Введение…
Глава I. Системы электроснабжения городов…
1.1 Классификация городов…
1.2 Классификация электроприемников…
1.3 Выбор схемы электроснабжающей сети…
1.4Основные принципы построения системы электроснабжения
города…
Глава II. Определение расчетных нагрузок электроснабжения города…
2.1 Расчетные электрические нагрузки
2.2 Номинальные напряжения электроустановок…
2.3 Расчет нагрузок городских электроприемников…
Заключение…
Список использованной
Введение
Актуальность выбранной темы курсовой работы заключается в том, что на сегодня происходит развитие энергетики нашей страны в соответствующей программе экономического подъема.
Таким образом, происходит развитие Российской Федерации в целом.
Данное развитие основывается на реализации активной энергосберегающей политики на основе ускорения научно-технического прогресса во всех сферах народного хозяйства.
Но стоит учитывать и тот факт, что экономика России на 2018 год начала снижать свои уровни развития, для решения этой проблемы разрабатываются новые технологические решения.
При электрификации народного хозяйства России идет соответствующее внедрение новых путей разработок и внедрения электроустановок. Такое развитие возможно исключительно с использованием современных высокоэффективных электрических машин, аппаратов, линий электропередач и не только.
В результате чего происходит снижение электропотребления и соответствующих потерь у потребителей.
На сегодня основными потребителями электроэнергии выступает промышленность, транспорт, с/х городов и поселков.
Стоит учесть, что на промышленность приходится более 70% электроэнергии, которая по существу должна использоваться очень рационально и экономно. Для обеспечения электроэнергией все необходимые объекты в стране создан высокоэффективный топливно-энергетический комплекс. Он предназначен для того, чтобы в стране происходило рациональное и экономическое потребление электроэнергии, в результате чего будет происходить обеспечение успешных решений народнохозяйственных планов.
Стоит учесть, что всего в России насчитывается 3 000 городов, в общей сложности в которых проживает всего около 110 млн человек. Чтобы обеспечить каждую семью, предприятие электроэнергией, все электросети в городах были поделены на следующие виды:
- Электроснабжающие сети от 110 кВ и выше;
- Распределительные сети от 0,38 и 6-10 кВ.
Таким образом, происходит распределение электроэнергии с помощью городских сетей.
В результате этого, подтверждается актуальность и значимость темы исследования.
Цель курсовой работы — раскрыть имеющиеся знания в области электроснабжения и изложить теоретические и практические вопросы инженерными методами, основанными на достижениях различных отраслей знаний, при реализации которых необходимы минимальные затраты времени у проектировщика при их усвоении и использовании.
Задачи:
— изучить систему электроснабжения городов;
— определить расчетные электрические нагрузки;
— определить номинальные напряжения электрических установок;
— определить расчет нагрузок городских электрических приемников.
Объект исследования – система электроснабжения города.
Предмет исследования – проектирование системы электроснабжения города.
Структура работы. Курсовая состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.
Глава I. Системы электроснабжения городов
1.1 Классификация городов
В Российской Федерации принято классифицировать города в зависимости от количества человек, которые их заселяют.
Рассмотрим классификацию городов более подробно на схеме 1.
Схема 1 — Классификацию городов по количеству человек
Чтобы определить надежность электроснабжения городов, в Российской Федерации принято соотносить их с определенной установленной категорией электроприемников.[1] На схеме 2 можно увидеть количество категорий, которые существуют в России.
Схема 2 — Категории электроприемников
Теперь более подробно рассмотрим каждую из категорий.
К I категории, II категории и III относятся электроприемники конкретных видов, отображенные на схеме 3.
Схема 3 – Основные подвиды электроприемников
Электроприемник каждой категории должен выполнять определенные функции. Рассмотрим более подробно каждые из 3 категорий.
1 категория электроприемников выполняет следующую функцию: при помощи приемников данной категории другие системы, которые остались без электропетания резервным питанием, и при помощи них другие системы продолжат свою работу. Существуют независимые ресурсы электрического питания, в их роли могут выступать соответствующие подстанции и секции.
2 категория обеспечивает электроэнергией соответствующие объекты с помощью двух независимых взаимно резервируемых источников питания.
3 категория электроприемников выполнят следующую функцию: при помощи приемников данной категории другие системы, которые остались без электропетания не более чем на сутки резервным питанием, и при помощи них другие системы продолжат свою работу.
1.2 Классификация электроприемников
Требования надежности электроснабжения электрического приемника необходимо отнести к ближайшему устройству ввода, к которому через коммутационный аппарат подключен электроприемник. Построение сети требование надежности электроснабжения некоторых электрических приемников более высоких категорий не должно быть распространено на какие-либо другие электрические приемники.
