Реферат: Учебное пособие Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ имени В.В.Куйбышева)


В.С. Холянов, О.М. Холянова


ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

НЕПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ


Учебное пособие


Рекомендовано Дальневосточным региональным

учебно-методическим центром в качестве

учебного пособия для студентов специальности

140211 «Электроснабжение»


Владивосток

2007

^ УДК


Холянов В.С., Холянова О.М. Электроснабжение непромышленных объек-тов: Учеб. пособие. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. –

Первая часть пособия посвящена расчёту электрических нагрузок жилых и общественных зданий в микрорайонах городов, расчёту сетей наружного освещения, выбору схем внешнего электроснабжения.

Вторая часть пособия посвящена вопросам электроснабжения объектов сельского хозяйства и включает расчёт электрических нагрузок, выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции.

Приведены справочные данные для расчёта распределительных сетей напряжением 0,38-20 кВ.

Пособие предназначено для курсового и дипломного проектирования специальности 140211 «Электроснабжение» всех форм обучения: очной, заочной и очно-заочной по ускоренным программам обучения.


Ответственный редактор - зав. кафедрой электроэнергетики ДВГТУ канд. техн. наук, доцент В.С. Пастухов.


Рецензенты:


Печатается с оригинал-макета, составленного авторами.


Редактор

Техн. Редактор

Корректор


© Изд-во ДВГТУ, 2007


ПРЕДИСЛОВИЕ


Настоящее учебное пособие представляет собой конспект части лекционного курса «Электроснабжение непромышленных объектов» для студентов специальности «Электроснабжение» в соответствии с рабочей учебной программой.

В соответствии с учебным планом специальности предусматривается получение студентами знаний об особенностях электроснабжения непромыш-ленных объектов, к которым относятся два вида систем электроснабжения, имеющих важное значение для функционирования коммунального хозяйства городов с одной стороны и обеспечение нормальной жизнедеятельности жителей и объектов сельскохозяйственного назначения с другой стороны. Поэтому в учебном пособии приводятся основные методики расчета электрических сетей коммунального и сельскохозяйственного назначения.

В пособии даны методики расчета электрических нагрузок жилых и общественных зданий, расчёта сетей наружного освещения, рекомендации по выбору схем внешнего электроснабжения сетей 35 кВ и выше. Приведены основные справочные данные для расчёта распределительных сетей напряже-нием 0,38-20 кВ, даётся порядок выбора числа, мощности и местонахождения сетевых трансформаторов 10/0,4 кВ коммунального назначения.

Вторая часть пособия посвящена проблемам электроснабжения сельского хозяйства, включает расчёт электрических нагрузок, расчёт сетей наружного освещения, выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции, расчёт электрических сетей сельскохозяйственного назначения напряжением 0,38; 10; 35 и 110 кВ.



^ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ГОРОДОВ


Современные жилые здания насыщены большим количеством различных электроприёмников. К ним относятся осветительные и бытовые приборы и силовое электрооборудование. Идёт постоянный процесс повышения комфорт-ности жилья, а это в свою очередь увеличивает количество бытовых электро-приёмников и увеличивает бытовое электропотребление. Повышение этажнос-ти домов ужесточает требования к надёжности и бесперебойности питающих их электрических сетей.

В этой связи постоянно ведётся корректировка нормативной литературы по расчёту как внутридомовых, так и наружных электрических сетей. Настоя-щее пособие включает в себя самые современные нормативы для определения расчётных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов застройки и элементов городской распределительной сети.


1.1. Расчет электрических нагрузок



В качестве расчётной нагрузки принимается получасовой (30-минутный) максимум нагрузки. Получасовой максимум принят для выбора всех элементов системы электроснабжения (проводников, трансформаторов, аппаратуры). В основе расчёта нагрузок коммунально-бытовых потребителей используется нагрузка одного потребителя, в качестве которого выступает семья или квартира при посемейном заселении домов.

Теоретические предпосылки рассматриваемого метода базируются на вероятностном подходе к величине расчётного максимума нагрузки. Разработке нормативных значений нагрузок предшествовали необходимые измерения в различных точках системы питания жилых домов: на вводах в квартиры, на лестничных стояках, вводах в дома, сетях низкого напряжения (питающих дома) и сетевых трансформаторах. Результаты измерений обрабатывались методами математической статистики и теории вероятностей.

