Электроснабжение жилого микрорайона города

 
 
Учтя архитектурные особенности  расположения зданий место расположение ТП №3 смещаем в точку с координатами Хо факт=61 см, Yо факт=35,5   
Расчеты ЦЭН для остальных ТП проводят аналогично. Расчеты снесены в таблицу 5.  
Таблица 5 

Номер ТП	Xo расч	Yo расч	Xo факт	Yo факт
ТП № 1	10,2	35,4	8,8	35
ТП № 2	30,8	34,2	30,5	36,5
ТП № 3	60,3	37	61	35,5
4ТП № 4	7,6	12	7,2	13,3
ТП № 5	33	11,4	32,5	9,2
ТП № 6	56,6	12,2	56	14,4

 

6  Расчет наружной осветительной сети  
6.1 Светотехнический расчет  
К особенностям выбранного оборудования можно отнести: малые габариты обеспечения отчетливого различия объектов, необходимого для зрительной работы. Рационально распределенный световой поток защищает глаза наблюдателя от чрезмерной яркости. Хорошая защита источников света от механических повреждений и загрязнения обеспечивается выбранной конструкцией светильников.  
Проектом предусматривается освещение улиц и фасадов домов микрорайона светильниками РКЦ-250 на железобетонных опорах, и на кронштейнах по фасадам зданий между вторым и третьими этажами. Подключение наружного освещения микрорайона предусматривается от распределительных шкафов типа ВРУ-ВЗ. Щит уличного освещения ЩУО-200 устанавливается в небольших городах и населенных пунктах для автоматического регулирования уличного освещения в вечернее и ночное время, что предусматривает централизованное управление освещением. Щит комплектуется вводными автоматами на 100 А с трансформатором тока и счетчиком и четырьмя групповыми автоматами А3130 на 25 А и 40 А. В ночное время 2/3 светильников отключается.  
Пример расчета наружного освещения детского сада № 40 выполненного светильниками РКУ-250.  
Для надежной работы осветительной установки и ее экономности большое значение имеет правильный выбор светильников. При выборе светильника, учитывала условия окружающей среды, в которой будет работать светильник, требуемое распределение светового потока в зависимости от назначения и характера отделки помещения и экономичность самого светильника.  
Так же при выборе светильника мне пришлось учитывать и технологическое назначение помещения, а, следовательно, и светотехническую классификацию светильников.  
Учитывая минимальное присутствие транспорта, принимаем среднюю горизонтальную освещенность покрытия Еср=10 лк, среднюю яркость территории – 0,6 kg/м² /6/.  
Согласно рекомендации типового проекта принимаем схему расположения светильников - однорядную. Ширина пешеходной дорожки по внутреннему периметру детского сада 3 м, длина пролета 35-40 м, высота подвеса светильников – 10 м.  
В установках, где нормирована средняя яркость покрытия, за основу расчета берется коэффициент использования по яркости ηL /6/.  
По значению ηn определяется необходимый поток Ф΄:  
(6.1.1)  
где  L – нормирования яркость, kg/м²;  
k – коэффициент запаса;  
ηL – коэффициент использования по яркости.  
k3=1,5  /6/;  
Согласно /6/ находится коэффициент использования по яркости ηL=0,035.  
 
Лампа ДРЛ 250 В имеет поток 12500 лм, т.е. может осветить поверхность шириной 12500/2824,5=4,4  
Определяется необходимое количество светильников:  
К установке принимается 7 светильников через 37 м.  
 
Общая мощность от освещения объекта по формуле (6.2): 
                                                                                                    (6.1.2) 
где Руд – удельная мощность лампы ДРЛ с учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре, для светильника РКУ-250  
Руд=0,27 кВт.  
Ро=0,27*7=1,89 кВт  
Светотехнический расчет для остальных объектов выполняется аналогично. Данные расчетов сведены в таблицу 6.  
 