Стоит учесть, что электроприемники операционных блоков, роддомов или родильных палат имеют схожие требования надежности электрического снабжения.[2]
Существует определенный перечень электрических приемников, которые соответствуют первой категории городских электросетей, который относится только к определенным видам объектов.[3]
Ознакомиться с основными из них можно на схеме 4.
Схема 4 — Перечень электрических приемников первой категории электросетей города, который относится только к определенным видам объектов
1.3. Выбор схемы электроснабжающей сети
Отметим, что для использования в городских сетях рекомендуется использование напряжения соответствующее 10кВ, как показатель, относящийся к среднему.[4]
Похожие показатели были применены для использования в большинстве стран. Они были утверждены согласно решения МЭК. На напряжение 10 кВ переводится большинство городов и поселков имеющих электрические сети рассчитанные на применение напряжения 6 кВ. При этом использование электрических сетей, рассчитанных на напряжение соответствующее величине 20 кВ, должно иметь существенные обоснования согласно технико-экономичкеским расчетам. Вопрос, который относится к формированию и построению всей системы электроснабжения города, имеет отношение к наиболее результативной трансформации электрической энергии, если говорить, то это принципиальный вопрос выстраивания схемы снабжения города электричеством или выгодное число трансформации энергии, иначе говоря, величина этой электрической энергии относительно напряжений имеющих величину 10 кВ или 110 В.
Согласно, деятельности основанной на опыте и вопросах связанных с проектированием и введением в эксплуатацию напряжения величиной 35 кВ, можно предположить увеличение затрат на капитальные вложения и повышение потерь в электрических сетях, которые проектируются и имеют отношение к электрическим городским сетям, при этом имеется реальная возможность осуществить (рассчитать) возможный прогноз различных отказов и их непосредственных причин, а также, имеется возможность значительно, уменьшить потери, возникающие в электрических сетях, а также ограничиться вопросами, которые имеют отношение относительно заключительной части всех разработок и исключение тех электрических сетей напряжения, которые существовали намного раньше и упомянуты в тех городах. Таким образом, необходимо выделить, что как наиболее предпочтительный способ обеспечения электрическим снабжением электрических сетей города является система 110/10 кВ. В своих многочисленных исследованиях и трудах, похожие выводы сделали иностранные эксперты.
Электрические сети напряжением 220 кВ и выше, используются для электроснабжения больших городов. Условно все сети относящиеся к электроснабжающим, возможно отнести на:[5]
— сети внешнего снабжения – это электролинии с напряжением 220 кВ и выше, которые обеспечивают связь систем городского электроснабжения с внешними источниками энергии, и ПС 220 кВ и выше, которые питают городские электросети 110 кВ, а также линии 220 кВ и выше, которые связывают эти ПС;
— электрические сети, относящиеся к внутреннему снабжению, к ним относятся линии 110 кВ и ПС 110 / 10 кВ, которые в основном используются для электропитания городских электросетей напряжением 10 кВ, в отдельных случаях используется глубокий ввод 220 / 10 кВ, который при этом также входит в состав сетей внутреннего электрического снабжения.
От конкретных условий: географическое положение и конфигурация селитебной городской территории, плотность нагрузки и её рост, количество и характеристика источников питания, исторически сформированная существующая схема сети и др. существенно может зависеть определение схемы снабжающей электросети, которая, выбирается, согласно всех имеющихся результатов технико-экономических, в соответствии с их сопоставлением.
Существует «идеальная» сформированная схема всего городского электроснабжения, которая способна полностью удовлетворить всем ранее приведенным условиям. Она основана на применении напряжения 110 / 10 кВ. Сеть 110 кВ обязана состоять из 2-х цепного кольца, которое должно полностью охватить весь город и при этом иметь возможность реализовывать функционирование сборных шин, позволяющих принять энергию от ЦП, а также ПС 220 кВ или местных электростанций, которые быть выполнена в виде двухцепного кольца, которое охватывает город и выполняет функцию сборных шин, принимающих энергию от ЦП, а также разных местных электростанций или ПС 220 кВ, которые распределены за пределами города или на его окраине.
