Методика расчета электроснабжения микрорайона (стр. 2 )

м, м.

По результатам расчета размещаем трансформаторную подстанцию, центр которой на генеральном плане будет находиться в точке с координатами xтп = 193,65м, yтп = 195,1м.

Архитекторы – разработчики проекта – не возражают против такого решения.

Мощность трансформаторов выбирают исходя из вычисленной выше суммарной расчетной полной мощности. Дополнительно к этой мощности необходимо учесть нагрузку от наружного освещения микрорайона:

,

где N – количество светильников, шт.;

– активная мощность лампы светильника, кВт;

– коэффициент мощности лампы светильника;

L – длина улицы, км;

l – шаг светильников, км;

n – рядность расположения светильников.

Ориентировочно определяют ее, считая, что улицы, ограничивающие микрорайон с запада и юга, являются магистральными, районного значения. Принимаем, что освещение этих улиц выполнено с двухрядным расположением светильников РКУ – 01 с ртутными лампами ДРЛ – 400 и шагом 30 метров. Количество светильников (1130/30)*2=74

Тогда мощность светильников окажется равной:

кВА.

Освещение улиц, ограничивающих микрорайон с севера и востока, предусматривается светильниками РКУ – 01 с лампами ДРЛ – 250 с однорядной схемой установки как для улиц категории В. Шаг опор 30 метров. Тогда мощность светильников окажется равной:

кВА.

Для освещения территории школы, детского сада – яслей, проездов и основных пешеходных связей микрорайона предусмотрены светильники – торшеры с ртутными лампами ДРЛ – 125. Их общее количество равно 45. Тогда их общая мощность:

кВА.

Суммарная полная мощность наружного электроосвещения определится с учетом коэффициента участия в вечернем максимуме нагрузки, равном 1:

кВА.

С учетом наружного освещения суммарная мощность трансформаторной подстанции составит

кВА.

В полной расчетной мощности трансформаторной подстанции необходимо также учесть потери мощности в линиях электропередачи напряжением до 1 кВ и трансформаторах.

Потери мощности в линиях электропередачи принимаются равными 5% от полной расчетной мощности трансформаторной подстанции:

кВА.

Исходя из этой мощности выбираем 2 трансформатора по 1000 кВА.

Коэффициент предварительной загрузки:

==0,533.

Коэффициент перегрузки:

==106.5 %.

Отсюда следует, что данные трансформаторы обеспечивают резервирование питания и выбраны правильно.

Выбор схемы электроснабжения

Для принятия решений по схеме электроснабжения учитывают категорию зданий по надежности электроснабжения, территориальное размещение потребителей, их мощность, количество отходящих линий от трансформаторной подстанции.

Максимальное количество отходящих линий от трансформаторной подстанции не должно превышать 16. Принимают во внимание также, что одна из линий занимается для подключения панели наружного освещения, т. е. общее количество отходящих линий трансформаторной подстанции равняется 15.

Рассмотрим потребителей электроэнергии микрорайона по обеспечению надежности их электроснабжения. Три 5-этажных жилых дома, относящихся к III категории, могут быть подключены по наиболее простой “кольцевой” схеме, так как они не имеют силовых электроприемников и нет необходимости отделения осветительной нагрузки от силовой. Для этого от трансформаторной подстанции предусматривают прокладку по одному кабелю к каждому дому. Между ними прокладываются 2 перемычки, позволяющие не нарушать электроснабжение любого из этих домов при выходе из строя одного из питающих кабелей. При выборе сечения этих кабелей необходимо учитывать суммарную нагрузку от трех домов. Сечение перемычки выбирается по наибольшей нагрузке (в нашем случае наибольшая нагрузка ).

Для подключения крупных потребителей – школы, детского сада – яслей, находящихся в противоположных направлениях от трансформаторной подстанции, – используют радиальную схему. Сечение каждого из кабелей должно определяться исходя из полной нагрузки потребителя. В нормальном режиме распределение нагрузки на оба кабеля должно быть примерно равным.