Величина расчётной нагрузки в значительной степени зависит от уровня электрификации быта, то есть от электровооружённости или наличия различ-ных бытовых электроприёмников в квартирах жильцов. В коммунальных элект-рических сетях наблюдается тенденция повышения уровня электрификации быта, увеличения числа различных электроприборов и их единичной мощности с одной стороны. С другой стороны в быту появляются современные энерго-экономичные бытовые электроприёмники с системами технологической, сете-вой и защитной автоматики.


^ Определение расчетных нагрузок жилых зданий



Электроприёмники жилых зданий можно подразделить на две группы:

- электроприёмники квартир;

- электроприёмники общедомового назначения.

К первым относятся осветительные и бытовые электроприборы; ко вторым – светильники лестничных клеток, технических подполий, чердаков, вестибюлей, холлов, служебных и других помещений, лифтовые установки, вентиляционные системы, различные противопожарные устройства, домофоны и т.п.[1].

Электрическое освещение квартир осуществляется с помощью светиль-ников с лампами накаливания и люминесцентными. К бытовым относятся следующие электроприборы: нагревательные, хозяйственные, культурнобыто-вые, санитарно-гигиенические, бытовые кондиционеры воздуха, водонагре-ватели, приборы для отопления помещений.

Для освещения лестниц, вестибюлей, холлов, коридоров применяют лампы накаливания и люминесцентные. Последние имеют большой срок службы и менее чувствительны к колебаниям напряжения.

К силовым электроприёмникам относятся асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и другие электроприёмники лифтовых установок.

Для высотных зданий применяют лифты со специальным электропри-водом, куда входит электромагнитный тормоз и аппаратура управления.

Кроме того, к силовым электроприёмникам относят электродвигатели вентиляторов и насосов, различные электромагниты для открывания клапанов и люков систем дымоудаления зданий высотой более девяти этажей, а также аппаратуру связи и сигнализации.

Расчетная электрическая нагрузка квартир РКВ, кВт, приведенная к вводу

жилого здания, определяется по формуле:

РКВ = РКВ.УД · n, (1.1)

где РКВ.УД – удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников (зданий), кВт/квартира, (табл. 1.1.) [2], n – число квартир.

При определении электрической нагрузки линии или на шинах 0,4 кВ ТП должны учитываться: суммарное количество квартир (коттеджей), лифтовых установок и другого силового электрооборудования, питающегося от ТП, и потери мощности в питающих линиях 0,38 кВ.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников РС, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле:

РС = РР.Л + РСТ.У (1.2)

Мощность лифтовых установок РР.Л , кВт, определяется по формуле:

РР.Л = КС' ∑ РNІ , (1.3)

где КС' коэффициент спроса, табл.1.2 [2]; Ν - количество лифтовых устано-вок; РΝİ - установленная мощность электродвигателя лифта, кВт. Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств РСТ.У, кВт, определяется по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса КС по табл.1.3 [2]

РСТ.У = КС ∑ РСТ.У. (1.4)

Мощность резервных электродвигателей, а также электроприемников противопожарных устройств не учитывается.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых элек-троприемников) РР.Ж.Д, кВт, определяется по формуле:

РР.Ж.Д = РКВ + КУ · РС, (1.5)

где РКВ – расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт; КУ – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9).

Расчетная реактивная нагрузка жилого дома, квар, определяется по формуле:

QР.Ж.Д = РР.КВ · ţgφКВ + КУ ·РС ·ţgφС, (1.6)

где ċоѕφКВ - расчетный коэффициент мощности для квартир с электричес-кими плитами, принимаемый равным 0,9; ċosφС – расчетный коэффициент мощности лифтовых установок, принимаемый по табл. 1.4.[2].

Полная нагрузка жилого дома, кВ·А, равна:

SР.Ж.Д = √ РР.Ж.Д2 + QР.Ж.Д2. (1.7)

Расчётная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах 0,4 кВ ТП от электроприёмников квартир повышенной комфортности РРКВ определяется по формуле, кВт,

РР КВ = РКВ • n • Ко, (1.8)

где РКВ – нагрузка электроприёмников квартир повышенной комфортности, определяется из табл. 1.5. перемножением заявленной мощности и соответст-вующего коэффициента спроса; n – количество квартир; Ко – коэффициент одновременности для квартир повышенной комфортности, табл. 1.6.

