроснабжения зданий
1.3 Предложения по модернизации ТП
1.4 Особенности автоматизации электрических сетей
Раздел 2. Конструкторская часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
2.2 Расчет сечения кабелей распределительной сети 10 кВ
2.3 Технологии бестраншейного строительства
2.4 Заземление трансформаторной подстанции
Раздел 3. Технологическая часть
3.1 Расчет токов короткого замыкания
3.2 Выбор электрооборудования
3.3 релейная защита секционного выключателя и АВР
Раздел 4. Спецвопрос. Монтаж соединения кабелей 10 кВ
4.1 Прокладка кабеля в траншее
4.2 Монтаж соединительных муфт
Заключение
Список литературы
Города являются крупными потребителями электроэнергии, так как в них проживает не только большая часть населения, но и расположено также большое количество промышленных предприятий.
В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения , которая охватывает всех потребителей города, включая промышленные предприятия.
Для электроснабжения основной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением 6-10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.
Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количества жителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расход электрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов.
Через городские распределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой энергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает определённое народно-хозяйственное значение.
Под системой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.
Городские электрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом из микрорайонов могут оказаться потребители всех трёх категорий по надёжности электроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети.
При реконструкции жилых зданий большинство систем подлежит радикальной модернизации или полной замене. Замена системы электроснабжения связана с изменением нормативных требований к электроустройствам жилых домов. В соответствии с действующими в настоящее время «Правилами устройства электроустановок» (7-я редакция) расчетная нагрузка на одну квартиру в среднем выросла в 1,5 раза (с 7 до 11 кВт). [1] При таких нагрузках исключается применение алюминиевых проводов. В соответствии с новыми нормативными требованиями ликвидируются групповые квартирные электрощитки - теперь они устанавливаются поквартирно. Существенное увеличение общей потребной для жилого дома мощности вызывает необходимость замены вводов и части внешних питающих электросетей.
В данной квалификационной работе разработана система электроснабжения микрорайона города Менделеевск. Необходимость в проведении такой работы диктуется новыми требованиями к ней по надёжности с учетом электробезопасности и способности обеспечивать потребителей необходимым количеством электроэнергии. Надежность питания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных групп электроприемников, а также от надежной работы элементов системы электроснабжения. В настоящее время в результате развития прогрессивных технологий и инфраструктуры города увеличивается плотность строительства многоквартирных домов , общественных зданий, государственных учреждений, растут удельные мощности электроприемников. Все эти изменения приводят к необходимости использования нового оборудования на подстанциях и в распределительных сетях, в результате чего будут достигнуты значительная экономия потребления электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат на техническое обслуживание электросетей, улучшатся условия работы эксплуатационного персонала. При разработке системы электроснабжения микрорайона выделяются основные задачи, для решения которых требуется комплексный подход к выбору оборудования схемы электроснабжения, технико-экономическое обоснование решений, определение внутренних и внешних сетей микрорайона.
Требуемый уровень надежности и безопасности схемы электроснабжения обеспечивается строгим соблюдением при выборе оборудования и элементов защиты норм и правил, изложенных в правилах устройства электроустановок (ПУЭ), СНиПах и ГОСТах.
В зависимости от размера города для питания потребителей, расположенных на его территории, должна предусматриваться соответствующая система электроснабжения , которая охватывает всех потребителей города, включая промышленные предприятия.
Для электроснабжения основной массы потребителей используется распределительная сеть напряжением 6-10 кВ и сеть общего пользования напряжением 0,38 кВ.
Для городов характерен рост электропотребления, что требует систематического развития электрических сетей. Рост электропотребления связан не только с увеличением количества жителей и развитием промышленности, но также с беспрерывным проникновением электрической энергии во все сферы жизнедеятельности населения. Растёт расход электрической энергии на бытовые нужды и коммунальное хозяйство городов.
Через городские распределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой энергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает определённое народно-хозяйственное значение.
Под системой электроснабжения города понимается совокупность электрических сетей и трансформаторных подстанций, расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей.
Городские электрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом из микрорайонов могут оказаться потребители всех трёх категорий по надёжности электроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети.
При реконструкции жилых зданий большинство систем подлежит радикальной модернизации или полной замене. Замена системы электроснабжения связана с изменением нормативных требований к электроустройствам жилых домов. В соответствии с действующими в настоящее время «Правилами устройства электроустановок» (7-я редакция) расчетная нагрузка на одну квартиру в среднем выросла в 1,5 раза (с 7 до 11 кВт). [1] При таких нагрузках исключается применение алюминиевых проводов. В соответствии с новыми нормативными требованиями ликвидируются групповые квартирные электрощитки - теперь они устанавливаются поквартирно. Существенное увеличение общей потребной для жилого дома мощности вызывает необходимость замены вводов и части внешних питающих электросетей.
В данной квалификационной работе разработана система электроснабжения микрорайона города Менделеевск. Необходимость в проведении такой работы диктуется новыми требованиями к ней по надёжности с учетом электробезопасности и способности обеспечивать потребителей необходимым количеством электроэнергии. Надежность питания в основном зависит от принятой схемы электроснабжения, степени резервирования отдельных групп электроприемников, а также от надежной работы элементов системы электроснабжения. В настоящее время в результате развития прогрессивных технологий и инфраструктуры города увеличивается плотность строительства многоквартирных домов , общественных зданий, государственных учреждений, растут удельные мощности электроприемников. Все эти изменения приводят к необходимости использования нового оборудования на подстанциях и в распределительных сетях, в результате чего будут достигнуты значительная экономия потребления электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат на техническое обслуживание электросетей, улучшатся условия работы эксплуатационного персонала. При разработке системы электроснабжения микрорайона выделяются основные задачи, для решения которых требуется комплексный подход к выбору оборудования схемы электроснабжения, технико-экономическое обоснование решений, определение внутренних и внешних сетей микрорайона.
