Электроснабжения района города Краснокаменска Забайкальского края.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный энергетический университет
имени В.И. Ленина»
(ИГЭУ)
Кафедра «Электрические системы»


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту на тему:
«Электроснабжения района города Краснокаменска Забайкальского края»


Автор дипломного проекта						____Коптелов С.А.
Обозначение дипломного проекта (код)	ДП-2068191-140211.65- 92 -2016__
Группа  6 – 71к
Специальность  140211.65 «Электроснабжение»
Руководитель проекта								Бушуева О.А.



Консультанты по разделам:
Безопасность и экологичность					______Строев В. П.
Экономическая часть							____Дюповкин Н.И.
Нормоконтролер								_____Бушуева О.А.
Заведующий кафедрой							_____Мурзин А.Ю.


Иваново 2016 г.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ивановский государственный энергетический университет 
имени В.И. Ленина»
(ИГЭУ)

Факультет            Заочный                               Кафедра      Электрические системы
Специальность     140211.65 – Электроснабжение 
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой___________________
«_____»___________________2016г.

ЗАДАНИЕ
по дипломному проекту студента

Коптелова Сергея Анатольевича

1.Тема проекта: «Электроснабжения района города Краснокаменска Забайкальского края»утверждена приказом по университету от   февраля  2016 г.    № 
2.Срок сдачи студентом законченного проекта:  1 июня 2016г.
3.Исходные данные к проекту:
1) Генплан участка микрорайона с указанием объектов и их характеристика.
2) Данные по электрическим нагрузкам
3)  Данные по источникам питания: Uн, Sc.
4.Содержание расчетно-пояснительной записки:
1)Характеристика источников питания и состав потребителей микрорайона.
2) Расчетные нагрузки микрорайона города
3)Выбор типа, числа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет	
электрических нагрузок трансформаторных подстанций
4) Расчет установившихся режимов работы электрической сети микрорайона.
5)Разработка распределительной подстанции.
6)Расчет наружного освещения микрорайона
7. Оценка качества напряжения рассматриваемой схемы сети.
8. Экономическая часть. Определение численности обслуживающего персонала микрорайона города. Анализ рынка высоковольтных выключателей.
9. Безопасность и экологичность проекта.
Заключение по проекту.
5.Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):
1.Генплан участка микрорайона с указанием основных объектов и распределительной сетью. 
2.Однолинейная принципиальная схема электроснабжения микрорайона города.
3.Разработка схемы питающего РП 10кВ.
4.Освещение первой очереди строительства микрорайона.
5.Схема с результатами расчета установившегося режима в схеме электроснабжения.

6.Консультанты по проекту (работе, с указанием относящихся к ним разделов проекта)
Раздел
Консультант
Подпись, дата


Задание выдал
Задание принял
Экономическая часть
Дюповкин Н.И.


Безопасность и экологичность проекта
Строев В. П.



7.Дата выдачи задания:   06 февраля 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ………………………………………...
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..............
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ И СОСТАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ МИКРОРАЙОНА………………………………………………
1.1 Характеристика Забайкальского края………...………………………………..
1.2 Характеристика микрорайона города и состав потребителей 
электроэнергии…………………………………………………………………….
2 РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА………………………
2.1 Расчетные электрические нагрузки жилых зданий…………………….…….
2.2 Расчетные электрические нагрузки общественных зданий…………………
2.4 Расчет нагрузки наружного освещения………………………………………
2.5 Предварительный расчет электрической нагрузки микрорайона…………..
3 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ………...
3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов……………………………….…
3.2 Расчет электрических нагрузок ТП………………………………
3.3 Проверка трансформаторов на перегрузку в послеаварийном режиме………………………………………………………………………………...
4 РАСЧЕТ УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ МИКРОРАЙОНА ВЫБРАННОГО ВАРИАНТА…………………………
4.1 Анализ исходного режима……………………………………………………..
4.2 Анализ послеаварийных режимов…………………………………………….
4.3 Анализ результатов установившихся режимов………………………………
5 РАЗРАБОТКА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПОДСТАНЦИИ…………………..
5.1 Выбор электрической схемы распределительной подстанции……………...
5.2 Выбор типов релейной защиты, автоматики и измерений…………………..
5.3 Выбор аппаратов………………………………………………………………..
5.3.1 Определение тока продолжительного режима……………………………..
5.3.2 Выбор высоковольтных выключателей…………………………………….
5.3.3 Проверка измерительных трансформаторов тока………………………….
5.4 Переменный оперативный ток………………………………………...….…...
5.5 Обоснование конструкции распределительного устройства РП-64………...
6 РАСЧЁТ НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ УЧАСТКА ДОРОГИ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА……………………………………………………….
6.1 Светотехническая часть……………………………………………………….
6.2 Управление наружным освещением………………………………………….
7 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НАПРЯЖЕНИЯ РАССМАТРИВАЕМОЙ СХЕМЫ СЕТИ………………………………………………………………………………...
7.1 Основные показатели качества электроэнергии……………………………...
7.2 Расчет отклонений напряжения и оценка их допустимости………………...
8 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………
8.1 Определение численности обслуживающего персонала микрорайона города………………………………………………………………………………..
8.2 Сравнение параметров силовых вакуумных выключателей  марок BB/TEL с выключателями других марок……………………………………………………..
9 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА…………………………
9.1 Анализ вредных факторов……………………………………………………..
9.2 Расчёт заземления………………………………………………………………
9.3 Расчет защитного заземления для распределительно подстанции …………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...
ПРИЛОЖЕНИЯ





