Проектирование системы электроснабжения многоэтажного жилого здания. Часть 2.

---

Страницы:   1   2   3

---

2.3. Выбор мощности силовых трансформаторов

Выбор мощности трансформаторов производится исходя из расчётной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, допустимой перегрузки трансформаторов.

Так как представлены потребители I и II категории число трансформаторов не менее двух.

Мощность силовых трансформаторов должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех приёмников электроэнергии. При выборе мощности трансформаторов следует добиваться наиболее целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания приёмников при отключении одного из трансформаторов, причём нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна вызывать сокращения естественного срока службы.

Надёжность электроснабжения достигается установкой на подстанции двух трансформаторов, которые, как правило, работают раздельно.

Совокупность допустимых нагрузок, систематических или аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов, в основу расчёта которой положен тепловой износ изоляции трансформаторов. Если не учитывать нагрузочную способность трансформатора, то можно необоснованно завысить выбираемую установленную мощность, что экономически нецелесообразно.

Полная расчётная мощность составляет S_р=1233кВА cosφ=0.91.

При проектировании номинальную мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции принимают равной 0,7 прогнозируемого расчетного максимума нагрузки подстанции, при условии преобладания потребителей II категории надежности. В этом случае при аварии с одним трансформатором электроснабжение потребителей обеспечивают за счет перегрузки на 40% оставшегося в работе трансформатора.

Мощность выбираемого трансформатора будет составлять:

где S_р – полная расчетная мощность, кВА;

коэффициент загрузки трансворматора — Кз=0,7;

число трансформаторов n=2.

Получаем:

По шкале мощности трансформаторов выбираем трансформатор на 1000кВА.

Проверим возможность работы в аварийном режиме:

Возможность работы в аварийном режиме очевидна S_р<S_ном.тр. Выбираем трансформатор ТМГ-1000-6/0,4кВ.

Основные технические характеристики ТМГ-1000-6/0,4кВ:

Номинальная мощность трансформаторов Р_н = 1000 кВА

Номинальное напряжение первичное U_вн =6кВ

Среднее номинальное напряжение первичное U_ср.вн =6,3кВ

Номинальное напряжение вторичное U_нн =0,4кВ

Схема соединения обмоток ∆/У_н-11

Потери холостого хода ∆Р_хх=1,6кВт

Мощность потерь короткого замыкания Р_кз=10,8кВТ

Напряжение короткого замыкания U_кз=5,5%.

Потери напряжения во вторичных обмотках  силовых трансформаторах определяют:

где коэффициент загрузки трансформатора получают:

U_ка, U_кр  — активная и индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания трансформатора:

2.4. Выбор сечения шинопровода

Исходя условий выбора сечения шинопровода по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным током нагрузки: Ip ≤ Iн

где I_н – номинальный ток шинопровода, принимаем магистральный шинопровод ШМА68П.

1873,2 А ≤ 2500 А

Условие соблюдается.

Потери напряжения в шинопроводах определяют по формуле:

где  — Расчетный ток нагрузки для кабельных линий, А;

l — длина отрезков линии от источника питания до места приложения нагрузки, км.

U_ном — номинальное напряжение сети, В;

x₀— удельное активное сопротивление шинопровода, Ом/км;

r₀— удельное индуктивное сопротивление шинопрвода, Ом/км.

Таким образом, потери напряжения в шинопроводе ШМА68П составят:

2.5. Выбор схемы электроснабжения

Электроснабжение многоквартирного жилого дома осуществляется от двухтрансформаторной подстанции 2БКРТП-6/0,4кВ проходного типа с мощностью трансформаторов 1000 кВА.

В многоквартирном жилом доме установлены потребители I и II категории, следовательно, при любой аварии все они должны быть резервно запитаны по другим линиям, трансформаторам.

Для электроснабжения потребителей I и II категории применяется радиальная схема питания. Радиальные схемы обладают высокой надежностью. Недостатком схемы является то, что при аварийном отключении питающей линии может оказаться обесточенной большая группа потребителей. Этот недостаток устраняется применением резервирования.

Электроснабжение 2БКРТП-6/0,4кВ осуществляется по двум кабельным линиям КЛ-6кВ от РП-228. Ввод высшего напряжения на подстанцию выполняют через шкаф ввода ВН, содержащий выключатель нагрузки. Необходимость установки аппаратуры – создание видимого разрыва (при осмотрах и ремонтных работах). Схема электроснабжения многоквартирного жилого дома представлена в Приложении 2.

Трассу кабельной линии выбирают с учетом наименьшего расхода кабеля и обеспечения его сохранности от механических повреждений, коррозии и вибрации. Для прокладки КЛ-0,4кВ применяются четырехжильные кабели с алюминиевыми жилами, с изоляцией из силанольшитого полиэтилена, бронированных стальными лентами, с наружным защитным покровом из полиэтилена марки АПвБШп. Металлическая оболочка кабелей обладает необходимой стойкостью к механическим  воздействиям, а также стойкостью к тепловым и механическим воздействиям при эксплуатационно-ремонтных работах. Бронированные кабели, а также кабельные конструкции, на которых прокладывается кабель должны быть заземлены или занулены в соответствии с требованиями приведенными в гл. 1.7 ПУЭ.