 6.2 Электрический расчет осветительной сети  
Расчет электрических осветительных сетей производится по минимуму проводникового материала.  
В практике для расчета сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала используется формула:  
(6.2.1)  
где  Мприв – приведенный момент мощности, кВт.м;  
С – коэффициент, зависящий от схемы питания и марки материала проводника, С=44 /7/;  
ΔU – допустимая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания до наиболее удаленной лампы, %. Согласно ПУЭ ΔU=2,5%  
Расчет сети освещения рассмотрим на примере уличного освещения по ул. Юных Ленинцев.  
 SHAPE  \* MERGEFORMAT

7х250

9х250

ЩУО

тп2

  
Рисунок 1 – Расчетная схема  
Определяется момент на участке О-1 по формуле  
МО-1=P*l*n,                                                              (6.2.2)  
где  P – расчетная мощность лампы, кВт;  
l -  расстояние до лампы, м;  
n – количество ламп, шт.  
МО-1=0,27*80*17=367,2 кВт.м;  
Момент на участке 1-2 определяется по формуле:  
(6.2.3)  
где  l0 – расстояние до первой лампы, м;  
l1 – расстояние между лампами, м.  
 
Момент на участке 1-3:  
 
Мприв=М0-1+m1-2+m1-3=367,2+302,4+486=1155,6 кВТ.м;  
 
Принимаем кабель с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке, полихлорвиниловом шланге, марки ААШВу 4х16 мм², Sсто-1=16 мм².  
Определяются фактические потери напряжения на участке 0-1 по формуле:  
 
Располагаемые потери напряжения на участке 0-1:  
ΔUp0-1=ΔU-ΔUф0-1=2,5-0,52=1,98%  
Сечения на участке 1-2 и 1-3:  
 
 
Сеть уличного освещения выполняется воздушной линией, маркой провода А-16, Sст=16мм².  
 
ΔUф0-1+ΔUф1-2<ΔU  
0,52%+0,43%<2,5%  
0,95%<2,5%  
 
0,52%+0,7<2,5%  
1,22%<2,5%  
Проверка выбранных проводников на нагрев током нагрузки.  
Определяется ток на участке 0-1:  
(6.2.4)   
где  Рр0 – расчетная мощность на данном участке, кВт;  
Uл – номинальное напряжение сети,В;  
Cos φ – коэффициент мощности, Cos φ=0,9 /7/.  
 
Iдоп=90А – для кабеля сечением Sст=16мм²  
7,8А<90А  
 
 
Iдоп=105А – для воздушной линии Sст=16 мм²  
3,2А<105A  
4,1A<105A  
Проверка линий уличного освещения на потерю напряжения проводится для наиболее протяженных и загружаемых участков. Внутридворовая линия освещения пятиэтажных зданий выполняется двухпроводной, проводом марки А-16.  
От ТП линии освещения запитываются кабелем марки АВВГ. Также кабелем АВВГ выполняются линии освещения по фасадам девятиэтажных жилых зданий.  
Используется кабель четырехжильный с сечением жилы 4-16 мм².  
Результаты расчетов сведены в таблицу 7.  
 
Таблица 7 Электрический расчет освещения 

Наименование объекта	Участок	М, кВт.м	Мприв, кВт.м	ΔU, %	Sрасч, мм2	S ст, мм2	Uср, %	Iм, А	Iдоп, А
Уличное освещение по ул.Дружбы	0-1   1-2   1-3	436   389   389	1214	2,5   1,8   1,8	11   4,9   4,9	16   16   16	0,62   0,55   0,55	7,8   3,65   3,65	90   105   105
Уличное освещение по ул.Салмышская	0-1   1-2   1-3	356,4   32,4   486	874	2,5   1,7   1,7	7,9   1,1   6,5	10   16   16	0,8   0,04   0,7	5,5   0,9   4,1	65   105   105
Дет.сад №40	0-1	264	264	2,5	2,4	4	1,5	3,2	38
Жил. Дома №№ 3, 4, 5, 6	0-1   1-2   1-3	130   142   101	373	2,5   1,76   1,76	3,4   1,8   1,7	4   4   4	0,74   0,8   0,8	5,5   2,74   2,1	38   38   38
Жил.дома №№ 15, 16 29	0-1   1-2	54   141,8	195	2,5   2,5	1,78   8,7	4   16	0,3   1,19	12,28   2,28	38   105
Дет.сад № 41	0-1	302,4	302,4	2,5	2,7	4	1,7	3,2	38
Жил.дома №№ 39, 17, 38, 18	0-1   1-2	47,3   239	287	2,5   2,2	2,6   6,8	4   16	0,3   2,0	3,19   3,19	38   105
Жил.дома №№21, 3, 36, 35,  22, 10	0-1   1-2	194,4	443	2,5   1,93	4,9   14,3	6   16	0,56   1,8	4,1   4,1	46   105
Жил.дома №№7, 8, 25	0-1	412	412	2,5	3,7	4	2,3	4,6	38
Школа № 43	0-1	665	665	2,5	5,9	6	2,4	4,6	46
Жил.дома №№ 34, 23, 33	0-1   1-2	170   209	379	2,5   1,64	3,6   15,4	4   16	0,86   1,6	3,2   3,2	38   105
Торговый цетр №44	0-1   1-2	88   100	188	2,5   2,0	1,7   6,8	4   16	0,5   1,3	1,7   1,7	38   105

