Энергоснабжение многоквартирного жилого дома. Тема: Электроснабжение жилого дома. где Р - расчетная максимальная нагрузка, Вт

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

"Нижневартовский нефтяной техникум"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: "Электроснабжение предприятий и гражданских зданий"

"Электроснабжение жилого дома"

Разработал Лукоянов Д.Е.

Руководитель Спирина О.Н.

Нижневартовск 2005

Введение

1. Общая часть

2.2 Расчёт электрических нагрузок по группам приёмников и по узлу в целом

2.8 Конструктивное исполнение сети заземления и расчёт заземляющего устройства

Заключение

Введение

В августе 2003 года Правительством РФ была утверждена "Энергетическая стратегия России на период до 2020 года" (распоряжение от 28.08.03 № 1234-р).

Активное участие в разработке Энергетической стратегии приняли специалисты Департамента научно-технической политики и развития ОАО РАО "ЕЭС России". Рабочую группу по электроэнергетике и теплоснабжению возглавлял заместитель председателя правления ОАО РАО "ЕЭС России" В.П. Воронин.

К числу наиболее важных задач Энергетической стратегии России относятся определение основных количественных и качественных параметров развития электроэнергетики и конкретных механизмов достижения этих параметров, а также координация развития электроэнергетики с развитием других отраслей топливно-энергетического комплекса и потребностями экономики страны.

Стратегическими целями развития отечественной электроэнергетики в перспективе до 2020 г. являются:

·надежное энергоснабжение экономики и населения страны электроэнергией;

·сохранение целостности и развитие Единой энергетической системы России, интеграция ЕЭС с другими энергообъединениями на Евразийском континенте;

·повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчивого развития электроэнергетики на базе новых современных технологий;

·уменьшение вредного воздействия отрасли на окружающую среду.

В оптимистическом варианте развитие электроэнергетики России ориентировано на сценарий экономического развития страны, предполагающий форсированное проведение социально-экономических реформ с темпами роста производства валового внутреннего продукта до 5 - 6 % в год и соответствующим устойчивым ростом электропотребления 2 - 2,5 % в год. В результате ежегодное потребление электроэнергии должно достигнуть к 2020 году:

·в оптимистическом варианте - 1290 млрд. кВт · ч;

·в умеренном - 1185 млрд. кВт · ч.

С учетом увеличения экспорта ежегодная выработка электроэнергии на российских электростанциях к 2020 году должна будет возрасти до 1215-1365 млрд. кВт · ч. Намечается значительный рост производства электроэнергии на АЭС: с 142 млрд. кВт · ч в 2002 году до 230 - 300 млрд. кВт ч в 2020 году, рост на ГЭС - с 164 млрд. кВт · ч в 2002 году до 195 - 215 млрд. кВт · ч в 2020 году.

Для надежного обеспечения прогнозируемого спроса на электроэнергию потребуется увеличение суммарной установленной мощности электростанций России. Основу электроэнергетики по-прежнему будут составлять ТЭС, доля которых в структуре установленной мощности сохранится на уровне 65 - 70 %. Доля ГЭС и АЭС, не потребляющих органическое топливо, будет находиться в диапазоне 30 - 35 %.

ноября 2004 года состоялась расширенное заседание Бюро Совета Российского научно-технического общества строителей, целью этого собрания было общественное обсуждение работы "Разработка и освоение прогрессивной технологии строительства жилых домов из монолитного железобетона", выдвинутой на соискание Премии Правительства РФ в области науки и техники 2004 г.

Представленная работа содержит комплекс научных, опытно-конструкторских, проектных и технологических разработок в области монолитного домостроения, внедрение которых в практику строительства позволило получить значительные социальный и технико-экономический эффекты. Принципиально новая в отечественной и зарубежной практике технология строительства монолитных зданий каркасного и бескаркасного типов с самонесущими наружными ограждающими конструкциями слоистого типа позволила существенно улучшить условия труда и безопасность строительного процесса.

За счет применения современных методов расчета при проектировании и новых способов ведения строительно-монтажных работ достигнут высокий технико-экономический эффект. По расчетам авторов работы, новая технология даст возможность уменьшить (в расчете на 1 кв. м общей площади дома): расход бетона на 20%; расход стали на 15%; сметную стоимость строительства на 15%; нормативные сроки строительства на 25%.

В курсовом проекте по электроснабжению жилого шести подъездного девяти этажного дома предусмотрено применение новых технологий, нового оборудования, которые позволяют сократить затраты на монтаж и эксплуатацию электрооборудования жилого дома.

1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта

Территория, на которой расположен микрорайон, относится к таежно-болотному району Западной Сибири, который характеризуется резко-континентальным климатом: холодной зимой с сильными ветрами и метелями, короткой и бурной весной, непродолжительным кратким летом и короткой осенью.

Среднегодовая температура января - 22 С, июля + 20 С, средняя температура наиболее холодной пятидневки - 45 С. В наиболее жаркое лето температура воздуха достигает + 30 ÷ 35 С, в холодные зимы минус 45 ÷ 55 С.

Выпадение осадков в год составляет 550 мм, в теплое время года с апреля по октябрь 250 ÷ 300 мм. Среднегодовая продолжительность гроз составляет от 20 до 40 часов. Средняя высота снежного покрова на лесных участках составляет 100 ÷ 150 мм, на открытых 0,5 м.

Рельеф площадки равнинный, характеризующийся малой разницей высотных отметок повышенных и пониженных мест и слабо выраженным уклоном в западном направлении.

Инженерно - геологические элементы почвы с поверхности площадки представлены каменистой почвой. Удельное сопротивление каменистой почвой Rуд = 200 Омм.