     ВВЕДЕНИЕ
     
     В наши дни активная застройка, а также качественное изменение строительства жилых и общественных объектов поднимает проблему рационального электроснабжения. Под качественным изменением понимается, прежде всего, отказ от типовых проектов, а также всё больший спрос на жильё повышенной комфортности, оснащённое мощной бытовой техникой. Развитие рекламы и иллюминационное оформление многих объектов так же предъявляет особые требования к системам электроснабжения уличного освещения.
     Важным показателем уровня жизни общества является процент потребляемой электроэнергии городскими сетями электроснабжения. Наблюдается тенденция снижения темпов точечной застройки и увеличение строительства микрорайонов (часто с небольшой этажностью) с развитой инфраструктурой и удалённых от центра города.
     В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование и эксплуатацию современных систем электроснабжения, являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии между конечными потребителями, гибкое управление и точный учёт электроэнергии, а также, обеспечение необходимой степени надёжности и безопасности электроснабжения, качества электроэнергии на зажимах электроприёмников.
     Застройка городов обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных сетей, которые являются важнейшим элементом системы электроснабжения любого населенного пункта. Занимая промежуточное положение между центрами питания и потребления, они предназначены для передачи и распределения электроэнергии среди всех потребителей, расположенных на территории города.
     Целью данного дипломного проекта является электроснабжение микрорайона «Октябрьский» города Краснокаменска. Оценка нагрузки и выявление элементов схемы, работающих в недоступном режиме, расчет установившихся режимов работы существующего участка электрических сетей и разработка проекта по вводу новых трансформаторных подстанций, которая включает в себя выбор  типа и мощности трансформаторов.
     При проектировании электрических сетей необходимо соблюдение как технических норм, разработанных в целях организации наиболее оптимальных условий эксплуатации электрооборудования, так и норм по соблюдению техники безопасности. Кроме того, при проектировании важными являются экономические факторы, а также оптимизация работы электрических сетей. Так, например выбор сечений линий электропередач напряжением выше 1 кВ, согласно ПУЭ, производится по экономической плотности тока, при этом суммарные приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию линий будут минимальными. Методы по определению расчетных мощностей также напрямую связаны с экономией при сооружении систем электроснабжения: расчетные нагрузки, по которым производится  выбор основных элементов системы, намного ниже установленных мощностей, что связано с учетом использования установленной мощности и спроса на нее, с учетом несовпадения максимумов нагрузки и других факторов.
     При выборе схемы электрических сетей преимущество отдается той схеме, которая, одновременно, удовлетворяет условиям надежности электроснабжения данной категории потребителей и при этом является наиболее экономичной.
     
     






1 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ И
СОСТАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ МИКРОРАЙОНА