Требуемый уровень надежности и безопасности схемы электроснабжения обеспечивается строгим соблюдением при выборе оборудования и элементов защиты норм и правил, изложенных в правилах устройства электроустановок (ПУЭ), СНиПах и ГОСТах.
Целью выпускной работы являлось обеспечение качественной и бесперебойной электроэнергией новый микрорайон города Менделеевска, снижение потерь энергии при её передаче потребителю и снижение затрат на обслуживание сетей.
Новый микрорайон Китай-город расположен на юго-западе города Менделеевска. В микрорайоне построено несколько жилых домов и общественных зданий. Категория надёжности потребителей электроэнергии - 2. Для их питания от подстанции «Менделеевск2» проложены две высоковольтные кабельные линии марки АПвПг напряжением 10 кВ. На территории микрорайона установлены 2 трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ с трансформаторами типа ТМГ мощностью 630 и 250 кВА.
В проекте выполнен расчет электрических нагрузок по жилым домам и общественным зданиям. Оптимально выбрано местоположение трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ и составлена однолинейная схема электроснабжения. Трансформаторные подстанции включены последовательно.
Для трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ выполнен расчет заземления по контуру с общим сопротивлением заземления не более 4 Ом согласно ПУЭ. Наружный контур заземления расположен на расстоянии 1 метр от фундаментов здания ТП, выполняется стальной лентой 4х40 мм и вертикальными стержнями в количестве 12 штук длиной 5 м диаметром 16 мм. На внутренний контур заземления выводятся нейтрали трансформаторов, корпуса распределительных шкафов и заземляющий провод высоковольтных кабелей. Внутренний и внешний контуры заземления должны быть соединены не менее чем в двух точках.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания и выбрано коммутационное и измерительное электрооборудование, выполнен расчет токов уставок релейной защиты секционного выключателя и АВР. Оперативные цепи релейной защиты запитываются постоянным напряжением от аккумуляторной батареи, расположенной в шкафу собственных нужд РУ-0,4 кВ трансформаторной подстанции.
В проекте предусматривается удалённый сбор данных со счетчиков электроэнергии, воды и тепла. Система Дистанционного Контроля и Управления Энергопотреблением «Energy Web-XB» 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. Архитектура системы является двухуровневой и позволяет подключать к удаленному терминалу анализа и управления неограниченное число абонентов. Система предназначена для энергоснабжающих и энергосервисных организаций и обеспечивает дистанционный контроль и считывание показаний потребителей электрической и тепловой энергии, а также газа и воды.
В качестве спецвопроса подробно рассматривается технология прокладки высоковольтного кабеля между трансформаторными подстанциями. Трасса прокладки кабеля пересекает местные дороги, поэтому два отрезка трассы прокладывают методом ГНБ. Горизонтально направленное бурение — это бестраншейный метод прокладывания подземных коммуникаций с помощью специальных буровых установок. Кроме того, длина кабеля в бухте имеет конечную длину и приходится высоковольтные кабели соединять с помощью термоусаживаемой муфты СтП-10.
Новый микрорайон Китай-город расположен на юго-западе города Менделеевска. В микрорайоне построено несколько жилых домов и общественных зданий. Категория надёжности потребителей электроэнергии - 2. Для их питания от подстанции «Менделеевск2» проложены две высоковольтные кабельные линии марки АПвПг напряжением 10 кВ. На территории микрорайона установлены 2 трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ с трансформаторами типа ТМГ мощностью 630 и 250 кВА.
В проекте выполнен расчет электрических нагрузок по жилым домам и общественным зданиям. Оптимально выбрано местоположение трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ и составлена однолинейная схема электроснабжения. Трансформаторные подстанции включены последовательно.
Для трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ выполнен расчет заземления по контуру с общим сопротивлением заземления не более 4 Ом согласно ПУЭ. Наружный контур заземления расположен на расстоянии 1 метр от фундаментов здания ТП, выполняется стальной лентой 4х40 мм и вертикальными стержнями в количестве 12 штук длиной 5 м диаметром 16 мм. На внутренний контур заземления выводятся нейтрали трансформаторов, корпуса распределительных шкафов и заземляющий провод высоковольтных кабелей. Внутренний и внешний контуры заземления должны быть соединены не менее чем в двух точках.
В технологической части проекта выполнен расчет токов короткого замыкания и выбрано коммутационное и измерительное электрооборудование, выполнен расчет токов уставок релейной защиты секционного выключателя и АВР. Оперативные цепи релейной защиты запитываются постоянным напряжением от аккумуляторной батареи, расположенной в шкафу собственных нужд РУ-0,4 кВ трансформаторной подстанции.
В проекте предусматривается удалённый сбор данных со счетчиков электроэнергии, воды и тепла. Система Дистанционного Контроля и Управления Энергопотреблением «Energy Web-XB» 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. Архитектура системы является двухуровневой и позволяет подключать к удаленному терминалу анализа и управления неограниченное число абонентов. Система предназначена для энергоснабжающих и энергосервисных организаций и обеспечивает дистанционный контроль и считывание показаний потребителей электрической и тепловой энергии, а также газа и воды.
В качестве спецвопроса подробно рассматривается технология прокладки высоковольтного кабеля между трансформаторными подстанциями. Трасса прокладки кабеля пересекает местные дороги, поэтому два отрезка трассы прокладывают методом ГНБ. Горизонтально направленное бурение — это бестраншейный метод прокладывания подземных коммуникаций с помощью специальных буровых установок. Кроме того, длина кабеля в бухте имеет конечную длину и приходится высоковольтные кабели соединять с помощью термоусаживаемой муфты СтП-10.