Современные жилые здания насыщены большим количеством различных электроприёмников. К ним относятся осветительные и бытовые приборы и силовое электрооборудование. Рост энергетики и объём производства электроэнергии в значительной мере способствует расширению номенклатуры и увеличению количества электроприборов, применяемых в быту.

Современная бытовая техника всё в большей степени обеспечивает сокращение затрат труда на ведение домашнего хозяйства и повышения комфорта современного жилища.

Электроприёмники жилого здания подразделены на две основные группы: электроприёмники квартир и электроприёмники общедомового назначения. К первым относятся осветительные и бытовые электроприборы. Ко вторым относятся светильники лестничных клеток, технических подпольев, чердаков вестибюлей, холлов, служебных и других помещений, лифтовые установки, различные противопожарные устройства, элементы диспетчеризации, переговорно-вызывные устройства (домофоны), кодовые замки и т.п.

Электрическое освещение квартир осуществляется с помощью светильников общего и местного освещения, как правило с лампами накаливания. Однако в настоящее время разрабатываются и внедряются бытовые светильники с люминесцентными лампами, применение которых позволит резко повысить освещённость в квартирах без увеличения расхода электроэнергии при значительно большем сроке службы этих ламп. Для общего освещения жилых комнат применяются многоламповые светильники различных конструкций с лампами накаливания мощностью 40-100 Вт, для освещения вспомогательных помещений - одноламповые светильники 25-60 Вт, для ванных комнат разработан и внедряется светильник с люминесцентной лампой.

Бытовые электроприборы по назначению можно разделить на следующие характерные группы:

·нагревательные;

·для обработки и хранения продуктов;

·хозяйственно бытовые;

·культурно бытовые;

·санитарно - гигиенические;

·бытовые кондиционеры воздуха;

·водонагреватели;

·приборы для отопления помещений.

Потребление электроэнергии жилыми зданиями имеет ряд особенностей, обусловленных составом электроприемников и режимами их работы, связанными с укладом жизни населения. Это прежде всего неравномерность потребления электроэнергии по часам суток и сезонам года. В жилых зданиях 60 % электроэнергии расходуется в период между 18 и 22 ч; летом электроэнергии потребляется на 15 - 20 % меньше, чем зимой.

В жилом доме имеются электроплиты, противопожарные устройства, лифты, эвакуационное и аварийное освещение, а согласно ПУЭ жилые дома с электроплитами относятся к электроприемникам второй категории, перерыв электроснабжения которых приводит к нарушению нормальной деятельности значительного количества городских жителей, а электроприемники противопожарных устройств, лифты, эвакуационное и аварийное освещение относятся к электроприемникам первой категории, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, нарушение функционирования особо важных элементов городского хозяйства.

Электроприемники первой и второй категории обязательно обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Перерыв в электроснабжении первой категории допускается лишь на время срабатывания АВР, а перерыв в электроснабжении второй категории допустим на время необходимое для включения резервного питания действиями оперативно дежурного персонала, но не более одних суток.

Жилой дом состоит из шести подъездов и девяти этажей, по четыре квартиры на каждом этаже. Во всех квартирах установлена электрическая плита для приготовления и подогрева пищи типа ЧРШ и мощностью 5,8 кВт. В каждом из подъездов находится одна лифтовая установка мощностью 12 кВт, а в подвале установлены 6 насосов водоснабжения мощностью 4 кВт каждый. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 1.1 и на рисунке 1.1.

Таблица 1.1 - Исходные данные

Кол-во подъездовКол-во этажейТип плитыРдв. лифта, кВтНагрузка технического подполья, кВтРрасч на шинах 0,4 кВ ПС 10/0,4 кВ69ЧРШ-3/5,8124-

Напряжение сети 380/220 В.

1.2 Характеристика помещений дома по условиям среды

Городские жители одну треть своей жизни проводят дома. От качества воздушной среды, температурных, световых и физико-химических характеристик помещений зависит состояние здоровья граждан. Для этого разработаны государственные санитарно эпидемиологические правила и нормативы в соответствии с Федеральным законом "О санитарно эпидемиологическом благополучии населения" от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ "Положением о государственной санитарно эпидемиологической службе Российской Федерации", а также "Положением о государственном санитарно эпидемиологическом нормировании", утвержденными Постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. N 554, которые устанавливают санитарные требования, необходимые для содержания эксплуатируемых жилых зданий и помещений, предназначенных для постоянного проживания.

Согласно этим нормам есть несколько основных параметров подлежащих нормированию: температура воздуха, относительная влажность, искусственное освещение, кратность воздухообмена, уровни шума, вибрации, ультразвука и инфразвука и электромагнитного излучения.

Значения нормируемых параметров в помещениях жилых зданий приведены в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Характеристика помещений

Наименование помещенийТемпература воздуха, CОтносительная влажность, %Кратность воздухообмена, м/сУровень шума, дБИскусственное освещение, лк (10-12 Вт/м2) Уровень вибрации, м/кв. сУровень ультразвука, дБУровень инфразвука, дБЭлектромагнитное излучение, кГц - ГГцЖилая комната21400,240100-1504,0 - 10,060,0 - 75,030 - 300Кухня20550,245Туалет20200,15-Ванная, совмещенный санузел25900,1520Вестибюль, лестничная клетка17200,330Межквартирный коридор17500,225Кладовые17600,3-Подвальное помещение15850,3-

Так как ванной и в подвале повышенная влажность то там следует устанавливать влагозащищенные светильники.

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Схема и конструктивное исполнение силовой и осветительной сети с выбором электрооборудования и комплектных устройств

Для питания электроприёмников жилых домов применяется двухлучевая схема электроснабжения (рис 2.2).