К звену энергосистемы всего района относится электросеть, которая снабжает весь город. КЛ 110 кВ выполняется глубокий ввод в район с большой этажностью и с высокой плотностью застройки. Относящейся к пропускной способности кольца 110 кВ, является функция прямого обеспечения перетоков мощности в послеаварийном и в нормальном режимах во время отключения каждого отдельного элемента сети. Чередование присоединения ЦП к сети 110 кВ и ПС 110 / 10 кВ необходимо с целью нормального распределения мощности в кольце.[6]
При помощи «разрезания» кольца и подключением его к новому ЦП, а также увеличением количества линий 110 кВ, можно увеличить пропускную способность сети 110 кВ, т. е. повторением кольца с прокладыванием линий по новой трассе и включением дополнительных ПС 110 / 10 кВ. Подсоединение сети 110 кВ к новым ЦП с применением кольцевой конфигурации позволит значительным образом изменить направления потока мощности в ней, при этом произойдет повышение пропускной способности, не проводя реконструкцию.[7]
1.4 Основные принципы построения системы электроснабжения города
Стоит отметить, что существуют особые принципы касательно построения системы электроснабжения: [8]
Создание максимальных условий касательно приближения ресурсов энергии к потребляющим ее субъектам. В данном случае говориться о том, что необходимо систему, которая называется «глубоким вводом», под этим подразумевается, что источники энергии следует к самому центру объекта высокого электрического напряжения.
Создание условий, для раздельной работы трансформаторных будок и непосредственной сетей. Это делаться для того, чтобы не было сильной нагрузки. Таким образом, если вдруг одна система перестанет работать, по каким либо причинам, то вся нагрузка перейдет на другую трансформаторную будку. При аварийных обстоятельствах обязательно учитываются допустимые нормы перезагрузки, так как если их превысить, то другой трансформатор тоже перестанет работать.
Следующий принцип, говорит о секционировании всех цепочек структуры электроснабжения. В данном случае подразумевается, что количество секций, которые будут использоваться в работе, может быть не 2, а больше.
И заключительный принцип, — выбор режима функционирования, который будет наиболее правильным и эффективным. То есть все показатели качества электрической энергии должны быть должным образом отрегулированы.
Глава II. Определение расчетных нагрузок электроснабжения города
2.1 Расчетные электрические нагрузки
Расчет электрической нагрузки выполняется от низшей к высшей ступени системы электроснабжения и представляет собой 2 этапа:[9]
1.Определение нагрузок на вводе к каждому из потребителей.
2.Расчет на этой основе нагрузки отдельных элементов сети.
Расчетные нагрузки как потребителей, так и отдельных элементов сети принимаются равными ее вероятным максимальным значениям за интервал времени 30 минут. Вычисление расчетной нагрузки селитебной зоны и центра питания города должно быть произведено на основе графика суточной активной нагрузки.
С целью создания взаимоувязанных планировочных структур городов предусматривается деление территорий по видам их использования на такие функциональные зоны, как:[10]
−селитебная зона(на которой размещаются жилые районы, общественные центры, зеленые насаждения для общего пользования);
−промышленная зона (на которой размещаются промышленные предприятия и связанные с ними объекты);
−коммунально-складская зона(на которой размещаются базы и склады, трамвайные депо, гаражи, автобусные парки);
−зона внешнего транспорта (на которой размещаются транспортные устройства и сооружения (пассажирские и грузовые станции и порты, пристани).
Селитебная городская зона включает в себя жилые здания и жилищно-коммунальные и общественные учреждения.
У потребителей разная закономерность формирования основных показателей потребления электроэнергии, по этой причине необходимо применять различные методики определения этих показателей. В этом случае имеется в виду то, что энергопотребление в жилых зданиях зависит от уклада жизни населения, а потребление электроэнергии в коммунальных учреждениях определяется особенностями их технологических процессов.
Вычисление расчетной нагрузки жилого здания основывается на использовании нагрузки отдельного потребителя, на примере которого выступает семья или квартира при посемейном заселении дома.[11]
Действующие нормативы удельной нагрузки жилых помещений при различных типах кухонных плит для приготовления пищи при посемейном заселении квартир площадями до 55 м2приведены для вечернего максимума зимой в табл. 1, в которой значения нагрузки устанавливаются с учетом коэффициентов одновременного максимума в зависимости от количества жилых помещений. Удельная нагрузка квартир учитывает нагрузку освещения общих помещений дома (лестничные клетки, технические этажи, чердаки). Удельная нагрузка не учитывает силовую нагрузку общедомового потребления и нагрузку встроенных в жилой дом торговых и коммунально-бытовых организаций, а также применение в жилых помещениях кондиционеров, электрических нагревателей и электрического отопления.