1.1  Характеристика Забайкальского края
     Забайкальский край расположен на Юге-Востоке Восточной Сибири. Входит в Сибирский федеральный округ. Граничит на западе с Бурятией, на севере – с Иркутской областью, на северо-востоке – с Республикой Саха (Якутия), на востоке – с Амурской областью.На юге-востоке Забайкальского края проходит граница с КНР, на юге с Монголией. Высшей точкой на территории Забайкальского края является пик Байкало-Амурской Магистрали, высота которого составляет 3073 метра.
     Климат края резко континентальный, что обусловлено глубоким внутриматериковым положением, приподнятостью территории, котловинно-долинным рельефом и условиями Сибирского антициклона. Преобладают северные и северно-западные ветры. Среднегодовая температура воздуха на всей территории края характеризуется отрицательными значениями: от –11,3°С на севере до –0,5°С на юге. Средняя температура самого холодного месяца (января) –26°…–33°С, самого тёплого (июля) +17°…+21°С.
     - Территория - 431,9 тысячи кв. километров;
     - Население - 1122,104 тысячи человек;
     - 445 административно-территориальных образований;
     -47873 километров линий высоковольтных электропередач;
     -2126 километров железнодорожных путей;
     - 4897 километров автомобильных дорог.
     На территории края находится 97 потенциально-опасных объектов:
     - 13 химически опасных объектов;
     - 62 пожаровзрывоопасных объекта;
     - 22 гидротехнических сооружения.
     Промышленность. По объёму произведённой промышленной продукции (19 млрд руб.) край занимает 71-е место в России. Ведущие отрасли – электроэнергетика - 38,3%  и цветная металлургия - 35,8%. Относительно развиты пищевая промышленность - 9,2%,  машиностроение и металлообработка - 4,7%. Главные промышленные центры: Чита, Петровск-Забайкальский, Краснокаменск, Балей, Борзя.
     
1.2 Характеристика микрорайона города и состав потребителей электроэнергии
     Микрорайон  «Октябрьский» города Краснокаменска, расположен между улицами: Красной Звезды, Геодезической, Нагорной и Уссурийским переулком.
     Данный микрорайон находится на территории Центрального района и занимает площадь 185 тыс.кв.м. Генеральный план приведен в приложении 1 (Рисунок П 1.1).
     В микрорайоне «Октябрьский» предусмотрено нескольких типов жилья. Во-первых, это одно подъездные дома башенного типа 16 этажей. Во-вторых, дома ступенчатого типа это 5-9-16 и 9-16 этажные дома, состоящие из нескольких подъездов, а так же и 5 этажные дома.
     В середине микрорайона размещены два детских сада, один с которых с бассейном, школа и две спортивные площадки.  Так же построены полуподземные парковки, это позволяет разгрузить автостоянки около домов. Его неоспоримым достоинством стала отличная транспортная доступность (3 маршрута троллейбуса, маршрутные такси) и уже сложившаяся вокруг инфраструктура (дом быта, стоматологическая клиника, продовольственные и промтоварные магазины и т.п.). Кроме того, сама концепция комплексной застройки микрорайона предполагала не только строительство многоэтажных жилых домов, но и обеспечение проживающих в микрорайоне собственной развитой инфраструктурой, необходимой для комфортной жизни.
     К социальной инфраструктуре можно отнести то, что на первом этаже дома № 14 разместилась Детская художественная школа, открылись магазины, салон красоты, оборудована площадка для футбола и хоккея, рампа для занятий экстремальными видами спорта.
     Основными  потребителями электроэнергии микрорайона являются жилые дома, объекты соцкультбыта районного и общегородского значения, объекты коммунального хозяйства, инженерные сооружения (Таблица 1.1.). В данном случае имеют место: магазины товаров повседневного спроса, общеобразовательная школа, спортивные площадки, детские сады, жилые дома, полуподземные гаражи.
     Промышленных потребителей в микрорайоне нет.
     Первой структурной единицей заселения является микрорайон, на территории которого кроме жилых домов размещаются учреждения и пункты повседневного обслуживания населения.
     Планирование и застройка жилых районов должны обеспечивать наиболее благоприятные условия для быта и отдыха населения, воспитания и образования детей. С этой целью предусматривается постройка необходимых коммунально-бытовых учреждений. Такие учреждения размещаются с учетом создания, единой системы обслуживания населения городской территории и пригородной зоны.
    Таблица 1.1. Характеристика общественно-административных зданий микрорайона
№
п/п
№ на ген-плане
Наименование
Кол-во мест, площадь.
Единица
измерения
Категория надёжности*
1
17
Общеобразовательная школа
820
мест
II/I
2
18
Детский сад с бассейном
180
мест
II/I
3
19
Детский сад
280
мест
II/I
4
20
Торговый центр
350
м2
II/I
5
21
Продовольственный магазин
180
м2
II/I
6
22
Полуподземная парковка
350
машино-мест
III
7
23
Полуподземная парковка
330
машино-мест
III
    
    * - в числителе указана категория надежности для жилых и общественных зданий, в знаменателе для противопожарных устройств (пожарные насосы, системы подпора воздуха, дымоудаления, пожарной сигнализации и оповещения о пожаре), лифтов, аварийного освещения
Таблица 1.2. Характеристика жилых зданий микрорайона
№ п/п
№ на ген-плане
Количество
Тип плит для пище-приготовле-ния

Количество и мощность
санитарно-тех. устройств
Количество и мощность лифтов
Категория надёжности*


этажей
подъездов
квартир


пассаж.
грузопассаж.



nэт..
nпод.
Nкв.

