Дипломная (вкр): Электроснабжение части Няндомского района Архангельской области

Результаты выбора мощности ТП представлены в таблице 4.

3.3 Выбор схем ТП

Обычно на ТП выбирают один или два трансформатора. Число трансформаторов на ТП определяется требованием надежности электроснабжения. С таким подходом наилучшим является вариант с установкой двух трансформаторов, обеспечивающий бесперебойное электроснабжение потребителей любых категорий. Однако если установлены электроприемники только II и III категории, то более экономичными, обычно, являются однотрансформаторные подстанции. [5]

При этом однотрансформаторные ТП выбирают: [5]

‒ для питания электроприемников, допускающих питание только от одного нерезвированного источника (электроприемников III категории);

‒ для питания электроприемников любых категорий через замкнутые сети, подключённые к двум или нескольким ТП (или через незамкнутые сети, связанные между собой резервными линиями).

Два трансформатора устанавливают на ТП, питающих электроприемники I или II категории и не имеющих на вторичном напряжении связи с другими ТП.

Чтобы оба трансформатора могли надежно резервировать друг друга, их запитывают от независимых источников по независящим друг от друга линиям. Ввиду того, что взаимное резервирование трансформаторов должно быть равнозначным, их выбирают одинаковой мощности.

Двухтрансформаторные ТП рекомендуется применять в следующих случаях: [5]

‒ при преобладании потребителей I категории и наличии потребителей особой группы;

‒ для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорные и насосные ТП);

‒ для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5-0,7 кВА/м2).

Не следует устанавливать на ТП было более двух трансформаторов, поскольку в этом случае возрастают капитальные затраты и усложняется электрическая схема. Также следует отметить, что во всех случаях необходимо стремится устанавливались трансформаторы одинаковой мощности.

На ТП - 10/0,4 устанавливаем трансформаторы типа ТСЗ (трансформатор сухой с защитным кожухом). Основное отличие сухого трансформатора от масляного заключается в отсутствии герметической масляной среды, в которую помещаются обмотки.

Преимущества ТСЗ - 10/0,4:

высокий уровень безопасности с точки зрения противопожарного и экологического надзора;

простота и надежность в эксплуатации и отсутствие дополнительных затрат на установку и обслуживание трансформатора;

возможность размещения в непосредственной близости от центра электрических нагрузок;

низкий уровень шума и вибраций.

Результаты выбора схем ТП представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Характеристика ТП

3.4 Выбор мест расположения ТП

трансформаторный электроснабжение нагрузка мощность

Проектирование системы электроснабжения района предусматривает рациональное размещение на ее территории РПП и ТП.

Места расположения РПП и ТП определяются по картограмме электрических нагрузок, которая представляет собой размещенные на плане района окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам. ТП 10/0,4 кВ должны размещаться с учетом следующих факторов: [6]

близость подъездных дорог;

обеспечение удобных подходов ВЛ и КЛ 10 - 0,4 кВ;

на незатопляемых местах и на местах с уровнем грунтовых вод ниже заложения фундаментов.

В качестве примера определим место расположения ТП населенного пункта (см. пункт 3.4.1).

3.4.1 Определение центра электрических нагрузок

Определим центр электрических нагрузок по формулам:

где:  - расчетная мощность i-ого потребителя, кВА;

 - координаты по оси  i-ого потребителя;

 - координаты по оси  i-ого потребителя.

Если источник питания (ТП) расположить в зоне рассчитанного центра нагрузок, то затраты на систему электроснабжения будут минимальными. [6]

В качестве примера определим условные центры электрических нагрузок (УЦН) для всех потребителей по ВЛ-0,4 - 1.

Результаты расчетов условного центра нагрузок представлен в приложении 1.

Аналогично определим условные центры нагрузок для всех потребителей по ВЛ-0,4 - 2 и 3:

ВЛ-0,4 - 2:  

ВЛ-0,4 - 3:  

При размещении отдельно стоящих ТП напряжением 10 (6) кВ при числе трансформаторов не более двух мощностью менее 1000 кВА расстояние от них до ближайших окон жилых домов и общественных зданий следует принимать с учетом допустимых уровней шума и вибрации, но не менее 10 м., а до зданий лечебно-профилактических учреждений - не менее 15 м. [6]

С учетом возможного расширения населенного пункта и смещением центра электрических нагрузок принимаем место расположения ТП - начало населенного пункта (см. чертеж "Генплан населенного пункта").

Аналогично определяем места расположения ТП сельскохозяйственного района (см. чертеж "План сельскохозяйственного района ").

3.4.2 Построение картограммы электрических нагрузок

Определим радиусы окружностей, символизирующие нагрузки электроприемников по формуле:

где:  - расчетная мощность потребителя, кВА;

 - масштаб построения (принимаем ).

. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ РАЙОНА

Выбор схемы электроснабжения потребителей сельскохозяйственных районов производят в зависимости от требования надежности питания, обеспечения допустимого отклонения напряжения у приемников электроэнергии и перспективы развития электрических сетей. [5]

Схема должна быть простой, удобной в эксплуатации, ремонтопригодной, предусматривать применение комплектного электрооборудования и индустриальных способов монтажа. [5]

В сетях 10 кВ нашли широкое применение радиальные (блочные) и магистральные схемы питания ТП.