Таблица 2.1
Удельные расчетные электрические нагрузки в зависимости от числа квартир
| Потребитель | Количество квартир домов | |||||||||||||
| электроэнергии | 1–3 | 6 | 9 | 12 | 15 | 18 | 24 | 40 | 60 | 100 | 200 | 400 | 600 | 1000 |
| Квартиры с плитами на природном газе | 4,5 | 2,3 | 1,75 | 1,45 | 1,3 | 1,15 | 1,0 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,45 | 0,43 | 0,4 |
| Квартиры с плитами на сжиженном газе, в том числе при групповых установках и твердом топливе | 5,0 | 2,6 | 2,0 | 1,65 | 1,48 | 1,3 | 1,15 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,55 |
| Квартиры с электроплитами мощностью до 5,8 кВт | 6,0 | 3,2 | 2,7 | 2,4 | 2,15 | 2,0 | 1,8 | 1,5 | 1,3 | 1,15 | 1,0 | 0,9 | 0,85 | 0,8 |
| Квартиры с электроплитами мощностью от 5,9 до 8 кВт | 7,0 | 4,0 | 3,0 | 2,5 | 2,15 | 2,0 | 1,8 | 1,5 | 1,3 | 1,15 | 1,0 | 0,9 | 0,85 | 0,8 |
| Дома на участках садоводческих товариществ | 3,0 | 1,5 | 1,1 | 0,9 | 0,75 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,45 | 0,4 | 0,38 | 0,35 | 0,33 | 0,3 |
Расчетная активная нагрузка от квартир на вводах в здание, на линиях, питающих дом или группу домов, на шинах трансформаторной подстанции определяется в зависимости от числа квартир по выражению:
Рр кв= Ркв уд кв, где Ркв уд– удельная расчетная нагрузка квартиры, кВт;кв– число квартир, присоединенных к элементу сети.
Расчетная активная нагрузка на вводе жилого здания определяется по выражению:
Рр зд= Рр кв+ кн мРс, где Рс– расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого здания, кВт;кн м – коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов нагрузки квартир и силовых электроприемников и принимается равным 0,9.
Расчетная нагрузка силовых электроприемников на вводе в здание, в линиях до 1000 В, на шинах ТП определяется:
а) нагрузками лифтовых установок:
б) нагрузками электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса, равного 0,7.
Таблица 2.2
Коэффициенты спроса лифтовых установок жилых зданий различной этажности
| Количество лифтовых установок | До 12 этажей | 12 этажей и более |
| 2−3 | 0,8 | 0,9 |
| 4−5 | 0,7 | 0,8 |
| 6−7 | 0,6 | 0,7 |
| 8−10 | 0.5 | 0,6 |
| 11−20 | 0,4 | 0,5 |
| Более 20 | 0,35 | 0,4 |
Полная расчетная нагрузка жилых зданий, кВА, определяется с учетом коэффициентов, приведенных в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Расчетные коэффициенты электрических нагрузок линий жилых домов
| Линии питания | Cos | tg |
| Квартир с электрическими плитами | 0,98 | 0.2 |
| Квартир с плитами на природном газообразном или твердом топливе | 0,96 | 0,29 |
| Хозяйственных насосов, вентиляционных установок и других санитарно-технических устройств. | 0,85 | 0.62 |
| Лифтов | 0,6 | 1,33 |
Расчетная нагрузка на вводе в здание при наличии в жилом доме встроенного коммунального предприятия или учреждения:
Рр зд= Рр зд+ ку м здРр р
Где Рр р– расчетная нагрузка предприятия, кВт;
ку м зд– коэффициент участия в максимальной нагрузке встроенного предприятия по отношению к нагрузке жилого дома по табл. 2.4.
Таблица 2.4.
Коэффициенты участия в максимуме электрических нагрузок общественных зданий или жилых домов относительно наибольшей расчетной нагрузки
| Коэффициенты участия в максимуме | ||||||||||
| Наименование зданий с наибольшей расчетной нагрузкой | Жилые дома | Предприятия общественногопитания | Учебные заведения, библиотек а | Школы, училища | Учреждения проектные, финансовые — | Предприятия торговли | Гостиницы | |||
| эл. плита | газ | Столовая | Кафе, ресторан | 1 смена | 2 смены | |||||
| Жилые дома с эл.плитой | − | 0,9 | 0,6 | 0,7 | 0,6 | 0,4 | 0,6 | 0,6 | 0,8 | 0,7 |
| Жилье с газовой плитой | 0,9 | − | 0,6 | 0,7 | 0,5 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,8 | 0,7 |
| Кафе и рестораны | 0,4 | 0,4 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0.8 | 0.8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| Учебные заведения | 0,5 | 0,4 | 0,8 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| Предприятия торговли 1-но И 2-ух сменные | 0,5 | 0,4 | 0,8 | 0.6 | 0.7 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| Учреждения проектные финансовые | 0,5 | 0,4 | 0,8 | 0,6 | 0,8 | 0,8 | 0, | 0,8 | 0,8 | 0,7 |
| Гостиницы | 0,8 | 0,8 | 0,6 | 0,8 | 0,4 | 0,3 | 0,6 | 0,6 | 0,8 | 0,8 |
Стоит отметить, что расчетные нагрузки по вводу энергии в жилые и общественные здания, их вычисляют при помощи крупных удельных нагрузок. Они вычисляются по следующей формуле, также при помощи таблицы 2.5.