Выбранные электрические  сети наружного освещения удовлетворяют  условиям проверки согласно ПУЭ.  
 
7 Выбор числа и мощности потребительских ТП  
7.1 Предварительный расчет мощности трансформаторов ТП  
Согласно ПУЭ электроприемники II категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. 

 

При наличии центролизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора за время не более 1 суток допускается питание электроприемников II категории от одного трансформатора.  
Для выбора мощности трансформаторов определяется максимальная полная мощность, приходящаяся на подстанцию:  
 
(7.1.1)  
где PΣmax – суммарная активная мощность, кВт;  
cosφср.взв – средневзвешенное значение cosφ, который определяется через tg φср.взв:  
 
(7.1.2)  
Мощность одного трансформатора определяется по формуле:  
 
(7.1.3)  
   
где К3прин- принимаемый коэффициент загрузки трансформатора,  
К3 прин.=0,7  
По определенной мощности одного трансформатора находится ближайшая стандартная мощность трансформатора Sном и выбирается тип трансформатора. Выбранные трансформаторы повторяются по действительному коэффициенту загрузки:  
(7.1.4)  
K3дейст≤К3прин  
Пример расчета мощности трансформаторов потребительской подстанции № 3 приведен в таблице 8.  
Таблица 8 – Потребители  ТП № 3 

Наименование объекта	Р, кВт	Q, кВАр	сos φ	tg φ
Жилой дом № 31	49,7	14,41	0,96	0,29
Жилой дом № 20	42	12,18	0,96	0,29
Жилой дом № 12	79,1	36,23	0,91	0,458
Жилой дом № 14	53,24	19,9	0,94	0,374
Жилой дом № 28	52	15,1	0,96	0,29
Жилой дом № 26	52	15,1	0,96	0,29
Магазин № 45	22	16,5	0,8	0,75
Наружное освещение	5,94	2,87	0,9	0,484

ΣР=49,7+42+79,1+53,24+52+52+22+5,94=355,94 кВт;  
ΣQ=14,41+12,18+36,23+19,9+15,1+15,1+16,5+2,87=132,27 кВАр;  
 
Суммарная расчетная активная мощность PΣmax, определяется при питании от трансформаторной подстанции жилых домов и общественных зданий по формуле:  
PΣmax= Pзд.max+Pзд.1*К1+ Pзд.2*К2+…+ Pзд.n*Кn,                                                 (7.1.5)  
где Pзд.max - наибольшая из электрических нагрузок, питаемой подстанцией, кВт;  
       Pзд.1, Pзд.2, Pзд.n - расчетные нагрузки зданий, кВт;  
       К1, К2, Кn – коэффициенты, учитывающие несовпадение максимумов нагрузки (квартир и общественных зданий) /2/.  
PΣmax=49,7+42+79,1+53,24+52+52+22*0,8+5,94=355,64 кВт  
 
Мощность одного трансформатора:  
 
Принимаем два трансформатора типа ТМ-250/10/0,4 кВ  
Sнт=250 кВА  
Проверяем выбранные трансформаторы по действительному коэффициенту загрузки:  
 
Расчет мощности трансформаторов других подстанций проводится аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 9.  
7.2 Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку  
Систематическая перегрузка трансформатора допустима за счет неравномерности нагрузки его в течении суток (года). Определяется коэффициент перегрузки К^*нт трансформаторов:  
(7.2.1)  
Если К^*нт≥1, то трансформаторы не испытывают систематической нагрузки и проверка не требуется /7/.  
 