Рисунок 2.2 - Двухлучевая магистральная схема сети высокого напряжения с контакторной автоматикой (АВР) на стороне низкого напряжения

От трансформатора по кабельной линии электроэнергия подается на вводно-распределительное устройство. Согласно /1/ кабельные линии применяются при невозможности прокладки воздушных линий из-за стесненности территории либо по обоснованным градостроительным соображениям.

Вводно-распределительное устройство распределяет электроэнергию по питающим линиям и является комплектным электрическим устройством заводского изготовления и поставляется отдельными шкафами или блоками из нескольких шкафов со всеми соединительными проводниками между ними, которые могут быть как шины, так и изолированные провода.

ВРУ устанавливают в местах ввода внешних питающих сетей и предназначены для присоединения к ним внутренних электросетей зданий и распределения электроэнергии.

В качестве вводно-распределительного устройства приняты панели серии ВРУ-1-14-20-УХЛ-4, установленные в электрощитовом помещении, расположенном на первом этаже жилого дома. Учёт электроэнергии осуществляется счётчиками типа СА4, установленными на вводах, а в квартирах счетчиками типа СА.

С ВРУ по кабелям электроэнергия поступает на этажные щитки, типа ЩЭ-2430-УХЛ-4 установленные в электропанелях на лестничных клетках каждого этажа и предназначенные для приема, распределения и учета электроэнергии напряжением 220 В, а также для защиты линий квартир при перегрузках и коротких замыканиях. В каждой квартире располагается электрощиток ЩК-2140-УХЛ-4, в котором находится устройство защитного отключения и автоматические выключатели.

В проекте предусматривается рабочее, аварийное, эвакуационное и ремонтное освещение.

Рабочее освещение предусматривается во всех помещениях.

Аварийное освещение предусматривается в электрощитовой, машинном помещении лифта и узлах управления. Эвакуационное освещение - на лестничных клетках, лифтовой площадке, на входах.

Ремонтное освещение выполняется в электрощитовой, машинном помещении лифта и узлах управления.

Управление освещением техподполья, машинного помещения лифта, электрощитовой, тамбуров осуществляется выключателями установленными у входов в помещения, управление освещением чердака выключателем, установленным у входа вне чердака.

электроснабжение жилой дом заземление

Для подавления радиопомех на шинах вводно-распределительного щита устанавливаются конденсаторы ёмкостью 1 мкФ на фазу.

Все металлические нетоковедущие части электрооборудования подлежат заземлению путём металлического соединения с нулевым защитным проводом сети.

Применяется радиальная схема электроснабжения для распределения электроэнергии жилого дома.

Расчетная электрическая нагрузка квартир Ркв кВт, приведенная к вводу жилого дома:

Р кв. уд - удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, кВт/квартира; /1, табл. 2.1.1/

h - количество квартир, шт.

Расчетная мощность лифтовых установок Рпл, кВт

К с / - коэффициент спроса для лифтовых установок /1, табл. 2.1.2/

Р ni - мощность электродвигателя лифта, кВт

Расчетная мощность санитарно технических устройств Рст. у., кВт

где К с // - коэффициент спроса электродвигателей санитарно технических устройств /1, табл. 2.1.3/

Р ст. у - мощность электродвигателя санитарно технических устройства, кВт

Расчетная электрическая нагрузка силовых электроприемников Рс, кВт приведенная к вводу жилого дома:

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома Рр. ж. д, кВт

где k у - коэффициент участие в максимуме нагрузки силовых электроприемников /1/

Расчетная электрическая нагрузка жилых домов микрорайона Рр. мр., кВт приведенная к шинам 0,4 кВ трансформаторной подстанции:

где Р р. ж. д. уд. - удельная расчётная нагрузка жилых домов, кВт /1, табл. 2.1.5/

S - общая площадь микрорайона, м 2 .

Расчетная реактивная нагрузка квартир Qкв квар, приведенная к вводу жилого дома:

где tg = 0,2 /1, табл. 2.1.4/

Расчетная реактивная мощность лифтовых установок Qпл, кВт

где tg - коэффициент реактивной мощности, tg = 1,17 /1/

Расчетная реактивная мощность санитарно технических устройств Qст. у., кВт

Расчетная реактивная электрическая нагрузка силовых электроприемников Qс кВт, приведенная к вводу жилого дома:

Расчетная реактивная электрическая нагрузка жилого дома Qр. ж. д, кВт

Расчетная реактивная нагрузка жилых домов микрорайона Qр. мр. кВт, приведенная к шинам 0,4 кВ трансформаторной подстанции:

Расчет полной мощности Sмр кВА, всего микрорайона:

2.3 Расчёт силовой питающей и распределительной сетей при напряжении 380 В с выбором сечений проводов, кабелей и аппаратов защиты

Расчетный нок Iр А, нагрузки определяется по формулам:

а) для трехфазной четырехпроводной и трехпроводной сетей

б) для однофазной сети

где Р - расчетная максимальная нагрузка, Вт;

U - номинальное напряжение сети, В;

Cos - коэффициент мощности.

Ток расчетный для электроплиты определяется по формуле (2.15):

Аналогичным способом рассчитываются остальные электроприемники и данные заносятся в таблицу 2.1

Для всех электроприемников выбирается сечение проводника по условию и данные заносятся в таблицу 2.1

Выбираю провод для электроплиты марки ПВ с сечением S= 2,5 мм2, Iдд = 30 A.

Условие выполняется, следовательно, провод выбран правильно.

Электрические сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения по формулам:

а) для трехпроводной линии

б) для двухпроводной линии

U ном - номинальное напряжение сети, В;

Р ном - номинальная мощность электроприемника, кВт;

l - длина питающей линии, км;

r o

x o - реактивное сопротивление проводника, мОм/м.