Рр об= Рр р= Руд рМ, где Руд р– уд. расчетная нагрузка единицы, которая отображает количественный показатель (площадь торгового зала, посадочное место, рабочее место и т. п.)м;
М – обозначает показатель количественного характера, который оказывает пропускную способность организации, а также непосредственный объем производственной работы и прочее.
В таблице 2.5 полная нагрузка касательно ввода в различные здание общественного характера кВА, при его определении учитываются показатели мощности.
Имеется еще одна формула, по которой рассчитываются нагрузки линий, имеющих до 1000 В и ТП:
Рр л т= РР нб+ ку мРзд, где Рр нб– самая большая расчетная нагрузка зданий общественного предназначения, либо какого-либо одного здания, к которых встроены одинаковые плиты на кухне, электричество поступает к ним из одной системы.
Расчетные нагрузки иных помещений, получающих электроснабжение от ТП либо линии, обозначается кратко – Рзд;
Коэффициенты участия в максимальных нагрузках, обозначается кратко — ку м. Данные показатели можно определять по табл. 2.4.; i – 1,2,3, m-1.
Таблица 2.5
Укрупненные удельные нагрузки и коэффициенты для общественных зданий и коммунальных предприятий
| Общественные здания | Ед. измерения | Удельная нагрузка | cos | tg |
| Предприятия общ. питания до 400 мест | кВт/место | 0,9 | 0,98 | 0,2 |
| Предприятие общ. питания 500 и более мест газ. плитами | кВТ/место | 0,75 | 0,98 | 0,2 |
| Прод. магазины без кондиционировая воздуха | кВт/м зала | 0,11 | 0,82 | 0,7 |
| Прод. магазины кондиционированием воздуха | кВт/м зала | 0,14 | 0,8 | 0,75 |
| Пром. магазины без кондиционирования воздуха | кВт/м зала | 0,08 | 0,92 | 0,43 |
| Пром. магазины с кондиционированием воздуха | кВт/м зала | 0,11 | 0,9 | 0,48 |
| Школы с электрифицированными столовыми без приготовления горячих блюд | кВт/учащегося | 0,14 | 0,95 | 0,33 |
| Детские сады-ясли с электрифицированным пищеблоком | кВт/место | 0,4 | 0,97 | 0,25 |
| Детские сады-ясли с пищеблоком на газовых плитах | кВт/место | 0,1 | 0,95 | 0,33 |
| Больницы хирургического профиля с пищеблоком | кВт/койко-место | 2,5 | 0,92 | 0.43 |
| Больницы многопрофильные с пищеблоками | кВт/койко-место | 2.2 | 0,93 | 0,4 |
| Детские больницы с пищеблоками | кВт/койко-место | 2,0 | 0,93 | 0,4 |
| Поликлиники | кВт/посещение за смену | 0,15 | 0,92 | 0,43 |
| Кинотеатры концерт залы с кондиционер. воздуха | кВт/место | 0,12 | 0,92 | 0,43 |
| Театры и цирки | кВт/место | 0.3 | 0,9 | 0,48 |
| Комбинат бытового обслуживания населения | кВт/раб. место | 0.5 | 0.9 | 0,48 |
Электрические нагрузки наружного освещения ориентировочно определяются исходя из следующих норм:
1)Магистральные линии общегородского значения, площади города, кВт/км−80÷100.
2)Магистральные улицы районного значения, площади перед крупными общественными зданиями, кВт/км – 30÷50.
3)Улицы местного значения, улицы жилых районов, поселковые улицы, кВт/ км – 7÷10.
4)Внутренние проезды, аллеи на территориях микрорайонов, кВт/км – 3,5.
5)Внутриквартальные территории, кВт/км – 12.