Удельные расчетные электрические нагрузки электроприемников коттед-жей принимаются по табл. 1.7, кВт/коттедж [3].

Расчетная электрическая нагрузка квартир и коттеджей с электрическим отоплением и электрическим водонагревом должна определяться по проекту внутреннего электрооборудования квартиры (здания), коттеджа в зависимости от параметров установленных приборов и режима их работы (определяется теплотехнической частью проекта).


^ Определение расчетных нагрузок общественных зданий


Общественными являются следующие здания: различные учреждения и

организации управления, финансирования, кредитования, госстраха, просвещения, дошкольные; библиотеки, архивы, предприятия торговли, общепита, бытового обслуживания населения; гостиницы, лечебные учреждения, музеи, зрелищные предприятия и спортивные сооружения.

Все электроприёмники общественных зданий условно можно разделить на две группы: осветительные и силовые. В основных помещениях общест-венных зданий используются светильники с люминесцентными лампами в исполнении, соответствующем условиям среды и выполняемой работы. Используются также металлогалогенные, натриевые, ксеноновые лампы для внутреннего и наружного освещения. Во вспомогательных помещениях (скла-ды, кладовые) применяют лампы накаливания [1].

К силовым электроприёмникам относятся электроприёмники механичес-кого оборудования; электротеплового оборудования; холодильных машин, подъёмно-транспортного оборудования, санитарно-технических установок, свя-зи, сигнализации, противопожарных устройств и др.

Общественные здания имеют также приточно-вытяжные вентиляционные установки, широко применяются системы кондиционирования воздуха, насосы систем горячего и холодного водоснабжения. Большинство механизмов обору-довано асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором.

Электрические нагрузки любого общественного здания слагаются из нагрузок электрического освещения и силового электрооборудования. Установ-ленная мощность ламп электрического освещения определяется на основании светотехнических расчетов [1].

Расчетная силовая электрическая нагрузка на вводах в общественное здание определяется по проектам оборудования зданий.

Для ориентировочных расчетов усредненные удельные нагрузки и коэф-фициенты мощности допускается принимать по табл. 1.8 [2] удельных показа-телей нагрузок, приведенных с учетом внутреннего освещения.


^ 1.1.3. Графики электрических нагрузок микрорайона


Графики нагрузок дают представление о характере изменения во времени электрических нагрузок. По продолжительности они бывают суточными и годовыми.

Графики нагрузок микрорайона в целом дают возможность определить потребление активной энергии потребителями микрорайона, правильно вы-брать силовые трансформаторы и питающие линии.

По графикам планируется текущий и капитальный ремонты элементов системы электроснабжения, определяют потребность в топливе для станций на какой-либо период, определяют необходимое количество и суммарную мощность рабочих агрегатов станции в различные часы суток.

В справочнике [4] и в табл. 1.9 приведены ориентировочные суточные (зимний и летний) графики электрических нагрузок некоторых характерных городских потребителей. Для потребителей микрорайона летний максимум составляет для жилых домов с электроплитами 80%, а для остальных объектов – 70%.

Для реального проектирования могут быть использованы замеры режимных дней конкретных объектов.

Суточные графики используют для построения годового графика по продолжительности. Можно условно принять продолжительность зимнего периода 200 дней, летнего – 165. По оси ординат годового графика по продолжительности в соответствующем масштабе откладывают нагрузки в кВт от РМАКС до РМИН, а по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760 (24 · 365= 8760).

Площадь годового графика выражает количество потребленной электро-энергии за год в кВт·ч.

По данным графика определяют число часов использования максималь-ной нагрузки, ч.,

, (1.9)

где РЗi – нагрузка i –го часа в декабре, кВт; РЛi - нагрузка i –го часа в июне, кВт; РМАКС.З – максимальная нагрузка в зимний период, кВт.

Время максимальных потерь, ч.

τ М = ( 0,124 + ТМ · 10-4)2 · 8760. (1.10)


^ 1.1.4. Расчет сетей наружного освещения


Основной задачей наружного освещения улиц и внутрирайонных проездов является обеспечение безопасности движения в темное время суток. Уличное освещение должно обеспечивать нормированную величину освещенности или величину средней яркости дорожного покрытия. Освещенность должна быть по возможности равномерной.