Проверяю выбранный провод для электроплиты на потерю напряжения по формуле (2.9):

Так как ΔU<5%, провод выбран правильно.

Автоматический выключатель выбирается по условию и данные заносится в таблицу 2.1

Выбираю автоматический выключатель для электроплиты типа: АЕ 2044, Iном=63 А, Iн. р=31,5 А

5 > 29,7

Условие выполняется, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

После выбора автоматического выключателя необходимо проверить его на надежность срабатывания по условию:

Условие выполняется значит надежность срабатывания автомата обеспечена.

Предохранители выбирается по условию и данные заносятся в таблицу 2.1

Проверка выбранного предохранителя на соответствие длительно допустимому току осуществляется по условию и данные заносится в таблицу 2.1

Магнитный пускатель выбирается по условию, и данные заносится в таблицу 2.1

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов ПС

Выбор мощности трансформатора производится из следующих условий:

·полной расчетной нагрузки объекта электроснабжения;

·время использования максимальной нагрузки;

·допустимой перегрузки и экономической загрузки трансформатора;

·время использования потерь.

Расчетная мощность S р. тр кВА, трансформатора определяется по формуле:

где n - количество трансформаторов, n=2 шт.

В - коэффициент загрузки трансформатора В= 0,7 /2/

Выбираю два возможных варианта мощности трансформатора:

1.вариант два трансформатора по 250 кВА;

2.вариант два трансформатора по 400 кВА.

Технико-экономические показатели трансформаторов приведены в таблице 2.2

Таблица 2.2 Технико-экономические показатели трансформаторов

ТипМощность кВАПредел напряжения, кВПотери, кВТок холостого хода, I х %Напряжение кроткого замыкания, Uk %ВНННΔРххΔРкзТМ-250/10250100,4/0,231,05434,6ТМ-400/10400100,4/0,6915,72,54,5

Коэффициент загрузки Кз трансформатора определяется по формуле:

где S н тр - номинальная мощность трансформатора, кВА.

По документам определяем стоимость трансформаторов К:

КТМ-250/10 = 61,130 тыс. руб.

КТМ-400/10 = 67,348 тыс. руб.

Приведенные потери холостого хода ∆Рхх, кВт трансформатора:

где К ип - коэффициент изменения потерь, К ип =0,12 кВт/кВАр /2/

Приведенные потери короткого замыкания ∆Рк. з, кВт трансформатора:

Полные потери ∆Рт, кВт трансформатора:

Количество часов Т час, работы трансформатора за год:

часов (2.29)

Потери трансформатора ∆Wт, кВтчас за год:

кВтчас/год

Стоимость потерь Сn руб, трансформатора за год:

где С о - стоимость 1 кВт/час руб, С о =0,55 руб.

Стоимость амортизационных отчислений Са, тыс. руб:

где У - коэффициент амортизационных отчислений (%), У=6,3

К - стоимость трансформатора.

тыс. руб

Общие затраты Сэ, тыс. руб:

тыс. руб

Для второго трансформатора расчеты ведутся аналогичным способом, рассчитанные данные заношу в таблицу 2.3 После технико-экономического расчета необходимо произвести проверку трансформатора на аварийную перегрузу:

где rсист - аварийная перегрузка, rсист =1,4.

Определяю срок окупаемости Ток, лет трансформатора:

где К 1 , К 2 - капитальные вложения в трансформатор, тыс. руб;

С э1 , С э2 - ежегодные эксплуатационные расходы, тыс. руб.

Так как Ток<Тн, то экономичнее, когда капиталовложения больше, а ежегодные эксплуатационные расходы меньше, по этим условиям подходят два трансформатора типа ТМ-400/10.

Таблица 2.3 Технико-экономические показатели и результаты расчетов для сравниваемых вариантов

Тип трансформатора∆Рх, кВт∆Рк, кВтIx, %Uк, %К, тыс. руб∆Рхх/, кВт∆Ркз/, кВт∆Рт/, кВт∆Wт, кВтч/годСа, тыс. руб/годСn, тыс. руб/годСэ, тыс. руб/годТМ-250/101,05434,661,11,95,384,136,43,852,155,98ТМ-400/1015,74,54,567,32,27,863,430,24,234,933,17

Из расчетов видно, что по условию работы в аварийном режиме трансформатор типа ТМ250/10 не подходит, окончательно выбираю два трансформатора типа ТМ 400/10.

2.5 Обоснование выбора схемы электроснабжения при напряжении 6-10 кВ и типа ПС

Трансформаторной подстанцией (ТП) называется электрическая установка для преобразования и распределения электроэнергии. В зависимости от положения в сети электросистемы понижающие подстанции подразделяются на районные и местного назначения. Трансформаторные подстанции выполняются отдельно стоящими, пристроенными, т.е. примыкающими к зданию, встроенными в него, внутрицеховыми, располагающимися непосредственно внутри производственного помещения.

Городские электрические сети напряжением 6-10 кВ характерны тем, что в любом из микрорайонов могут оказаться потребители всех категорий по надежности электроснабжения. Естественно, это требует и надлежащего построения схемы сети. Для подключения городских подстанций с двумя трансформаторами номинальной мощностью до 630 кВ-А часто применяют двухлучевую схему с АВР на стороне низшего напряжения с контакторной автоматикой (рис.2.1). При выходе из строя одного из лучей высшего напряжения или трансформатора нагрузка автоматически переключается на неповрежденный кабель и второй трансформатор. Двухлучевая схема с АВР на стороне низшего напряжения имеет значительные преимущества, надежна в эксплуатации, обладает быстродействием (переключение производится за 0,2-0,3 с, тогда как АВР на стороне высшего напряжения включается за 1-1,5 с). Кроме того, эта схема является самовосстанавливающейся: при возникновении напряжения на отключившейся линии (луче) схема приходит в исходное положение без участия обслуживающего персонала.