Для электроснабжения 9- и 12-этажных жилых домов необходимо принять схему, которая позволила бы отделить силовую нагрузку лифтов, а в 12-этажных домах и электродвигателей системы дымоудаления. Радиальную схему принять нельзя, так как имеется ограничение по количеству отходящих линий трансформаторной подстанции. К тому же применение радиальной схемы при упорядоченном расположении потребителей было бы экономически нецелесообразно. Поэтому для подключения 9-этажных жилых домов используем смешанную схему электроснабжения. Для этого к каждому зданию прокладывают по одному кабелю для осветительной нагрузки и общую магистраль для силовых электроприемников. Следовательно, для подключения четырех 9- этажных жилых домов потребуется 5 кабелей от трансформаторной подстанции. Электроснабжение 12-этажных жилых домов (1-2, 3-4, 5-6) можно выполнить по схеме двойной магистрали с односторонним питанием, для чего потребуется три отходящие линии от трансформаторной подстанции для осветительной нагрузки и одна для силовых электроприемников. Электроприемники продовольственного магазина, встроено – пристроенного к жилому дому, подключаются отдельными линиями от ВРУ этого дома в соответствии с рекомендациями СН 543 – 82. Нагрузка магазина также должна быть учтена при определении сечения кабелей от трансформаторной подстанции.

Электроснабжение двух 12-этажных жилых домов 1,2 можно выполнить по схеме двойной магистрали c односторонним питанием, для чего потребуются две отходящие линии от ТП. К одной магистрали подключается осветительная нагрузка, к другой - силовая. Сечение же каждого кабеля выбирается по суммарной нагрузке обоих домов.

При определении трасс кабельных линий по территории микрорайона следует помнить, что наименьший расход кабеля и соответственно минимальные капитальные затраты будут при кратчайшем расстоянии от трансформаторной подстанции до потребителей. В то же время нужно учитывать, что в микрорайоне, кроме электрических сетей, прокладываются и другие инженерные коммуникации (водопровод, хозяйственно – бытовая и дождевая канализации, тепловые сети, сеть газоснабжения, сеть телефонизации). Все эти сети имеют “узаконенное” место относительно дворового фасада здания. Поэтому электрические линии, имеющие одинаковое направление, должны прокладываться в одной траншее. План расположения электрических сетей при проектировании микрорайона в обязательном порядке согласуется с разработчиками других инженерных сетей.

Составленная схема электроснабжения - не единственно возможный вариант, могут быть разработаны и другие варианты схем. Наилучшей схемой будет та, которая при обеспечении нормативных требований по надежности электроснабжения, качеству электрической энергии окажется более простой и экономичной.

Выбор сечения кабельных линий

Не ставя перед собой задачу выбора сечения всех кабелей в составе схемы электроснабжения микрорайона, рассмотрим наиболее простые случаи.

Расчет сечения кабельных линий произведем с помощью номограммы, позволяющей проверить сечение кабеля по условию нагревания и отклонения напряжения (рис. 1).

Для расчета необходимо выбрать марку кабеля. Допустим, что предусматривается кабель с алюминиевыми жилами и пластмассовой изоляцией (например, марки АВПБ).

Определим сечение кабелей для жилых домов, школы и детского сада – яслей.

Для жилых домов:

При расчете сечения кабелей, идущих от трансформаторной подстанции, учитываем нагрузку, создаваемую тремя пятиэтажными жилыми домами. Расчет на отклонение напряжения в нормальном и аварийном режимах произведем для наиболее удаленного от трансформаторной подстанции дома 13. Расстояние от трансформаторной подстанции до дома 11 по масштабу – 0,565 км, длина перемычек между домами (13-12)– 0,195 км, (12-11)-0,13км. Порядок пользования номограммой приведен на рис. 1.

Активная мощность кВт. Ток в линии = 135 А По условию нагрева выбирают кабель с фазными жилами сечением 50 мм2. По условию отклонения напряжения сечение определяют для нормального режима при мощности кВт. Выбранное по условию нагрева сечение кабеля 185 мм2 удовлетворяет и условию максимально допустимого значения отклонения напряжения во внешних сетях, равного в нормальном режиме 5%.

По номограмме видно, что при аварийном режиме отклонение напряжения не превышает 10% номинального. Таким образом, для подключения для 5-этажных жилых домов к трансформаторной подстанции принимают кабель марки АВПБ мм2.