В сетях наружного освещения следует применять напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали.

Сети наружного освещения рекомендуется выполнять кабельными или воздушными с использованием самонесущих изолированных проводов. В обоснованных случаях для воздушных распределительных сетей освещения улиц, дорог, площадей, территорий микрорайонов и населённых пунктов допускается использовать неизолированные провода.

Электропроводки внутри опор наружного освещения должны выпол-няться изолированными проводами в защитной оболочке или кабелями.

Линии, питающие светильники, подвешенные на тросах, должны выпол-няться кабелями, проложенным по тросу, самонесущими изолированными проводами [5].

Линии электропередачи до 20 кВ на селитебной территории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше должны выполняться, как правило, кабельными. В районах застройки зданиями высотой до 3 этажей линии электропередачи следует выполнять воздушными [1].

Кабельными должны выполняться распределительные сети освещения территорий детских яслей-садов, общеобразовательных школ, школ-интернатов, участков улиц с троллейбусным движением в местах наибольшей вероятности схода штанг, а также линии, питающие осветительные приборы подсвета зелени, цветов, фасадов зданий, скульптур, монументов.

Кабельные распределительные сети в пределах одной линии следует выполнять одним сечением.

Линии сети наружного освещения должны подключаться к пунктам питания с учетом равномерной нагрузки фаз трансформаторов, для чего отдельные линии следует присоединять к разным фазам или с соответст-вующим чередованием фаз [6].

В установках наружного освещения рекомендуется применять преиму-щественно высокоэкономичные газоразрядные источники света высокого давления:

- натриевые лампы высокого давления (НЛВД) – на улицах и дорогах при норме средней освещенности 4 лк и выше; лампы ДРИ (метал-логалогенные)– на улицах и площадях всех категорий со значительным пешеходным движением при средней освещённости 10 лк и выше;

- лампы ДРЛ (дуговые ртутные) различной мощности – на улицах и дорогах всех категорий, а также в транспортных и пешеходных тоннелях.

Светильники с газоразрядными источниками света должны иметь индивидуальную компенсацию реактивной мощности. Коэффициент мощности светильника должен быть не ниже 0,85.

Сечения нулевых жил кабелей в осветительных установках с газораз-рядными источниками света следует, как правило, принимать равными сечению фазных проводов.

Опоры с венчающими их светильниками рекомендуется размещать по односторонней схеме при ширине пешеходной части до 12 м, а при большей ширине – по двухрядной прямоугольной или шахматной схеме. Отношение шага светильников к высоте их подвеса на улицах и дорогах всех категорий должно быть не более 5 : 1 при одностороннем, осевом или прямоугольном размещении и не более 7 : 1 при шахматной схеме размещения.

По совокупности всех условий (экономическая оптимальность, эстетика, безопасность, ограничение ослеплённости) высота установки светильников выбирается в пределах 6-10 м, за исключением декоративных светильников в парках, у входов в здания и др.

При воздушных сетях расстояние между светильниками ограничивается стрелой провеса проводов и обычно не превышает 40 м.

Освещение улиц, дорог и площадей с регулярным транспортным движением в городских поселениях следует проектировать исходя из нормы средней яркости усовершенствованных покрытий согласно табл.1.10 [7].

Среднюю горизонтальную освещенность на уровне покрытия непроезжих частей улиц, дорог и площадей, бульваров и скверов, пешеходных улиц и территорий микрорайонов в городских поселениях следует принимать по строительным нормам [7], как приведено ниже.


Освещаемые объекты Средняя горизонтальная

освещенность, лк

Главные пешеходные улицы, непроезжие

части площадей категорий А и Б 10

Пешеходные улицы в пределах

общественных центров 6

Тротуары, отделенные от проезжей части

на улицах категорий:

А и Б 4

В 2

Среднюю горизонтальную освещенность территорий общественных зданий следует принимать по строительным нормам [7], как приведено ниже.