Расчетные нагрузки линий и распределительных пунктов (РП) 6÷10 кВ определяются умножением суммы расчетных нагрузок трансформаторов, питающихся по данному элементу сети, на коэффициент, учитывающий совмещение максимумов их нагрузок, который приводится в табл. 4.6. Полные нагрузки, кВА, линий и РП определяются по расчетным активным нагрузкам и по среднему коэффициенту мощности 0,92.
Таблица 2.6
Коэффициенты совмещения максимумов нагрузки трансформаторов взависимости от их количества
| Характеристики нагрузки | Число трансформаторов | ||||
| 2 | 3 ÷ 5 | 6 ÷ 10 | 11 ÷ 20 | Более 20 | |
| Жилая застройка (70 % и более нагрузка жилых домов и до 30 % нагрузки общественных зданий) | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,75 | 0,7 |
| Общественная застройка (70 %и более нагрузки общественных зданий и до 30 % нагрузки жилых домов) | 0,9 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,6 |
| Коммунально-промышленные зоны (65 % и более нагрузки промышленных и общественных зданий и до 35 % нагрузки жилых домов) | 0,9 | 0,7 | 0,65 | 0,6 | 0,55 |
Расчетные нагрузки на шинах 6÷10 кВ источника питания определяются с учетом несовпадения максимумов нагрузок потребителей городских распределительных сетей и сетей промышленных предприятий умножением суммы активных расчетных нагрузок на коэффициент совмещения максимумов нагрузок по табл. 2.7.
Таблица 2.7
Коэффициенты совмещения максимумов нагрузок городских сетей и промышленных предприятий в зависимости от отношения расчетной нагрузки предприятий к нагрузке городской сети
| Время максимума нагрузки | 20 % | 60 % | 100 % | 150 % | 200 % | 300 % | 400 % |
| Утро | — | — | — | — | — | — | — |
| Вечер | 0,85 ÷ 0,9 | 0,65 ÷ 0,85 | 0,55 ÷ 0,8 | 0,45 ÷ 0,75 | 0,4 ÷ 0,75 | 0,3 ÷ 0.7 | 0,3 ÷ 0,7 |
С учетом однородности и высоких значений коэффициентов мощности нагрузок потребителей на напряжение 6÷10 кВ полная мощность на шинах источника питания приближенно может быть определена по выражению:
И =нб +, где нб – полная мощность нагрузки потребителей, формирующих максимум нагрузки данного источника питания;
− расчетные нагрузки других i потребителей или линий 6÷10 кВ отходящих от источника питания, кВА;
−определяется по табл. 2.8.
Расчетная нагрузка жилых зданий микрорайона ориентировочно определяется с помощью приведенных к шинам 0,4 кВ ТП удельных нагрузок, отнесенных к 1 м полезной площади квартир по выражению:
Рр д= Руд д, где Руд д – удельная расчетная нагрузка жилых домов на шинах 0,4 кВ ТП, принимаемая по табл. 2.8;
− суммарная полезная площадь жилых домов., питаемых от шин 0,4 кВ ТП, м.
Укрупненная расчетная нагрузка микрорайона, приведенная к шинам 0,4 кВ ТП, определяется по выражению:
Рр м р= (Руд д + Руд об), где Руд об – удельная нагрузка общественных зданий микрорайонного значений, принимаемая при установке в жилых домах электрических плит 2,6 Вт/м (в удельных нагрузках общественных зданий микрорайонного значения учтены предприятия торговли, питания, детские ясли-сады ,школы, аптеки и т. д.).
Таблица 2.8
Удельные расчетные нагрузки жилых домов на шинах 0,4 кВ ТП
| Этажность застройки | На природном газе | На твердом топливе | Электрические |
| плиты | |||
| 1−2 | 9,5/0,96… | 11,7/0,96 | 20/0,98 |
| 3−5 | 9,3/0,96 | 11,2/0,96 | 18,2/0,98 |
| 5 и более с долей квартир в домах выше 5 этажей: | |||
| 20 % | 10,2/0,94 | 12,2/0,94 | 19,8/0,97 |
| 50 % | 10,9/0,93 | 16,5/0,93 | 20,4/0,97 |
| 100 % | 12,0/0,92 | 18,0/0,92 | 21,5/0,96 |
2.2 Номинальные напряжения электроустановок
В современной отечественной системе электроснабжения городов применяются все виды номинального напряжения: от 0,4 до 330 кВ.[12]
Выбор вида напряжения при проектировании и расчете систем снабжения электроэнергией городов выполняется на основе рекомендаций с применением необходимых технико-экономических расчетов.