При этом одна из питающих линии используется для присоединения электропиёмников квартир и общедомовых помещений (подвал, лестничные клетки, вестибюли, холлы, чердаки, наружное освещение и т.д.); другая питающая линия предназначена для подключения противопожарных устройств эвакуационного и аварийного освещения, элементов диспетчеризации и кодовых замков подъезда.

Двухлучевая схема обходится несколько дороже петлевой с резервными перемычками, применяемой в небольших и средних городах, но при петлевой схеме переключение производится вручную выездным персоналом, а ответственные объекты приходится выделять на отдельные линии.

2.6 Расчёт токов короткого замыкания

Коротким замыканием называется непосредственное соединение между любыми точками разных фаз или фазы с землёй и нулевым проводом электрической сети, которое не предусмотрено нормальными условиями работы установки.

Для расчета токов короткого замыкания составляется расчетная схема - упрощённая однолинейная схема электроустановки (рис. 2.3 а). По расчетной схеме составляется схема замещения (рис. 2.3 б), на которой указываются все сопротивления элементов и точки короткого замыкания.

Есть два способа расчета токов короткого замыкания в относительных единицах и в именованных единицах.

Рассмотрим расчет в именованных единицах.

Принимается за базисное напряжение Uб = 0,4 кВ.

Рисунок 2.3 а) Расчетная схема б)Схема замещения

Определяю сопротивление системы Xc мОм, по формуле:

где I откл - ток отключения выключателя, кА;

U ср - среднее напряжение на ступени короткого замыкания, кВ.

Определяю индуктивное сопротивление для каждой кабельной линии Xкл мОм, по формуле:

где x 0 - индуктивное сопротивление кабельной линии, мОм/м /4, табл. 1.9.5/

l - длина кабеля, км.

U - среднее напряжение на ступени, кВ.

Для остальных кабельных линий индуктивное сопротивление определяется аналогично.

Определяю активное сопротивление для каждой кабельной линии по формуле:

где r 0 - активное сопротивление кабельной линии, мОм/м /4, табл. 1.9.5/

Для остальных кабельных линий активное сопротивление определяется аналогично.

Сопротивление для ступеней распределения определяю из /4, табл. 1.9.4/

Rc1 = 15 мОмRc2 = 20 мОм

Сопротивление трансформатора определяю из /4, табл. 1.9.1/

rт = 5,7 мОмxт = 17 мОмzт (1) = 195 мОм

SFr1SF = 0,1 мОмx1SF = 0,1 мОмrП1SF = 1,15 мОм

SF1rSF1 =0,2 мОм x SF1 = 0,25 мОмr ПSF1 = 0,5 мОм

Определяю активное сопротивления rк мОм, до каждой точки КЗ и заношу таблицу 2.4:

rк1 = rкл1, (2.39)

rк1 = 14,5 = 14,5 мОм

Определяю индуктивное сопротивления xк мОм, до каждой точки КЗ и заношу в "Сводную ведомость" таблица 2.4:

xк1 = xc + xкл1, (2.40)

xк1 = 0,4 + 0,76 = 1,16 мОм

Определяю полное сопротивление zк1 мОм, до точки КЗ и заношу в таблица 2.4:

Для остальных характерных точек КЗ полное сопротивление определяется аналогично.

Определяю 3- фазный ток КЗ Iк кА, по формуле и заношу в таблицу 2.4

Определяю ударный ток iу кА, по формуле и заношу в таблицу 2.4:

где I по - ток трехфазного КЗ

k у - ударный коэффициент, /4, рис. 1.91. /

Для остальных точек КЗ ударный ток определяется аналогично.

Определяю 2- фазный ток КЗ Iк кА, по формуле и заношу в таблицу 2.4:

, (2.44), кА

Для остальных точек, ток КЗ определяется аналогично.

Для определения 1- фазных токов КЗ составляется схема замещения (рис. 2.4)

Определяю активное сопротивление rПКЛ мОм, для каждой кабельной линии по формуле:

Рисунок 2.4 Схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ

Определяю индуктивное сопротивление xПКЛ мОм, для каждой кабельной линии Xкл мОм, по формуле:

где x 0п - удельное индуктивное сопротивление петли "фаза-нуль", x 0п =0,15 /4/

Определяю активное сопротивления rк мОм, до каждой точки КЗ:

rк1 = rc1, (2.47)

rк1 = 0,15 мОм

Определяю индуктивное сопротивления xк мОм, до каждой точки КЗ

xк1 = 0 мОмк2 = xпкл1, (2.47)

xк2 = 22,5 мОм

Определяю полное сопротивление zк мОм, до точки КЗ по формуле (2.49) и заношу в таблицу 2.4:

Для остальных точек КЗ полное сопротивление определяется аналогично.

Определяю 1- фазный ток КЗ Iк кА, по формуле и заношу в "Сводную ведомость" таблица 2.5:

Для остальных характерных точек КЗ, ток определяется аналогично.

Таблица 2.4 - Сводная ведомость

Точка КЗRк мОмXк, мОмZк, мОмIк (3), кАIу, кАIк (2), кАZк, мОмIк (1), кАК114,51,1614,540,6363013,4--К220,418,3627,48,416,277,30,153,37К370,3527,6475,585,19,884,44631,71К4244,3537,77247,30,931,80,8409,30,46К5159,1535,581631,42,711,222400,72

2.7 Выбор электрооборудования, токоведущих частей и проверка их на действие токов короткого замыкания

Необходимо выбрать питающий кабель для трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.