Рст.у., кВт
nст.у.
nпасс.
Рпасс., кВт
nгруз.-пасс.
Pгруз.-пасс., кВт

1
1
5
2
60
электроплит.
15
2
2
7,5
0
0
II/I
2
2
9-16
4
234
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
3
3
5
2
60
электроплит.
15
2
2
7,5
0
0
II/I
4
4
9-16
4
234
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
5
5
5
2
60
электроплит.
15
2
2
7,5
0
0
II/I
6
6
16
1
180
электроплит.
15
1
1
7,5
1
11
II/I
7
7
9-16
4
194
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
8
8
9-16
4
234
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
9
9
9-16
4
234
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
10
10
5
2
60
электроплит.
15
2
2
7,5
0
0
II/I
11
11
5-9-16
7
362
электроплит.
15
7
7
7,5
2
11
II/I
12
12
5-9-16
7
362
электроплит.
15
7
7
7,5
2
11
II/I
13
13
5-9-16
7
362
электроплит.
15
7
7
7,5
2
11
II/I
14
14
5
2
60
электроплит.
15
2
2
7,5
0
0
II/I
15
15
9-16
4
194
электроплит.
15
4
4
7,5
2
11
II/I
16
16
16
1
180
электроплит.
15
1
1
7,5
1
11
II/I





     2 РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ МИКРОРАЙОНА ГОРОДА
     
     В данном пункте дипломного проекта показан пример расчета  нагрузок жилых зданий в соответствии с Инструкцией по проектированию городских электрических сетей (РД 34.20.185-94) и Сводом правил по проектированию и монтажу электроустановок жилых и общественных зданий (СП 31-110-2003).
     Определение расчетных нагрузок общественных зданий, общественно-бытовых предприятий, насосных станций рассмотрено по укрупненным удельным электрическим нагрузкам. Расчетная нагрузка потребителя и отдельных элементов сети принимается равной ожидаемой максимальной нагрузке за 30 минут.
     
     2.1 Расчетные электрические нагрузки жилых зданий
     Определим расчетную нагрузку на вводе жилого дома на примере шестнадцатиэтажного квартирного дома имеющего 180 квартир с электрическими кухонными плитами (на генплане №6).
     Согласно [2], расчетная электрическая нагрузка квартир Ркв, кВт, приведенная к вводу жилого здания, определяется по формуле
     ,                                                (2.1)
     где Ркв.уд. – удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир (зданий) [2, табл. 2.1.1.], кВт/квартира; 
     n- количество квартир, шт.
     Расчетная нагрузка силовых электроприемниковРс, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле:
     ,                                             (2.2)
     где Рр.л. – мощность лифтовых установок зданий, кВт; 
     Рст.у. – мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств, кВт.
     Расчетная мощность лифтовых установок Рр.л., кВт, определяется по формуле:
      ,   (2.3)
     где k/с – коэффициент спроса [ 2, табл. 2.1.2];
     nпасс.,nгруз.-пасс. – количество пассажирских и грузопассажирских лифтов соответственно, шт.;
     Рпасс., Ргруз.-пасс. – установленные мощности электродвигателей лифтовых установок, соответственно пассажирских и грузопассажирских, кВт [4].
     Расчетная мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств Рст.у.,  кВт, определяется по формуле:
     ,                                         (2.4)
     где k//с – коэффициент спроса [2, табл. 2.1.3]; 
     n – количество двигателей, шт.; 
     Рст.у. – установленная мощность электродвигателей кВт, [4].
     Мощность резервных электродвигателей, а также электроприемников противопожарных устройств при расчете электрических нагрузок не учитывается [2].
     Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) Рр., кВт, определяется по формуле:
     ,                                        (2.5)
     где Ркв – расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт; 
     Рс – расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт; 
     kу – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемниковkу = 0.9 [2].
     Расчетная реактивная мощность жилого дома Qр, квар, определяется следующим образом:
     ,                (2.6)
     где tg? – коэффициенты реактивной мощности [2, табл. 2.1.4]; 
     Ркв – расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт; 
     Рр.л. – мощность лифтовых установок зданий, кВт; 
     Рст.у. – мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств, кВт.
     Полная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) Sр, кВ·А, определяется по формуле:
     ,                                                  (2.7)
     где Рр – расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников), кВт; 
     Qр – расчетная реактивная мощность жилого дома, квар.
     