Напряжение до 1000 В. В соответствии с нормативами, при реконструкции или новом проектировании электросетей любого назначения необходимо применять линейное напряжение в 0,4 кВ.
Также в определенных организациях широко применяется напряжение в 660 В.
Напряжение 6÷10 кВ применяется для распределения электроэнергии от источников питания по прилегающей к ним территории города и для питания ТП 6÷20/0,4 кВ. С технической точки зрения возможность использования такого напряжения по передаваемым мощностям и по расстоянию передачи электрической энергии ограничивается:
1) сечением жил кабелей и проводов по условиям нагрева;
2) наибольшей допустимой потерей напряжения в сети.
Данные о пропускной способности линий и возможной дальностью передачи электрической энергии при напряжении 6÷10 кВ представлены в табл. 2.9.
Напряжение 110кВ и выше. Применяется в системе внешнего электроснабжения городов. Применять напряжения в 110 кВ и выше экономически целесообразно для снабжения электроэнергией в средних, больших и крупных городах. Напряжение 220 кВ целесообразно для снабжения электричеством крупнейших городов.[13]
Таблица 2.9
Технические возможности передачи электроэнергии по одной линии 6÷10 кВ
| Номинальное напряжение сети, кВ | Характеристика конструкции линии | Наибольшая передаваемая мощность до, МВА. | Наибольшие расстояния передачи, км (по потере напряжения при до) | ||
| Нормальные режимы | Послеаварийные режимы | Линия с одной нагрузкой | Линия с нагрузками, пятью равномерно распределенными по ее длине | ||
| 6 | Кабели S = 240 мм в земле | 4,2 | 5,45 | 4,55 | 7,6 |
| 6 | ВЛЭП, провода АС120 | 3,9 | 3,9 | 1,35 | 2,25 |
| 10 | Кабели S = 240 мм в земле | 6,15 | 8,0 | 8,35 | 13,9 |
| 10 | ВЛЭП провода АС120 | 6,5 | 6,5 | 2,25 | 3,75 |
2.3 Расчет нагрузок городских электроприемников
Расчет нагрузки состоит из определения ее значения на вводе к каждому потребителю и последующего нахождения нагрузки отдельного элемента сети.
Потребители электроэнергии городской сети условно разделяются на жилые дома и общественно коммунальные учреждения.[14]
Расчетная нагрузка жилого дома Рдом находятся: Ку– коэффициент участия в максимуме нагрузок.
Рдом= Ркв+ Ку * Рсил, Ку= 0,9, где Ркв, Рсил– расчетная активная нагрузка квартир и силовых электроприемников, приведенная к вводу жилого дома.
Ркв= Ру.кв * n; Рсил= Рлф+ Рдв,где Ру.кв– удельная расчетная нагрузка электроприемников квартир, зависящая от типа применяемых кухонных плит и числа квартир в жилом доме кВт/кВ, n- число квартир, Раф, Рдв– расчетная нагрузка лифтовых установок и электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других сан. тех устройств.
Итак, выполнив расчет электрических нагрузок всех наших потребителей, мы узнаем суммарную расчетную мощность (расчетный ток). Под этим понятием подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке сети.
Ррлф=Кслф
Pс-т=Кс.с-т с-т.у
где
Коэффициент спроса для двигателей насосов, вентиляторов и лифтов обозначается кратко -Кс, К’с – данный коэффициент вводится с учетом того, что в любой момент времени не все электроприборы будут потреблять свою полную мощность.
Установленная мощность электродвигателей i- го лифта и i-го насоса, вентилятора, обозначается — Рлфi; Рдвi..
Коэффициенты спроса лифтовых установок Кслф
| Число лифтовых установок | Число этажей жилого дома | |
| до 12 | более 12 | |
| 4…5 10 25 и больше | 0,7 0,5 0,35 | 0,8 0,6 0,4 |
Коэффициенты спроса электродвигателей санитарно-технических устройств Ксст
| Число электродвигателей | Ксст | Число электродвигателей | Ксст |
| 2 5 10 | 1 0,8 0,7 | 20 30 50 | 0,65 0,6 0,55 |
Заключение
Применение всех видов энергии с наименьшими потерями наиболее полным образом, а также создание наименее упрощенной схемы энергоемкого производства, является одной из главных задач проектирования новых промышленных объектов.
Это обеспечивается благодаря компенсации реактивной мощности, благодаря выравниванию суточного потребления электроэнергии, в соответствии с графиками, уменьшением величины простоя оборудования и др.