Определяю активные потери в трансформаторе ∆Рт кВт, по формуле:

Определяю индуктивные потери в трансформаторе ∆Qт квар, по формуле:

Определяю полные потери в трансформаторе ∆Sт кВА, по формуле:

Определяю максимальную расчетную мощность Sm кВА, по формуле:

Определяю расчетный ток Iр А, для выбора кабеля по формуле:

, (2.54), А

Определяю экономическое сечение кабеля Sэк мм2, по формуле:

где j - значение экономической плотности тока, /3/

Выбираю кабель марки АСБГ на Uном=10 кВ, по току расчетному 28,7А с Iдд = 65 А, с сечением S = 25 мм2.

Определяю тепловой импульс токов короткого замыкания Вк кА2·с, по формуле:

Проверяю кабель на термическую устойчивость к токам КЗ, мм2 по формуле:

где S min - минимальное сечение провода; мм 2 ; С = 85.

Выбранный кабель термически устойчив к токам КЗ.

Делается проверка кабеля на потерю напряжения ∆U %, по формуле:

где r o - активное сопротивление проводника, мОм/м;

Так как ∆U < 5%, то кабель выбран правильно.

Выбираю для установки на высшей стороне разрядник РВО-10Т1, выключатель ВМП-17, трансформатор тока ТПЛ-10-УЗ.

Условия, по которым осуществляется выбора высоковольтного оборудования:

а) по напряжению:

Uнорм ≤ Uном, (2.59)

б) по току:

Iмах ≤ Iном, (2.60), Iнорм ≤ Iном, (2.61)

в) по отключающей способности:

Iк. з ≤ Iоткл. ном, (2.62)

г) по электродинамической стойкости:

iуд ≤ iдин, (2.63)

д) по термической стойкости:

Вт= Iтерм2 · tтерм, (2.64)

Вт= 0,6362 × (1,2 + 0,01) = 0,5 кА2·с

Все параметры по выбору высоковольтного оборудования занесены в таблицу 2.5 "Выбор высоковольтного оборудования.

Таблица 2.5 - Выбор высоковольтного оборудования

Расчётные данныеКаталожные данныеРазрядник РВО-10Т1Выключатель ВМП-17Трансформатор тока ТПЛ-10-УЗUном = 10 кВ10 кВ10 кВ10 кВIном = 400 А-400 А400 АIкз = 0,636 кА-10 кА-Iуд = 10,8 кА--165 кАВт = 0,5 кА2·с--34 кА2·с

Необходимо определить число вертикальных заземлителей для заземления трансформаторной подстанции напряжением 6/0,4 кВ. Общая протяженность кабельной линии напряжением 6 кВ равна lкаб= 8 км. Значение удельного сопротивления грунта = 200 Омм (каменистая почва). Принимаю в качестве вертикального электрода прутковую сталь с диаметром 10 мм и длиной 3 м. В качестве горизонтального электрода стальная полоса 40×4 мм. Трансформаторная подстанция имеет следующие значения А×В = 9×6 м. Климатическая зона I.

Определяю ток замыкания Iз А, на землю в сети 6 кВ по формуле:

Определяю предельное сопротивление ЗУ Rз Ом, по формулам:

а) в электроустановках выше 1 кВ

б) в электроустановках до 1 кВ

Предельное сопротивление ЗУ по ВН:

Предельное сопротивление ЗУ но НН:

По ПУЭ Rзу = 4 Ом, но так как, то для расчета принимается:

где - удельное сопротивление грунта.

Определяю расчетное удельное сопротивление грунта Омм, для вертикального электрода по формуле:

где k сез в - коэффициент сезонности для вертикального электрода; /4, таб. 1.13.2/

Определяю расчетное удельное сопротивление грунта Омм, для горизонтального электрода по формуле:

где k сез г - коэффициент сезонности для горизонтального электрода; /4, таб. 1.13.2/

Определяю приближенное сопротивление вертикально одиночного пруткового электрода rв Омм, по формуле:

Определяю приближенное сопротивление горизонтального электрода rг Омм, по формуле:

где l - длина полосы, м;

b - ширина полосы, м;

t - глубина заложения, м.

Определяю сопротивление горизонтального электрода Rг Ом, с коэффициентом использования по формуле:

где n г

Определяю количество вертикальных заземлителей Nв по формуле:

где n в - коэффициент использования горизонтального электрода, /4, табл. 1.13.5/

Определяю необходимое сопротивление вертикальных заземлителей Rв Ом, с учетом соединительной полосы по формуле:

Уточняется количество вертикальных заземлителей Nв/, по формуле:

Определяю фактическое сопротивление ЗУ по формуле:

следовательно, ЗУ эффективно.

Окончательно для установки принимаю 15 вертикальных заземлителей.

2.9 Система уравнивания потенциала

Важное значение для обеспечения условий электробезопасности в конкретной электроустановке имеет выполнение системы уравнивания потенциалов. Правила выполнения системы уравнивания потенциалов определены стандартом МЭК 364-4-41. Эти правила предусматривают подсоединение всех подлежащих заземлению проводников к общей шине.

Такое решение позволяет избежать протекания различных непредсказуемых циркулирующих токов в системе заземления, вызывающих возникновение разности потенциалов на отдельных элементах электроустановки. ПУЭ предписывает выполнение основного устройства системы и системы дополнительного уравнивания потенциалов следующим образом: на вводе в здание должна быть выполнена система уравнивания потенциалов путем объединения следующих проводящих частей:

·основной (магистральный) защитный проводник;

·основной (магистральный) заземляющий проводник или основной заземляющий зажим;

·стальные трубы коммуникаций зданий и между зданиями;

·металлические части строительных конструкций;

·молниезащиты, системы центрального отопления, вентиляции и кондиционирования.