     В соответствии с [2] принимается Ркв. уд =1,38 кВт/квартира и по формуле (2.1) определяется расчетная нагрузка квартир:
     Ркв. = 1,38 ·180 = 248,4 [кВт].
     В соответствии с [2] принимается k/с=0,9; Рпасс.=7,5 кВт; Ргруз.-пасс.=11 кВт и по формуле (2.3) определяется мощность лифтовых установок:
     Рр.л. = 0,9 · (7,5 · 1 + 11 · 1) = 16,65 [кВт].
     В соответствии с [2] принимается k//с =1, Рст.у.=15 кВт и по формуле (2.4) определяется мощность насосов водоснабжения:
     Рр.ст.у. = 1 · 1 · 15 = 15 [кВт].
     Расчетная нагрузка силовых электроприемников, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле (2.2):
     Рс = 16,65 + 15 = 31,65 [кВт].
     Далее по формуле (2.5) определяется активная нагрузка жилого дома:
     Рр = 248,4 + 0,9 · 31,65 = 276,89 [кВт].
     В соответствии с [2] принимается: 
     для квартир с электрическими плитами cos?=0,98, tg?=0,2;
     для  лифтовых установок  cos?=0,65, tg?=1,17;
      для насосов водоснабжения cos?=0,8, tg?=0,75.
     Реактивная нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) определятся по формуле (2.6):
     Qр = 248,4 · 0,2 + 0,9·(16,65 · 1,17 + 15 · 0,75) = 77,34 [квар].
     Полная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) Sр, кВ·А, определяется по формуле (2.7):
      [кВ·А].
     В случае, когда количество квартир в доме не совпадает с указанным значением в [2, табл. 2.1.1], тогда удельная расчетная нагрузка, определяется методом интерполяции, по следующей формуле кВт/кв.:
        (2.8)
     где	N'-ближайшее меньшее количество квартир, стандартное табличное;
     N"- ближайшее большее количество квартир, стандартное табличное;
     Nкв. - количество квартир в доме;
     руд.ж.зд.(N') и руд.ж.зд.(N") - удельные расчетные нагрузки, [2, табл.2.1.1] соответственно для N' и N".
     
     
     







Таблица 2.1 – Расчет электрических нагрузок жилых домов

№, п/п
№ на ген. плане
Этаж-ность здания
Кол-во квартир
Тип плит для пищеприго-товления
Удельная нагрузка, кВт/кв.
Расчетная нагрузка электро-приемников квартир, кВт
Кол-во лифтов
Кол-во санитарно-тех.устройств
Расчетная нагрузка силовых ЭП, кВт
Расчетная нагрузка дома







пассажир-ские
грузопас-сажирские


активная, кВт
реактивная, квар
полная, кВА
1
1
5
60
электрич.
2,1
126
2
0
2
50,8
171,72
67,35
184,46
2
2
9-16
234
электрич.
1,34
313,56
4
2
4
90
394,56
144,28
420,11
3
3
5
60
электрич.
2,1
126
2
0
2
50,8
171,72
67,35
184,46
4
4
9-16
234
электрич.
1,34
313,56
4
2
4
90
394,56
144,28
420,11
5
5
5
60
электрич.
2,1
126
2
0
2
50,8
171,72
67,35
184,46
6
6
16
180
электрич.
1,38
248,4
1
1
1
31,65
276,89
77,34
287,49
7
7
9-16
194
электрич.
1,36
263,84
4
2
4
90
344,84
134,34
370,08
8
8
9-16
234
электрич.
1,34
313,56
4
2
4
90
394,56
144,28
420,11
9
9
9-16
234
электрич.
1,34
313,56
4
2
4
90
394,56
144,28
420,11
10
10
5
60
электрич.
2,1
126
2
0
2
50,8
171,72
67,35
184,46
11
11
5-9-16
362
электрич.
1,28
463,36
7
2
7
120,78
572,06
206,7
608,26
12
12
5-9-16
362
электрич.
1,28
463,36
7
2
7
120,78
572,06
206,7
608,26
13
13
5-9-16
362
электрич.
1,28
463,36
7
2
7
120,78
572,06
206,7
608,26
14
14
5
60
электрич.
2,1
126
2
0
2
50,8
171,72
67,35
184,46
15
15
9-16
194
электрич.
1,36
263,84
4
2
4
90
344,84
134,34
370,08
16
16
16
180
электрич.
1,38
248,4
1
1
1
31,65
276,89
77,34
287,49