Для детского сада – яслей:

Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабелю кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 95 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 195,1 м и нагрузке равной половине мощности кВт. При моменте нагрузки, равном 15,9 кВт · км, допустимому отклонению напряжения 2,5% соответствует сечение кабеля 150 мм2. В аварийном режиме момент нагрузки М=132,5*0,1951=25,85 кВт · км, допустимое отклонение напряжения 10%. По номограмме определяют, что этому условию удовлетворяет сечение 70 мм2. Следовательно, выбранное сечение фазных жил по нагреву удовлетворяет и условию отклонения напряжения в нормальном и аварийном режимах. Таким образом, для подключения детского сада – яслей к трансформаторной подстанции принимают кабель марки АВПБ мм2.

Для школы:

Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабелю кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 240 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 0,08 км и нагрузке равной половине мощности кВт. При моменте нагрузки, равном 11,76 кВт км, допустимому отклонению напряжения 2,5% соответствует сечение кабеля 120 мм2. В аварийном режиме момент нагрузки кВт км, допустимое отклонение напряжения 10%. По номограмме определяют, что этому условию удовлетворяет сечение 50 мм2. Следовательно, выбранное сечение фазных жил по нагреву удовлетворяет и условию отклонения напряжения в нормальном и аварийном режимах. Таким образом, для подключения школы к трансформаторной подстанции принимают кабель марки АВПБ мм2.

Для 9 этажных:

Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабелю кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 70 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 0,28 (7);0,43 (8);0;0нагрузки, допустимому отклонению напряжения 5% соответствует сечение кабеля 150,185,185,240 мм2. В аварийном режиме момент нагрузки кВт км, допустимое отклонение напряжения 10%. По номограмме определяют, что этому условию удовлетворяет сечение 70;120;120;150 мм2. Следовательно, выбранное сечение фазных жил по нагреву удовлетворяет и условию отклонения напряжения в нормальном и аварийном режимах. Таким образом, для подключения 9 этажных домов к трансформаторной подстанции принимают кабели марки АВПБ мм2.

Суммарная нагрузка от лифтов:кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 50 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 0,22 нагрузки, допустимому отклонению напряжения 5% соответствует сечение кабеля 95 мм2. .

Для 12 этажных:

Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабелю кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 150 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 0,35 (1-2);0,32 (3-4-16);0; нагрузки, допустимому отклонению напряжения 5% соответствует сечение кабеля 240,240,240,240 мм2. В аварийном режиме момент нагрузки кВт·км, (дома 3-4-16 ) допустимое отклонение напряжения 10%. По номограмме определяют, что этому условию удовлетворяет сечение 185;185;185;185 мм2. Следовательно, выбранное сечение фазных жил по нагреву удовлетворяет и условию отклонения напряжения в нормальном и аварийном режимах. Таким образом, для подключения 12 этажных домов к трансформаторной подстанции принимают кабели марки АВПБ мм2.

Суммарная нагрузка от лифтов:кВт. По номограмме этому режиму удовлетворяет сечение 25 мм2. Проверку этого сечения по отклонению напряжения в нормальном режиме производят при длине линии 0,215 нагрузки, допустимому отклонению напряжения 5% соответствует сечение кабеля 70 мм2. .

На выборе сечений кабельных линий электропередач к зданиям завершается этап выполнения электротехнической части проекта микрорайона.

Таблица вариантов к практическому заданию №5.

№ варианта	12-ти этажные дома	9-ти этажные дома	5-ти этажные дома
Кол-во домов	Кол-во секций	Кол-во домов	Кол-во секций	Кол-во домов	Кол-во секций
1	2	1	4	5	6	4
2	3	3	5	2	7	5
3	5	2	6	4	9	7
4	4	1	3	1	5	6
5	3	3	5	5	6	7
6	1	2	4	2	9	5
7	4	2	3	4	6	8
8	1	1	6	1	5	4
9	2	3	3	3	7	8
10	4	3	5	5	5	7
11	3	2	3	2	9	6
12	5	1	4	4	5	5
13	1	2	3	1	6	8
14	3	3	5	5	6	7
15	4	1	6	1	8	5
16	2	3	3	4	5	4
17	1	1	3	2	7	6
18	3	3	4	3	5	8
19	5	2	5	5	6	5
20	2	1	6	4	8	6
21	4	3	3	3	5	4
22	2	1	4	5	7	6
23	1	2	3	3	6	6
24	4	3	5	2	8	7
25	2	1	3	4	9	8
26	5	1	5	5	5	5
27	3	1	6	3	8	7
28	1	2	3	2	9	7
29	4	3	4	4	6	4
30	5	1	6	5	5	5

Таблица 4.