1,32>1  
Проверка трансформаторов на систематическую перегрузку не требуется.  
Проверка трансформаторов на других ТП на систематическую перегрузку проводится аналогично, данные расчетов снесены в таблицу 10.  
7.3 Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку  
Аварийная перегрузка допускается в исключительных условиях (аварийных) в течении ограниченного времени, когда перерыв в энергоснабжении потребителей недопустим.  
На аварийную перегрузку проверяются трансформаторы, если на подстанции установлено не менее двух трансформаторов. В качестве аварийного режима рассматривается режим с отключением одного трансформатора.  
Определяется коэффициент перегрузки К^*нт в аварийном режиме:  
 
         (7.3.1)  
 
Наносится К^*нтав на суточный график нагрузки (рисунок 2). Определяется, по точкам пересечения К^*нтав с графиком нагрузки, время перегрузки, tn=5 ч.  
Определяется коэффициент начальной загрузки в аварийном режиме:  
                    
                Рисунок 2 – Зимний суточный график нагрузки  
                                          
(7.3.2)  
где Si – мощность i-го участка времени;  
Δti – временной участок, г;  
tn – время перегрузки за сутки, ч.  
 
По таблице «Нормы максимально допустимых систематических и аварийных перегрузок трансформаторов» /12/ в зависимости от эквивалентной температуры охлаждающей среды Θохл, от системы охлаждения трансформатора, от коэффициента начальной загрузки К1ав и от времени перегрузки Tn, определяется коэффициент допустимой аварийной перегрузки Кдоп.ав.  
Θохл для Оренбурга составляет – 13,4єС.  
Система трансформатора – М – с естественной циркуляцией воздуха и масла.  
Время перегрузки Tn – 6 часов.  
К г.доп.ав=1,7  
Проверка трансформатора на аварийную перегрузку:  
(7.3.3) 
250*1,7≥378,34  
425кВА>378,34кВА  
Выбранные трансформаторы ТП№3 удовлетворяют условиям проверки на аварийную перегрузку.  
Проверка трансформаторов на аварийную перегрузку проводится аналогично. Результаты расчетов снесены в таблицу 10.  
Таблица 10 Проверка трансформаторов на систематическую и аварийную перегрузку 

№ ТП	К*нт	К*нтав	К1ав	К2доп	Sнт*К2доп, кВА	Sm, кВА
ТП № 1	1,26	0,6	0,63	1,6	256	249
ТП № 2	1,45	0,7	0,56	1,7	425	344
ТП № 4	1,65	0,8	0,52	1,8	720	484
ТП № 5	1,84	0,9	0,49	1,9	760	433
ТП № 6	1,45	0,7	0,56	1,7	680	550

 

8 Выбор  схемы распределительных сетей  ВН  
Распределение электроэнергии от РП до потребительских ТП осуществляется по распределительным сетям 10 кВ. Распределительная и питающая сети 10 кВ используются для совместного питания городских коммунально-бытовых объектов. Городские сети 10 кВ выполняются с изолированной нейтралью /1/.  
Схем построения городских распределительных сетей довольно много. Выбор схемы зависит от требования высокой степени надежности электроснабжения, а также от территориального расположения потребителей относительно РП и относительно друг друга.  
Следует учитывать, что к электрической сети предъявляются определенные технико-экономические требования, с учетом которых и производится выбор наиболее приемлемого варианта.  
Экономические требования сводятся к достижению по мере возможности наименьшей стоимости передачи электрической энергии по сети, поэтому следует стремится к снижению капитальных затрат на строительство сети. Необходимо также принимать меры к уменьшению ежегодных расходов на эксплуатацию электрической сети. Одновременный учет капитальных вложений и эксплуатационных расходов может быть произведен с помощью метода приведенных затрат. В связи с этим оценка экономичности варианта электрической сети производится по приведенным затратам.  
Выбор наиболее приемлемого варианта , удовлетворяющего технико-экономическим требованиям, - это один из основных вопросов при проектировании любого инженерного сооружения, в том числе и электрической сети.  
Рассмотрим  схемы электрических сетей заданного района, а также проанализируем их достоинства и недостатки, с тем, чтобы выбрать наилучшие варианты для технико-экономического сравнения.  
Распределительные сети ВН выполняются по схемам: радиальной (одностороннего питания), магистральной, по разомкнутой петлевой с АВР, по замкнутой петлевой.  
Представлен вариант распределительных сетей, выполненный по радиальной или магистральной схеме (рисунок 3), так как данный вариант является наиболее простым и не дорогим. SHAPE  \* MERGEFORMAT