Эти задачи, согласно снабжению электрической энергией потребителей предполагают: увеличение уровня всех проектно-конструкторских разработок, внедрение в эксплуатацию наиболее надежного электрооборудования, уменьшение всех непроизводительных расходов электрической энергии во время ее передачи, распределения и потребления. Перед работниками электрических хозяйств безаварийная и наиболее безопасная эксплуатация систем относящихся к энергоснабжению и большому количеству электроприемников, ставит задачи различной сложности, по вопросам, касающимся техники безопасности и охраны труда.
Также стоит отметить, что существует 3 категории приемников.
1 категория электроприемников выполняет следующую функцию: при помощи приемников данной категории другие системы, которые остались без электропетания резервным питанием, и при помощи них другие системы продолжат свою работу. Существуют независимые ресурсы электрического питания, в их роли могут выступать соответствующие подстанции и секции.
2 категория обеспечивает электроэнергией соответствующие объекты с помощью двух независимых взаимно резервируемых источников питания.
3 категория электроприемников выполнят следующую функцию: при помощи приемников данной категории другие системы, которые остались без электропетания не более чем на сутки резервным питанием, и при помощи них другие системы продолжат свою работу.
Принимая во внимание имеющийся экономический спад производства, а также из-за усложнения структур связанных с системами энергоснабжения и ее развития, увеличиваются необходимые требования, касающиеся надежности и вопросов экономичности. Внедрение современных вычислительных машин и механизмов, требуют наиболее широких и необходимых профессиональных знаний. Развитие рыночной экономики заставляет повышать интерес к изучению и использованию экономических моделей и методик в сфере энергетики.
В процессе написания курсовой работы мы выяснили, что особенностями системы электроснабжения городов является:
1) Рекомендуется использование различных схем, содержащих наиболее малое количество различной аппаратуры, относящейся к защитной или коммутационной.
2) Рекомендуется применение трансформаторов рассчитанных на мощность имеющую величину 630кВт или намного меньшую. на ТП трансформаторы 630 кВа и меньшей мощности.
3) Следует применять КЛ с алюминиевыми жилами.
4) Рекомендуется применять нагрузки минимального режима в пределах к 20-30% от режима наибольших нагрузок.
5) При расчете сетей 10кВ необходимо проверить сеть в режиме наибольших и наименьших нагрузок, в послеаварийном режиме.
Цель и задачи данной работы были достигнуты.
Список использованной литературы
- Анчарова, Т.В. Электроснабжение и электрооборудование зданий и сооружений / Т.В. Анчарова, Е.Д. Стебунова, М.А. Рашевская. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2016. — 416 c.
- Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий: Учебное пособие / Э.А. Киреева. — М.: КноРус, 2013. — 368 c.
- Киреева, Э.А. Электроснабжение и электрооборудование организаций и учреждений: Учебное пособие / Э.А. Киреева. — М.: КноРус, 2018. — 240 c.
- Конюхова, Е.А. Электроснабжение объектов: Учебное пособие для среднего профессионального образования / Е.А. Конюхова. — М.: ИЦ Академия, 2013. — 320 c.
- Коробов, Г.В. Электроснабжение. Курсовое проектирование / Г.В. Коробов. — СПб.: Лань, 2014. — 192 c.
- Кудрин, Б.И. Электроснабжение потребителей и режимы: Учебное пособие / Б.И. Кудрин, — М.: Феникс, 2018. — 382 c.
- Мамошин, Р.Р. Электроснабжение электрифицированных железных дорог: учебник / Р.Р. Мамошин, А.Н. Зимакова. — М.: Альянс, 2016. — 296 c.
- Прокушев, Ю.А. Электроснабжение электрического транспорта 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие / Прокушев, Ю.А.. — М.: Юрайт, 2017. — 138 c.
- Плащанский, Л.А. Электроснабжение горного производства. Релейная защита / Л.А. Плащанский. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2013. — 299 c.
- Рождествина, А.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий (для бакалавров) / А.А. Рождествина. — М.: КноРус, 2013. — 368 c.
- Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение: Учебное пособие / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. — М.: РадиоСофт, 2013. — 328 c.
- Сибикин, Ю.Д. Электроснабжение / Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2013. — 328 c.
- Щербаков, Е.Ф. Электроснабжение. Курсовое проектирование: Учебное пособие / Е.Ф. Щербаков, Д.С. Александров, А.Л. Дубов. — СПб.: Лань, 2014. — 192 c.
- Янукович, Г.И. Электроснабжение сельского хозяйства. Курсовое и дипломное проектирование: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства» / Г.И. Янукович и до. — Мн.: ИВЦ Минфина, 2013. — 448 c.