2.2 Расчетные электрические нагрузки общественных зданий

     Определение расчетной нагрузки на вводе в общественное здание покажем на примере детского сада (на генплане № 19). Основные характеристики данного объекта приведены в таблице 1.1. 
     Согласно [3] расчетная электрическая нагрузка общественного зданияи учреждения определяются по укрупненным удельным нагрузкам. Активная расчетная нагрузка определяется по формуле, кВт:
     Рр = Руд. · m,                                                (2.9)
     где Руд. – удельная нагрузка здания, определяемая по [3, табл. 6.14]:
     - для предприятий торговли, кредитно-финансовых учреждений, предприятий связи, кВт/м2;
     - для учреждений образования, предприятий общественного питания и коммунально-бытового обслуживания, клубов, больниц и т.п., кВт/место;
     m – соответственно:
     - площадь, м2;
     - количество мест, шт.
     Расчетная реактивная нагрузка здания, определяется по формуле
     Qр = Pр · tg?,						(2.10)
     где Рр – расчетная электрическая нагрузка общественного здания, кВт; 
     tg? – коэффициент мощности общественного здания, определяемый по [2, табл.2.2.1],
     Полная расчетная мощность S, кВ·А, определяется по формуле (2.7):
     
     В соответствии с [3, табл. 6.14] принимается Руд.д.с.=0,46 кВт/место и по формуле (2.9) определяется расчетная активная нагрузка:
     Рр = 0,46 · 280 =128,8 [кВт].
     В соответствии с [2,табл. 2.2.1] принимается для детского сада cos?=0,97, tg?=0,25 и по формуле (2.10) определяется расчетная реактивная нагрузка:
     Qр = 128,8 · 0,25 = 32,2 [квар].
     Далее по формуле (2.7) определяется полная нагрузка здания: 
      [кВ·А].
     Аналогично производим расчеты для других общественных зданий и учреждений. Результаты расчета представлены в таблице 2.2.
     Таблица 2.2 – Расчет электрических нагрузок общественных зданий и учреждений.
№
п/п
№ на ген. плане
Наименование
Кол-во мест, площадь
Удельная расчетная нагрузкаРуд.общ., кВт/ед.
Активная расчетная нагрузкаРр.общ.,  кВт
Коэффициент реактивной мощности
Реактивная расчетная нагрузкаQр.общ., квар
Полная расчетная нагрузка Sр.общ., кВА
1
17
Общеобразовательная
школа
820
0,25
205
0,38
77,9
219,3
2
18
Детский сад
с бассейном
180
0,46
82,8
0,25
20,7
85,35
3
19
Детский сад
280
0,46
128,8
0,25
32,2
132,76
4
20
Торговый центр
350
0,5
175
0,2
35
178,47
5
21
Продовольственный
магазин
180
0,23
41,4
0,7
28,98
50,54
6
22
Полуподземная парковка
350
0,27
94,5
0,25
23,625
97,41
7
23
Полуподземная парковка
330
0,27
89,1
0,25
22,275
91,84
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     2.4 Расчет нагрузки наружного освещения
     
     Удельные нагрузки для расчета наружного освещения ориентировочно определяются исходя из норм яркости или освещенности покрытия улиц и дорог для различных категорий улиц с учетом ширины дорожного покрытия по [2]. Данные сведены в таблицу 2.3.
     Таблица 2.3 – Средние значение удельной нагрузки наружного освещения для улиц и дорог
№ п/п
Наименование улиц
Тип улиц
Значение удельной нагрузки, Руд.ул.о., кВт/км
1
-
Магистральные улицы районного значения с усовершенствованным типом покрытия
от 7 до 20
2
-


3
Уссурийский переулок
Улицы и дороги местного значения
 с усовершенствованным типом покрытия
от 4 до 15
4
Ул. Геодезическая


5
Ул. Красной Звезды


6
Ул. Нагорная


7
-
Внутриквартальные проезды с усовершенствованным типом покрытия
1,8-7,1
     
     Расчетную нагрузку уличного освещения можно определить по формуле:
     					(2.11)
     где	Руд.ул.о,i – удельная расчетная нагрузка уличного освещения, кВт/км; Руд.ул.о,2=9,5кВт/км;
     Lул,i – длина улицы (или участка), км.
     Светильники на внутриквартальной территории размещаются вдоль внутриквартальных проездов и по периметру территории школы и детских садов.
     Таблица 2.4 – Расчет нагрузки уличного освещения
№ п/п
Наименование
Ед. измер
Кол-во
Среднее значение удельной нагрузки Руд.ул.о., кВт/км
Расчетная нагрузка Рр.ул.о., кВт
1
Ул. Нагорная
км
1,069
9,5
10,155
2
Ул. Красной Звезды
км
0,677
9,5
6,431
3
Уссурийский переулок
км
0,972
9,5
9,234
4
Ул. Геодезическая
км
0,487
9,5
4,626
5
Внутриквартальные проезды
км
4,849
4,5
21,821