2.6. Выбор сечений питающих кабелей

Сечение кабелей определяют, исходя из допустимого нагрева с учетом аварийного режима и отклонения напряжения. Проводники любого назначения должны удовлетворять требованиям в отношении допустимого нагрева, с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов. Сечение кабеля по нагреву выбирают при условии передачи всей нагрузки по одному кабельному вводу.

На кабели в зависимости от их конструкции, напряжения, на которое они рассчитаны, материала и сечения жил, а также от условий прокладки (в земле, воде, воздухе) Правилами устройства электроустановок установлены длительно допустимые токовые нагрузки.

С соответствии с ПУЭ, длительно допустимая токовая нагрузка для одиночных кабелей, проложенных в трубах (в земле), такая же, как и для кабелей, проложенных в воздухе, с учетом поправочного коэффициента на температуру почвы. При смешанной прокладке в земле (без труб и в трубах) допустимые токовые нагрузки принимают для участка трассы с наихудшими тепловыми условиями, если длина его более 10 метров. При прокладке нескольких кабелей в траншее длительно допустимые токовые нагрузки уменьшают, вводя поправочные коэффициенты.

Сечение по допустимому нагреву выбирают по условию:

где I_р – максимальный расчетный ток нагрузки, А;

I_д – длительно допустимый ток, А;

0,92 – поправочный коэффициент для четырехжильных кабелей.

К₁ — поправочные коэффициенты на токи для кабелей, в зависимости от температуры земли и воздуха. Согласно таблице 1.3.3 ПУЭ определяем К₁=1,09.

К₂ — поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле (в трубах или без труб);

К₃ — поправочный коэффициент на допустимый длительный ток для кабелей, проложенных в земле, в зависимости от удельного сопротивления земли. В районе прокладки кабеля песчанно-глинистая почва (суглинок) влажностью более 1%. Согласно таблице 1.3.23 ПУЭ определяем К₃=1,05.

Таким образом, пропускная способность кабельной линии питания от РУ 0,4кВ 2БКРТП 6/0,4кВ до ГРЩ-1 многоквартирного жилого дома, выполненной кабелем 2(АПвБШп 4х120мм):

Условие соблюдается.

Пропускная способность кабельной линии питания от РУ 0,4кВ 2БКРТП 6/0,4кВ до ГРЩ-2 многоквартирного жилого дома, выполненной кабелем 2(АПвБШп 4х150мм):

Условие соблюдается.

Пропускная способность кабельной линии питания от РУ 0,4кВ 2БКРТП 6/0,4кВ до ГРЩ-3 многоквартирного жилого дома, выполненной кабелем 2(АПвБШп 4х185мм):

Условие соблюдается.

Пропускная способность кабельной линии питания от РУ 0,4кВ 2БКРТП 6/0,4кВ до ГРЩ-4 многоквартирного жилого дома, выполненной кабелем 3(АПвБШп 4х150мм):

Условие соблюдается.

Пропускная способность кабельной линии питания от РУ 0,4кВ 2БКРТП 6/0,4кВ до ГРЩ-5 многоквартирного жилого дома, выполненной кабелем 3(АПвБШп 4х150мм):

Условие соблюдается.

Таким образом, принимаем кабельные линии 0,4кВ:

— направлением 2БКРТП 6/0,4кВ – ГРЩ-1, две взаиморезервируемые линии кабелем 2(АПвБШп-4х120) – W1 1.1-1.2

— направлением 2БКРТП 6/0,4кВ – ГРЩ-2, две взаиморезервируемые линии кабелем 2(АПвБШп-4х150)- W1 2.1-2.2

— направлением 2БКРТП 6/0,4кВ – ГРЩ-3, две взаиморезервируемые линии кабелем 2(АПвБШп-4х185) – W1 3.1-3.2

— направлением 2БКРТП 6/0,4кВ – ГРЩ-4, две взаиморезервируемые линии кабелем 3(АПвБШп-4х150) – W1 4.1-4.2

— направлением 2БКРТП 6/0,4кВ – ГРЩ-5, две взаиморезервируемые линии кабелем 3(АПвБШп-4х150) – W1 5.1-5.2.

Линии питания щитов ЩНО 1-3 от ГРЩ-1-3 выполняются 5-ти жильными кабелями марки ВВГнг.  Кабельные линии наружного освещения 5-ти жильными кабелями марки АВВГ, проложенными в траншее в гибкой двустенной гофрированной трубе. В связи, с небольшой токовой нагрузкой сечение кабелей наружного освещения выбирается по потере  напряжения.