Такие проводящие части должны быть соединены между собой на вводе в здание.

К дополнительной системе уравнивания потенциалов должны быть подключены все доступные прикосновению открытые проводящие части стационарных электроустановок, сторонние проводящие части и нулевые защитные проводники всего электрооборудования (в том числе штепсельных розеток).

Для ванных и душевых помещений дополнительная система уравнивания потенциалов является обязательной и должна предусматривать, в том числе, подключение сторонних проводящих частей, выходящих за пределы помещений. Если отсутствует электрооборудование с подключенными к системе уравнивания потенциалов нулевыми защитными проводниками, то систему уравнивания потенциалов следует подключить к РЕ шине (зажиму) на вводе. Не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание. Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток.

Применение УЗО в комплексе с правильно выполненной системой уравнивания потенциалов позволяет ограничить и даже исключить протекание токов утечки, блуждающих токов по проводящим элементам конструкции здания, в том числе и по трубопроводам.

2.10 Выбор устройства защитного отключения

Среди технических средств обеспечения электробезопасности наиболее эффективными являются устройства защитного отключения (УЗО). Их электрозащитная функция осуществляется путем ограничения длительности протекания электрического тока через человека, попавшего под напряжение, за счет быстрого (сотые доли секунды) отключения электроустановки.

Существует довольно много принципов действия УЗО, среди которых наибольшее признание получили устройства, реагирующие на токи утечки. К неоспоримым достоинствам таких УЗО относится способность защитить человека не только от прикосновений к металлическим корпусам оборудования, оказавшимся под напряжением (косвенное прикосновение), но и от прикосновений к токоведущим частям (прямое прикосновение). Этим УЗО, реагирующие на токи утечки, выгодно отличаются от широко применяемых защитного заземления, зануления и выравнивания потенциалов, которые по своему принципу действия не могут защитить от прямых прикосновений. Кроме того, такие УЗО выполняют еще одну важную функцию защиту электроустановок от возгораний, первопричиной которых являются токи утечки, вызванные ухудшением изоляции.

Применение высокочувствительных УЗО неизбежно ведет к необходимости повышения качества изоляции электрических сетей и потребителей электроэнергии, то есть в конечном счете требует повышения культуры эксплуатации электроустановок. В противном случае обязательны частые перерывы электроснабжения потребителей по причине ложных срабатываний УЗО от естественных токов утечки.

Главными параметрами УЗО, подлежащими выбору, являются номинальный ток (16; 25; 40 или 63 А) и уставка срабатывания по току утечки (10; 30 или 100 мА). Первый параметр определяет мощность электроустановки, где применяется УЗО, а второй чувствительность устройства (чем меньше значение тока утечки, при котором срабатывает УЗО, тем выше его чувствительность). С увеличением номинального тока и чувствительности УЗО его стоимость повышается. Завышение номинального тока при выборе УЗО хотя и создает запас прочности, но ведет к необоснованному увеличению затрат. Поэтому номинальный ток УЗО должен соответствовать току нагрузки электроустановки с учетом допустимых эксплуатационных перегрузок.

Что касается чувствительности УЗО, то необоснованное ее завышение не только увеличивает стоимость устройства, но и ведет к снижению надежности электроснабжения потребителей, так как в этом случае увеличивается вероятность нештатных срабатываний УЗО от естественных токов утечки, величина которых зависит от мощности электроустановки, а также от протяженности и разветвления сети, то есть от числа потребителей. При отсутствии данных о естественных токах утечки электроустановки можно ориентировочно их принимать равными 0,3 мА на 1 А нагрузки и 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Выбранная уставка срабатывания УЗО должна не менее чем вдвое превышать естественный ток утечки. Таким образом, наибольшее распространение должно иметь УЗО с уставкой срабатывания 30 мА, сочетающее достаточную чувствительность с надежной отстройкой от естественных токов утечки. Такие УЗО обеспечивают защиту человека от прямых и косвенных прикосновений.

Выбираю УЗО для однокомнатной квартиры. Принимаю что суммарная мощность квартиры равна 8,7 кВт то ток расчетный определяю по формуле (2.15):

Выбираю УЗО для двухкомнатной квартиры. Принимаю что суммарная мощность квартиры равна 9 кВт то ток расчетный определяю по формуле (2.15):

Окончательно выбрал УЗО типа Астро-Узо с номинальным током нагрузки 63 А, а уставка срабатывания по току 30 мА.

Выбираю УЗО для трехкомнатной квартиры. Принимаю что суммарная мощность квартиры равна 9,5 кВт то ток расчетный определяю по формуле (2.15):

Окончательно выбрал УЗО типа Астро-Узо с номинальным током нагрузки 63 А, а уставка срабатывания по току 30 мА.

3. Спецификация на проектируемое оборудование и материалы

№ п/пНаименование оборудованияМаркаЕд. изм. Кол-во1Автоматический выключательВА 5341шт. 12Автоматический выключательВА 5135шт. 23Автоматический выключательВА 5125шт. 4304Автоматический выключательАЕ 2044шт. 2105ВыключательВНП 17шт. 26ВРУ1-14-20шт. 17КабельАСБГм. 80008КабельСБГм. 6009КабельСГм. 40010КонденсаторыFulltekшт. 611Магнитный пускательПМЛшт. 1212ПредохранительПРшт. 2013РазрядникРВО10шт. 614СчетчикиСА4шт. 215СчетчикиСАшт. 21616Трансформатор токаТПЛ 10шт. 617Трансформатор токаТ-0,66шт. 618УЗО22-63-30шт. 21619Щит квартирныйЩК-214шт. 21620Щит этажныйЩЭ-243шт. 54