Всего
кВт


52,266
     Расчетная нагрузка наружного освещения микрорайона Рр.о.мкр определяется по выражению:
     Рр.о.мкр.=Рр.ул.о.+Рр.вк.о.,			(2.12)
     Рз.о.мкр. = 30,445 + 21,821 = 52,266 [кВт].
     При расчете реактивной составляющей учитывается, что применяются светильники с натриевыми лампами и коэффициентом мощности ПРА не менее cos?=0,85 и соответственно tg?=0,62.
     Расчетная реактивная составляющая нагрузки наружного освещения микрорайона Qр.о.мкр. определяется по формуле:
     Qр.о.мкр.=Рр.ул.о.·tg? + Pр.вк.о.·tg?,	(2.13)
     Qр.о.мкр.=30,445 · 0,62+21,821 · 0,62=32,404 [квар].
     Полная расчетная электрическая нагрузка наружного освещения микрорайона Sр.о.мкр. определяется по формуле:
     			(2.14)
     
     Выбор типов светильников и источников света, мощности, шага и размещения приведен в разделе 8.
     
     2.5 Предварительный расчет электрической нагрузки микрорайона
     
     Расчет электрической нагрузки микрорайона выполняется путем суммирования расчетных нагрузок отдельных групп однородных потребителей с учетом коэффициента участия в максимуме наибольшей из нагрузок.
     Расчетные активная и реактивная нагрузки микрорайона определяются по выражениям:
     ,				(2.15)
     ,	(2.16)
     где	Рр.нб.- наибольшее значение расчетной активной нагрузки одной из групп однородных потребителей, кВт;
     Рр.i - расчетная активная нагрузка остальных групп потребителей, кВт;
     Kу.i - коэффициент участия в максимуме нагрузки относительно выбранной наибольшей нагрузки, определяемый по [3, табл.6.13];
     tg?зд.нб. - расчетный коэффициент реактивной мощности, соответствующий группе потребителей с наибольшей нагрузкой;
     tg?зд.i - расчетный коэффициент реактивной мощности, соответствующий остальным группам потребителей.
     В рассматриваемом микрорайоне можно выделить один условный дом. Принимаем, что к шинам ТП в среднем будут подключено 192 квартиры с электроплитами.
     Объединим все дома с электроплитами в условный дом, и рассчитаем его нагрузку по методике, описанной выше, принимая то, что к одной ТП будет подключено примерно 192 квартиры. Всего в микрорайоне 3070 квартир с электроплитами.
     Удельная расчетная нагрузка условного дома принимается по [2, табл. 2.1.1.], как для Nкв.=192, Руд.кв=1,371 кВт/кв.:
     Согласно (2.1) определим:
     Рр.кв. =1,371 · 3070 = 4208,97 [кВт].
     Силовая нагрузка лифтовых установок по формуле (2.3):
     Рр.л. = 0,8 · (57 · 7,5 + 20 · 11) = 518 [кВт].
     где k/с = 0,8 –  коэффициент спроса, определяемый по [2, табл. 2.1.2] для домов этажностью 12 и выше этажей, считая, что в среднем на дом приходится 4 лифтовых установки.
     Силовая нагрузка электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других Рст.у., определим по формуле (2.4):
     Рр.ст.у. = 0,9 · 57 · 15 = 769,5 [кВт].
     