Средняя горизонтальная

освещенность, лк

Детские ясли-сады, общеобразовательные

школы и школы-интернаты, учебные заведения 10

Групповые и физкультурные площадки 10

Площадки для подвижных игр 10

Проезды и подходы к корпусам и площадкам 4


В ночное время допускается предусматривать снижение уровня наружного освещения городских улиц, дорог и площадей при нормируемой средней освещенности 4 лк и выше путем включения не более половины светильников

В табл. 1.11 приведены параметры типовых решений [8] наружного осве-щения характерных объектов современного микрорайона со смешанной за-стройкой.

Каждый участок осветительной сети характеризуется определенным зна-чением передаваемой по нему мощности и, соответственно, определенным зна-чением тока нагрузки.

При определении нагрузок в сетях с газоразрядными источниками света высокого давления (лампы ДРЛ и ДРИ), следует учитывать потери мощности в пускорегулирующих аппаратах (ПРА), которые при отсутствии точных данных рекомендуется принимать равными 10% мощности ламп.

Выбранные сечения проводников осветительной сети должны обеспе-чивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, срабатывание защитных аппаратов при токах К.З. (короткого замыкания). При этом расчетное отклонение напря-жения у наиболее удаленных светильников не должно превышать 5% номи-нального напряжения сети.

Расчетная нагрузка РР.О., Вт, питающей осветительной сети определяется как

РР.О. = РУСТ. · КС · КПРА, (1.11)

где РУСТ. – установленная мощность ламп, Вт; КС – коэффициент спроса (одновременности), КС = 1 – для наружного освещения; КПРА – коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующем аппарате, КПРА = 1,1.

Расчетный ток осветительной сети IР.О., А, для трехфазной сети (с нулевым проводом и без него) при равномерной нагрузке фаз определяется по формуле:

, (1.12)

где UН – номинальное напряжение сети, UН = 380 В; cosφ – коэффициент мощности нагрузки. Для ламп ДРЛ cosφ = 0,9.

По табл.1.12 согласно расчетному току выбираем сечение головного участка линии S, мм2 [9].

Далее необходимо рассчитать потери напряжения на участках ∆UУЧ осветительной сети от источника до самого удаленного потребителя ∆UЛ, %.

В результате должно выполняться условие

∆UЛ < ∆UР, (1.13)

где ∆UР – располагаемые потери напряжения. Определяются по табл.1.13 [9] согласно данным той трансформаторной подстанции, откоторой питается осветительная сеть.

Потери напряжения на участках линии определяются по формуле, %,

, (1.14)

где С – коэффициент, равный 46 для схем трехфазной сети с нулевым проводом и алюминиевыми жилами; S - сечение данного участка осветитель-ной сети, мм2; LУЧ – длина участка линии, м.

Потери напряжения всей линии определяются суммированием потерь напряжения на всех участках,

∆UЛ = ∑ ∆UУЧ. (1.15)

На линиях наружного освещения, имеющих более 20 светильников на фазу, ответвления к каждому светильнику должны защищаться индивиду-альными предохранителями или автоматическими выключателями.



1.1.5. Выбор расположения подстанций напряжением 10/0,4 кВ


Правильное размещение трансформаторных подстанций (ТП) в микро-районе или поселке городского типа существенно влияет на экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей.

Для определения оптимального местоположения трансформаторных подстанций на генеральном плане строится картограмма электрических нагрузок. Силовые нагрузки представляют в виде кругов, а осветительные нагрузки – в виде секторов. Площадь кругов и секторов в выбранном масштабе соответствует полной нагрузке потребителей.

Координаты центра электрической нагрузки определяются по формулам

, (1.16)

, (1.17)

где Рİ – активная мощность İ – го объекта, подключенного к шинам ТП, кВт; Χİ, Υİ – координаты центра нагрузок отдельных потребителей, см.

Трансформаторные подстанции располагают как можно ближе к центру нагрузок, что позволяет приблизить высокое напряжение к центру потре-бления электрической энергии и сократить протяженность распределительных сетей низкого напряжения, уменьшить расход цветного материала и снизить потери электрической энергии.

Однако архитектурно-планировочные решения застройки микрорайона не всегда допускают такое размещение ТП. В этом случае рекомендуется смещать подстанцию в сторону питающего центра.

^ 1.1.6. Определение электрических нагрузок распределительных

сетей напряжением до 1 кВ


Характер электропотребления, который определяет величину расчётного максимума нагрузки и время его наступления в течение суток, жилых и общественно-коммунальных зданий является различным. Последнее при определении расчётных нагрузок учитывается с помощью так называемого коэффициента участия в максимуме.