Заключение

В ходе разработки курсового проекта по электроснабжению жилого дома была выбрана рациональная и надежная схема электроснабжения жилого дома от двух независимых источника питания типа ТМ 400/10, потому что по ПУЭ жилой дом относится ко второй категории электроснабжения. С высшей стороны ТП выбрал для установки разрядник РВО-10Т1, выключатель ВМП-17, трансформатор тока ТПЛ-10-УЗ. С низкой стороны ТП применены автоматические выключатели серии ВА. Для распределения электроэнергии применяется ВРУ 0,4 кВ, которое представляет собой комплект электрических устройств заводского изготовления и поставляется отдельными шкафами или блоками из нескольких шкафов со всеми соединительными проводниками между ними, которые могут быть как шины, так и изолированные провода. Для питания потребителей жилого дома применена радиальная схема электроснабжения. При расчете распределительной сети было рассчитано сечение проводников, произведен выбор кабеля и аппаратов защиты. Питание подводится кабелем СБГ. По расчетам токов короткого замыкания произведен выбор высоковольтного оборудования. Для ТП рассчитано заземление. В курсовом проекте нашли отражение вопросы проектирования и эксплуатации внутренних электросетей, слаботочных устройств жилых домов, а также выполнение системы уравнивания потенциалов и выбор устройства защитного отключения.

Список использованной литературы

1.Инструкция по проектированию городски электрических сетей. М.: ЕЭС России, 1994.

2.Федорова А.А. Спровочник по Электроснабжению и оборудованию ч.2. М.: Электрооборудование, 1978 - 367с.

.Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Высшая школа, 1990. - 363с.

.Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003. - 214 с.

.Коновалова Л.П., Рожков Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Энергоатомиздат. 1988. - 528с.

.Меньшов Б.Г. Электрооборудование нефтяной промышленности. М.: Энергия, 1978 - 407 с.

Определение электрических нагрузок и расчет электрических сетей жилых зданий

Расчётно-графическая работа № 2. По дисциплине: « Электроснабжение промышленных и коммунальных объектов».
2. Принцип построения схем распределения электрической энергии внутри жилых зданий. 3. Схема 12-ти этажного односекционного жилого дома.

Существует три типа подключения многоквартирных домов к электропитанию. Первый вариант обеспечивает дом электроэнергией через подключение от подстанции (трансформатора) с помощью одного силового кабеля. Как правило используется кабель ВБбШв. Не рекомендуется использовать для прокладки в земле кабель ВВГнг . Если происходит авария, то ремонтные службы обязаны восстановит электроснабжение в течение 24 часов.

Второй тип предусматривает подключение к дому двух подстанций. В аварийной ситуации электропитание обеспечивает второй трансформатор. Кратковременный перерыв в подаче электроэнергии возможен — чтобы подключить все сети к работающему кабелю. Для второго типа обеспечения надежности используют два варианта. В первой случае все сети в доме распределяются равномерно между двумя подстанциями. Тогда при аварии нагрузка от неисправного передается работающему трансформатору. Второй вариант предполагает использования одного трансформатора для всей дома, а второй используется как резервный на случай аварии. Третий тип надежности мы наблюдаем, когда к дому подведены два силовых кабеля ВБбШв, но соединить их можно только с одним трансформатором.

1-й и 2-й тип надежности подключения электросети к дому используют 2 кабеля. Но во втором случае подключение к работающему трансформатору происходит автоматически (используется система АВР - автоматическое включение резерва).

Важно учесть, что есть целый ряд элементов электрооборудования, которые устанавливаются в процессе строительства многоквартирного дома - аварийное освещение, принудительное удаление дыма, противопожарная сигнализация. Для питания этих приборов как правило используют аккумуляторы или дизельные генераторы.

3-й тип надежности предусмотрен для домов не выше пяти этажей и только с газовыми плитами. В доме с электроплитами не может быть более 9 квартир. Также этот вариант допустим для дачных поселков. 2-й тип надежности электропитания домов используют для домов выше пяти этажей.

Первый тип надежности электроснабжения применяют для общегражданских объектов. Например для помещений, в которых работает более 2 тысяч сотрудников, для операционных и родильных отделений в медучреждениях. Для котельных этот тип надежности является обязательным.

На схеме представлена схема электропитания дома с 4-мя подъездами. Использована вторая категория надежности. Предусмотрено наличие резервного кабеля. Переключение между подстанциями производится с помощью реверсивного рубильника с положениями "один" - "ноль" - "два". К выключателям-автоматам подключены кабели ВВГнг LS по которым электропитание передается в квартиры. Общее электрооборудование для освещения нежилых помещений использует отдельный источник питания, со своим счетчиком.

Фото 1. Схема электропитания дома из 4-х подъездов

Фото 2. Вводные устройства и узлы учета многоквартирного жилого дома

Фото 3. Реверсивный рубильник с предохранителями

Фото 3. Выключатели-автоматы на выходящих кабелях

Одной из проблем, которая серьезно влияет на состояние электрооборудование, является неправильное поведение жильцов при отключении света. В этой ситуации необходимо немедленно отключить все мощные приборы.

Но этого не происходит. При восстановлении электропитания и включении рубильника происходит сильный скачок подачи энергии, что приводит к обгоранию контактов и значительному сокращению срока службы электрооборудования.

Тематические материалы:

Можно ли вернуть часы в магазин, если они не понравились?

Какие профессии есть в WOW Как изучить профессии в вов

Что подразумевают трудовой адаптацией персонала и для чего она нужна

Чем занимается специалист по социальной работе?

Реферат: Экономические основы производственной деятельности предприятия

Управление производственным предприятием 1с управление производственным предприятием

План конспект урока "древние образы в современных народных игрушках"

Как правильно написать автобиографию (пример написания)?