     где k//с = 0,9 – коэффициент спроса [2, табл. 2.1.3], считая что в среднем приходится 3 шт. санитарно-технических устройств.
     Нагрузка силовых электроприемниковРс, кВт, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле (2.2):
     Рс = 518 + 769,5 = 1287,5
     Расчетные активную и реактивную нагрузки условного дома с квартирами с электроплитами определим, по формулам (2.5) и (2.6):
     Рр = 4208,97  + 0,9 · 1287,5 = 5367,72 [кВт];
     Qр = 4208,97 · 0,2 + 0,9 · (518 · 1,17 + 769,5 · 0,75) = 1906,66 [квар].
     Полная электрическая нагрузка условного дома (квартир и силовых электроприемников) Sр, кВ·А, определяется по формуле (2.7):
      [кВ ·А].
     Расчетная нагрузка всего микрорайона с учетом наружного освещения микрорайона определяемая по выражениям (2.15) и (2.16) записывается следующим образом:
Рр.мкр.= Рр + Рр.обр.шк. · Ку.обр.шк + Рр.д/с1 · Ку.д/с1 + Рр.д/с2 · Ку.д/с2 + Ртц · Ку+ Рмаг.· Ку+
+ Рр.парк1 · Ку.парк1 + Рр.парк2 · Ку.парк2 + Рр.ул.о.,						(2.17)
Qр.мкр.=Qр + Qр.обр.шк.· Ку.обр.шк+ Qр.д/с1 · Ку.д/с1 + Qр.д/с2 · Ку.д/с2 + Qтц· Ку + Qмаг.· Ку+ Qр.парк1 · Ку.парк1 + Qр.парк2 · Ку.парк2 + Qр.ул.о.						(2.18)
     Расчетная активная нагрузка микрорайона по выражению (2.17) равна:
     Рр.мкр.= 5367,72 + 205 ? 0,3 + 82,8 ? 0,4 + 128,8 ? 0,4 + 175 ? 0,6 + 41,4 ? 0,6 + 
+ 94,5 ? 0,5 + 89,1 ? 0,5 + 52,266 = 5787,766 [кВт].
     Расчетная реактивная нагрузка микрорайона по выражению (2.18) равна:
     Qр.мкр.= 1510,73 + 77,9 ? 0,3 + 20,7 ? 0,4 + 32,2 ? 0,4 + 35 ? 0,6 + 28,98 ? 0,6 + + 23,625 ? 0,5 + 22,275 ? 0,5 + 32,404 = 1649,001 [квар].
     Полная нагрузка микрорайона Sр.мкр. определяется по формуле (2.7):
     [кВ ·А].
      

     3 ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
     
     Одним из важных вопросов при проектировании внутриквартальных сетей является выбор  места для размещения подстанции. Наиболее целесообразно размещать подстанции в центре нагрузки со смещением в сторону питания, однако архитектурно-планировочные решения застройки района не всегда допускают такое решение.
     При многоэтажной застройке и наличии встроенных в жилые дома предприятий общественного и бытового назначения, а также при установке электроплит в квартирах, наиболее экономически целесообразно встраивать подстанции непосредственно в здания. Однако в настоящее время ПУЭ запрещает размещение подстанций в жилой части зданий ввиду проникновения в квартиры шума от работающих трансформаторов [1].
     Все трансформаторные подстанции устанавливаются с двумя трансформаторами. Двухтрансформаторные подстанции принимаются для питания потребителей всех категории надежности.
     Подстанции нового микрорайона планируется выполнить трансформаторами типа ТМГ. Данные трансформаторы обладают рядом преимуществ [6]:
     * изготавливаются в герметичном исполнении с полным заполнением маслом, без расширителя и без воздушной или газовой подушки;
     * контакт масла с окружающей средой полностью отсутствует, что исключает увлажнение, окисление и шлакообразование масла;
     * перед заливкой масло дегазируется, заливка его в бак производится в специальной вакуумзаливочной камере (при глубоком вакууме), что намного увеличивает электрическую прочность изоляции трансформатора;
     * масло в трансформаторах ТМГ (в отличие от трансформаторов типа ТМ и ТМЗ) практически не меняет своих свойств в течение всего срока службы трансформатора, что исключает необходимость проведения испытаний масла трансформатора ТМГ как при его хранении, так и при вводе в эксплуатацию и в процессе эксплуатации;
     * не требуется проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов в течение всего срока эксплуатации трансформатора;
     * гофрированные баки трансформаторов ТМГ абсолютно безопасны и имеют высокую надежность;
     * круглая форма обмоток и ярмовые балки повышенной жесткости из швеллера обеспечивают устойчивость трансформаторов при коротких замыканиях;
     * для регулирования напряжения трансформаторы снабжаются переключателями с автоматическим внутренним фиксатором положений и контактами оптимальной формы. Благодаря чему исключается выход из строя трансформаторов по причине короткого замыкания секций обмоток и тем самым обеспечивается более высокая надежность трансформаторов.
     
     3.1 Выбор числа и мощности трансформаторов
     
     Выбор числа и мощности цеховых ТП производится с соответствующим технико-экономическом обосновании, с учетом категорийностиэлектроприемников цеха по требуемой степени бесперебойности питания, компенсации реактивных нагрузок напряжением до 1000 В, перегрузочной способностью трансформатора в нормальном и послеаварийном режимах.
     От правильного выбора числа и мощности трансформаторов ТП, а также от размещения ТП на территории микрорайона, зависит эффективность функционирования системы электроснабжения.
     Мощность и число трансформаторов непосредственно влияют на все последующие решения, связанные с построением системы электроснабжения. Определение наивыгоднейшей мощности трансформаторов ТП требует перебора большого числа вариантов, что в связи с большой трудоемкостью расчетов не .......................