Активная расчетная нагрузка линии на шинах 0,4 кВ ТП при смешанном питании потребителей различного назначения (жилые дома и общественные здания), РР.Л., кВт, определяется по формуле:

РР.Л. = РЗД.МАКС + Σ КУİ · РЗД.İ, (1.18)

где Р ЗД. МАКС – наибольшая нагрузка здания из числа зданий, питаемых по линии, кВт; РЗД.İ - расчетные нагрузки других зданий, питаемых по линии, кВт; КУİ – коэффициент участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий (помещений) или жилых домов (квартир и силовых электроприемников) по табл. 1.14 [2].

Примечания:

При расчете активной нагрузки жилых домов, питающихся по одной кабельной линии, количество их квартир суммируется (табл. 1.1).

При расчете активной нагрузки только общественных зданий массо-вого строительства, питающихся по одной кабельной линии, следует пользоваться табл. 1.8.

Расчетная реактивная нагрузка линии при смешанном питании потреби-телей различного назначения (QР), квар, определяется по формуле:

QР.ТП = QМАКС + Σ КУİ · QР.İ, (1.19)

где QМАКС. – наибольшая реактивная нагрузка зданий, питаемых от шин ТП, квар; QР.İ – расчетная реактивная нагрузка всех остальных зданий, квар.

QР.İ = РР.İ · tg (аrссоs φ), (1.20)

где соѕ φ –расчетный коэффициент мощности, табл. 1.4, 1.8.

Полная нагрузка подстанции, кВ·А, определяется по формуле:


SР.ТП = √ РР.ТП2 + QР.ТП2, (1.21)


Коэффициент мощности ТП определяется по формуле:

. (1.22)

Коэффициент загрузки трансформаторов

, (1.23)

где ΣSН.ТР - суммарная номинальная мощность трансформаторов, установ-ленных на ТП, кВ·А [10].

Укрупненная расчетная электрическая нагрузка микрорайона (квартала), РР.МР, кВт, приведенная к шинам 0,4 кВ ТП, определяется по формуле:


РР.МР = (РР.Ж.ЗД.УД + РОБЩ.ЗД.УД) · S · 10-3, (1.24)


где РОБЩ.ЗД.УД. – удельная нагрузка общественных зданий микрорайонного значения, принимаемая 6 Вт/м2; S – общая площадь жилых зданий микро-района (квартала), м2.

В укрупненных нагрузках общественных зданий микрорайонного значения учтены предприятия торговли и общественного питания, детские ясли-сады, школы, аптеки, раздаточные пункты молочных кухонь, приемные и ремонтные пункты, жилищно-эксплуатационные конторы (управления) и другие учрежде-ния согласно СниП по планировке и застройке городских и сельских поселений, а также объекты транспортного обслуживания (гаражи и открытые площадки для хранения автомашин).

Электрические нагрузки общественных зданий районного и городского значения, включая лечебные учреждения и зрелищные предприятия, определя-ются дополнительно, согласно табл.1.8.

^ 1.1.7. Определение электрических нагрузок сетей 10(6) кВ

и центра питания

Расчетная активная нагрузка городских сетей 10(6) кВ определяется умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов отдельных ТП, присоединенных к данному элементу сети (ЦП, РП, линии и др.), на коэф-фициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок (КУ), принима-емый по табл. 1.15 [11] в зависимости от количества трансформаторов и характерис-тики нагрузки.

Активная расчетная нагрузка, кВт, составит:

РР.Л. = Σ КУİ · РР.ТП.İ, (1.25)

где РР.ТП - расчетная активная нагрузка шин İ –ой ТП 10/0,4 кВ.

Коэффициент мощности (соѕφ) для кабельной линии в период максимума нагрузки принят 0,92 (коэффициент реактивной мощности tgφ = 0,43).

Для реконструируемых электрических сетей в районах сохраняемой жилой застройки при отсутствии существенных изменений в степени ее электри-фикации (например, не предусматривается централизованный переход на элект-ропищеприготовление) расчетные электрические нагрузки допускается прини-мать по фактическим данным.