4.1 Радиальная схема электроснабжения района

При радиальном питании ТП от РПП - обычно применяется глухое присоединение трансформаторов на ТП по стороне высшего напряжения (рисунок 1). Коммутационный аппарат (обычно это разъединитель или выключатель нагрузки) нужно ставить: [5]

если источник питания находится в ведении другой эксплуатирующей организации;

если ТП значительно (3 - 5 км) удалена от питающего пункта;

если ТП питается по воздушной линии;

если отключающий аппарат необходим по условиям защиты, например для воздействия на выключатель нагрузки газовой защиты или защиты от однофазных затыканий на землю на стороне низшего напряжения трансформатора при отсутствии там автоматов.

Достоинствами радиальных схем являются:

максимальная простота;

аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Недостатками радиальных схем являются:

большой расход кабельной продукции, который обусловливает высокую стоимость системы.

при одиночных радиальных линиях надежность электроснабжения невысока.

Рисунок 1 - Схема ТП 6-10 кВ при радиальном питании

4.2 Магистральная схема электроснабжения района

При магистральном питании трансформаторы ТП присоединяются при помощи ответвлений (отпаек) от проходящей линии. Когда питание ТП происходит от магистрали, то на вводе к трансформатору в большинстве случаев устанавливаются выключатели нагрузки или разъединители. Если же необходимо обеспечить селективное отключение трансформатора при его повреждении или ненормальном режиме работы или же защита на головном выключателе не чувствительна при повреждении трансформатора, то последовательно с выключателем нагрузки или разъединителем устанавливается предохранитель типа ПК (рисунок 2), который отключает поврежденный трансформатор без нарушения работы остальных. [5]

Достоинствами магистральных схем являются: [5]

- лучшая загрузка линий, так как к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;

меньший расход кабелей;

на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

снижаются потери мощности в сетях.

Недостатками магистральных схем являются:

затруднение при отыскании места повреждения магистрали;

применение одиночных магистралей не решает проблемы обеспечения надежности электроснабжения.

Двойные магистрали с двухсторонним питанием могут обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников. Это обусловило их широкое распространение в электроснабжении районов. [5]

Рисунок 2 - Схема ТП 6-10 кВ. при магистральном питании

Сопоставив перечисленные схемы электроснабжения, можно сделать вывод: наиболее надежной, менее затратной и отвечающей требованиям потребителей I, II и III категорий надежности являются широко распространенные магистральные схемы с двухсторонним питанием.

При питании приемников I категории должен применяться АВР.

. ВЫБОР ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Проектирование каких-либо электрических сетей необходимо начать с расчета сечения проводника электрического тока, от этого параметра зависит очень многое, и в первую очередь - надежность и работоспособность сетей, потеря мощности в сети, вероятность перегрева проводов и их разрушения.

Главными критериями, которые учитываются во время подбора сечения, являются: величина токовой нагрузки, напряжение сети, мощность потребителя электроэнергии. [1]

5.1 Выбор линий электропередач населенного пункта (0,4 кВ)

Сечения проводников напряжением 0,4 кВ определяется исходя из значения расчетного тока:

где:  - полная расчетная мощность потребителей линии (см. таблицу 1), кВА;

 - номинальное напряжение линии, кВ;

 - коэффициент мощности ().

В качестве примера определим сечение проводника ВЛ - 0,4 кВ - 1:

Исходя из расчетов выбираем провод марки СИПс-4 - 4-95 (провод самонесущий, изолированный с четырьмя алюминиевыми фазными токопроводящими жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена), допустимый ток которого 290 А.

Аналогично определяем сечения проводников ВЛ - 0,4 кВ - 2, 3 и уличного освещения:

Выбираем провод марки СИП-4 - 4-70.

Выбираем провод марки СИП-4 - 4-70.

Выбираем провод марки СИП-2А - 2-16.

5.2 Выбор линий электропередач района (110, 35 и 10 кВ)

Согласно ПУЭ сечения проводников напряжением 6 кВ и выше должны быть проверены по экономической плотности тока , которая выбирается в зависимости от материала провода и времени использования максимальной нагрузки  [1]. Экономически целесообразное сечение проводника  определяется по формуле:

где - экономическая плотность тока, А/мм2 ; [1]

 - расчетный длительный ток, А.

Расчетный длительный ток определяется по формуле:

где:  - полная расчетная мощность потребителей линии (см. таблицу 3), кВА;

 - номинальное напряжение линии, кВ.

Для воздушных линий 10 кВ выбираем провода марки СИП-3. Провод представляют собой жилу из алюминиевого сплава, защищенную экструдированной полимерной защитной изоляцией. Максимальное сечение провода 240 мм2. Для воздушных линий 35-110 кВ выбираем сталеалюминевые провода марки АС.

Экономическую плотность тока выбираем из расчета, что число использования максимума нагрузки превышает 5000 в год для алюминиевых проводников, тогда

В качестве примера рассчитаем сечение проводников самой нагруженной ВЛ 10 кВ - "АБЗ".

Согласно ПУЭ сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного значения. Выбираем сечение

Результаты расчетов остальных проводников представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Расчет воздушных линий 110, 35 и 10 кВ