Расчетные нагрузки на шинах 10(6) кВ ЦП определяются с учетом несовпа-дения максимумов нагрузок потребителей городских распределительных сетей и сетей промышленных предприятий (питающихся от ЦП по самостоятельным линиям) путем умножения суммы их расчетных нагрузок на коэффициент совмещения максимумов, принимаемый по табл.1.16 [11].

Для ориентировочных расчетов электрических нагрузок города (района) на расчетный срок концепции развития города рекомендуется применять укрупненные удельные показатели, приведенные в табл.1.17 [11].

Значения удельного расхода электроэнергии коммунально-бытовых потребителей на расчетный срок концепции развития города применяются по табл. 1.18 [11].


1.2. Выбор и расчет схем сетей внешнего

электроснабжения


^ 1.2.1. Напряжение сетей


Согласно [4] для районов городской застройки наиболее целесообразной является система напряжений 35-110/10 кВ.

При расширении и реконструкции существующих сетей 6 кВ рекомен-дуется переводить их на напряжение 10 кВ с использованием установленного оборудования на ТП и кабелей при соответствии их характеристик перево-димому напряжению.

При проектировании новых микрорайонов напряжение распределительных сетей выше 1 кВ должно приниматься не ниже 10 кВ независимо от напряжения сети в существующей части города.

Существующие сети 6 кВ при темпах ежегодного роста нагрузок, равного 5% и более в течение 10-15 лет, рекомендуется переводить на напряжение 10 кВ в ближайшие 5-10 лет.

При использовании кабельных линий 6 кВ на напряжении 10 кВ рекомен-дуется предусматривать замену кабелей на кабели 10 кВ на вертикальных участках, например, вводы на подстанции, крутонаклоненные участки трассы и на участках линий с выраженными дефектами.

Городские электрические сети выше 1 кВ до 35 кВ должны выполняться трехфазными.

Сети до 1 кВ должны выполняться с глухим заземлением нейтрали напря-жением 380/220 В [11].


^ 1.2.2. Выбор схем построения электрических сетей

напряжением 35 кВ и выше


Выбор оптимальной схемы электроснабжающих сетей должен произво-диться на основании технико-экономических расчетов с учетом размеров горо-да, перспективы его развития, существующих электрических сетей, источников питания и других местных условий.

При разработке схемы электроснабжающих сетей крупных городов (население до 1 млн человек), как правило, следует предусматривать:

- создание вокруг города кольцевой магистральной сети напряжением 110 кВ и выше с двухсторонним питанием;

- сооружение глубоких вводов 110 кВ и выше для питания отдельных (центральных) районов города, не охватываемых кольцевой сетью указанного напряжения. Питание подстанций глубокого ввода может предусматриваться от разных секций одной или разных опорных подстанций.

Опорные подстанции рекомендуется располагать в противоположных местах кольцевой сети. Линии связи кольцевой сети с опорными подстанциями энергосистемы во всех случаях должны сооружаться по разным трассам.

В сетях 110-220 кВ рекомендуется присоединение к одной линии электропередачи с двухсторонним питанием, как правило, не более трех под-станций при условии сохранения питания потребителей при аварийном отключении любого участка линии.

Место сооружения подстанций 35 кВ и выше, схема электрических сооружений и мощность должны определяться на основе технико-эконо-мических расчетов с учетом нагрузки и расположения основных потребителей, развития сетей 35 кВ и выше энергосистемы и распределительных сетей 10(6) кВ города.

Подстанции глубокого ввода 110-220 кВ, как правило, необходимо выполнять двухтрансформаторными по схеме блоков «линия - трансформа-тор». Распределительное устройство 10(6) кВ должно выполняться, как правило, с одной секционированной системой сборных шин с устройством АВР на секционном выключателе. Допускается применение однотрансформаторных подстанций, если при этом может быть обеспечена требуемая надежность электроснабжения потребителей.

Мощность трансформаторов подстанций глубокого ввода 110-220 кВ при установке двух трансформаторов и отсутствии резервирования по сети 10(6) кВ выбирается с учетом их загрузки в нормальном режиме на расчетный срок согласно методике, приведенной в ГОСТ 14209-85 [11] не более 80% номиналь-ной мощности.

Мощность трансформаторов подстанций в крупных городах, в зависимости от территории района электроснабжения, плотности нагрузки, состава потре-бителей и других местных условий, рекомендуется принимать:

-при питании по воздушным линиям электропередачи 110 кВ – не менее 25 МВ·А, по линии 220 кВ – не менее 40 МВ·А;

-при питании по кабельным линиям 110-220 кВ – не менее 40 МВ·А.

На подстанциях 110-220 кВ допускается установка трансформаторов меньшей мощности или одного трансформатора при обеспечении требований надежности электроснабжения потребителей.

При построении распределительных сетей 10(6) кВ следует преду-сматривать возможность их использования для ограниченного взаимного резервирования нагрузки ближайших ЦП (не менее 15% нагрузки).

В связи с внедрением глубоких вводов встаёт вопрос ограничения мощности короткого замыкания. С ростом мощности подстанции увеличи-вается мощность короткого замыкания в сетях вторичного напряжения, что приводит к удорожанию распределительных устройств этих сетей.

Мощность короткого замыкания на сборных шинах ЦП (центра питания) при напряжении 10(6) кВ не должна превышать 350(200) МВ·А.

Мероприятия по ограничению мощности короткого замыкания должны определяться на основе технико-экономических расчетов, в которых сопостав-ляются затраты на ограничение мощности короткого замыкания с затратами на увеличенные сечения проектируемых и замену существующих кабелей.

При необходимости ограничения мощности короткого замыкания на шинах 10(6) кВ ЦП следует рассматривать применение трансформаторов с расщепленными обмотками или установку токоограничивающих реакторов.

1.2^ .3. Выбор схем построения электрических сетей

напряжением 0,38-20 кВ

Распределительная и питающая сеть 10(6) кВ должна использоваться для совместного питания городских потребителей коммунально-бытового и промышленного характера. При технико-экономических обоснованиях допус-кается сооружение питающих сетей 10(6) кВ для самостоятельного электро-снабжения отдельных крупных потребителей.

Принцип построения городских сетей выбирается применительно к основ-ной массе электроприемников для обеспечения требуемого уровня надежности электроснабжения. Примерная схема системы электроснабжения города приведена на рис.1.1 [12].

Целесообразность сооружения РП (распределительный пункт) 10(6) кВ, (на рис 1.1 – РП1), должна обосновываться технико-экономическим расчетом. Нагрузка РП на расчетный срок должна составлять на шинах 10 кВ не менее 7 МВт, на шинах 6 кВ – не менее 4 МВт.

Распределительные пункты 10(6) кВ, как правило, следует выполнять с одной секционированной системой сборных шин с питанием по взаиморе-зервируемым линиям, подключенным к разным секциям. На секционном вы-ключателе должно предусматриваться устройство АВР (автоматический ввод резерва).

При петлевой, замкнутой и радиальной схемах распределительных сетей 10(6) кВ должны применяться ТП, как правило, с одним трансформатором (ТП1 – ТП5 и ТП15 – ТП18 на рис. 1.1).

Основным принципом построения распределительной сети 10(6) кВ для электроснабжения электроприемников первой категории является двухлучевая схема с двухсторонним питанием при условии подключения взаимно резер-вирующих линий 10(6) кВ к разным независимым источникам питания. На рис. 1.1 – это питание ТП12 – ТП14 от РП1 и РП2. При этом на шинах 0,38 кВ двух-

трансформаторных ТП и непосредственно у потребителя (при наличии элект-роприёмников 1 категории) должно быть предусмотрено АВР.



Основным принципом построения распределительной сети 10(6) кВ для электроснабжения электроприемников первой категории является двухлучевая схема с двухсторонним питанием при условии подключения взаимно резер-вирующих линий 10(6) кВ к разным независимым источникам питания. На рис. 1.1 – это питание ТП12 – ТП14 от РП1 и РП2. При этом на шинах 0,38 кВ двух-

трансформаторных ТП и непосредственно у потребителя (при наличии элект-роприёмников 1 категории) должно быть предусмотрено АВР.

Следует также рассматривать питание электроприемников первой кате-гории по сети 0,38 кВ от разных ТП, присоединенных к разным независимым источникам. При этом необходимо предусматривать необходимые резервы в пропускной способности элементов системы в зависимости от нагрузки элект-роприемников первой категории.

Основным принципом пост