2.7. Проверка сечений питающих кабелей по потере напряжения

В соответствии с ГОСТ Р 50571.5.52-2011 потери напряжения в электроустановках зданий не должны превышать 4 % от номинального напряжения установки.

Величина потерь напряжения определяется по формуле:

для трехфазной сети:

где  — Расчетный ток нагрузки для кабельных линий, А;

l — длина отрезков линии от источника питания до места приложения нагрузки, км.

U_ном — номинальное напряжение сети, В;

x₀— удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

r₀— удельное индуктивное сопротивление кабеля, Ом/км.

Расчеты потери напряжения в питающей линии будем производить на примере ГРЩ1, остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Величина потери напряжения КЛ-0,4кВ

Таблица 3. Расчет потерь напряжения в питающих линиях ГРЩ1-5.

 

2.8. Расчет токов короткого замыкания

Расчет выполняется с целью выбора коммутационной аппаратуры, шинопроводов, кабелей и другого электрооборудования, а также проверки чувствительности защит.

Основные технические характеристики ТМГ-1000-6/0,4кВ:

Номинальная мощность трансформаторов S_ном.тр=1000кВА;

Номинальное напряжение первичное U_вн =6кВ;

Среднее номинальное напряжение первичное U_ср.вн=6,3кВ;

Номинальное напряжение вторичное U_нн=0,4кВ;

Схема соединения обмоток ∆/У_н-11;

Потери холостого хода ∆Р_хх=1,6кВт;

Мощность потерь короткого замыкания Р_кз=10,8кВт;

Напряжение короткого замыкания U_кз=5,5%;

Шинопровод ШМА68П.

Для расчёта токов короткого замыкания (КЗ) составляется схема замещения электроснабжения (рисунок 1). На схеме отмечают все вероятные точки КЗ.

Сопротивление системы учитывается эквивалентным индуктивным сопротивлением в схеме замещения прямой последовательности по формуле:

где U_ср.НН — среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

U_ср.ВН — среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

I_{откл.ном} — номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора цепи, кА.

Трансформатор

Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (r_т, х_т) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

где S_ном.тр— номинальная мощность трансформатора, кВА;

Р_кз — потери короткого замыкания в трансформаторе (по паспортным данным завода-изготовителя), кВт;

U_НН — номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;

U_кз — напряжение короткого замыкания трансформатора (по паспортным данным завода-изготовителя), %

Тогда:

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов с соединением обмоток «треугольник-звезда» принимаем равным активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности:

r_от=1,73мОм

х_от=8,62мОм

Автоматический выключатель:

QF1: r_кв=0,14мОм; х_кв=0,08мОм.

Сопротивления первичных обмоток многовитковых

трансформаторов тока

ТА1,ТА2,ТА3: r_ТА=0,05мОм; х_ТА=0,02мОм.

Активное и индуктивное сопротивления шинопровода:

r_ш=0,020×10=0,2мОм; x_ш=0,02×10=0,2мОм.

Активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности фазы шинопровода принимаем

r_0ш=0,07×10=0,7мОм/м

x_0ш=0,045×10=0,45мОм/м

Активное сопротивление болтовых контактных соединений:

r_к = 0,002×4 = 0,008 мОм.

Автоматический выключатель:

QF2: r_кв=0,65мОм; х_кв=0,17мОм.

Кабельная линия W1 1.1 2х(АПвБШп4х120) :

r_кл=0,32/2*70=11,2мОм; х_кл=0,056/2*70=2,0мОм

r_0кл=1,96/2*70=68,6мОм; х_0кл=0,742/2*70=25,68мОм

Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока короткого замыкания определяется:

Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока короткого замыкания в точке к-1:

Значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от системы рассчитывают по формуле:

Значение периодической составляющей тока однофазного КЗ в точке к-1:

Значение ударного тока короткого замыкания определяется по формуле:

где К_уд – ударный коэффициент, зависящий от отношения активного и индуктивного сопротивлений в точке КЗ:

Начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока короткого замыкания в точке к-2:

Значение периодической составляющей тока однофазного КЗ в точке к-2:

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4.

 

2.9. Проверка правильности выбора защитной аппаратуры

Проверка автоматических выключателей по отключающей способности выполняется по условию:

где I₀ – отключающая способность аппарата защиты, кА;

I_к⁽³⁾ – ток трехфазного КЗ на выходе аппарата защиты, кА.

Проверка правильности выбора автоматических выключателей по чувствительности действия защит расцепителей:

где I_к⁽¹⁾ – ток однофазного КЗ на выходе аппарата защиты, кА;

I_нр – номинальный ток расцепителя, кА

Автоматический выключатель ВА 50-45 Про П с МРТ-45 Про 3200А I_н∙0,98=3136А;  I_нр∙1,5=4704А;  I₀=48кА.

Автоматический выключатель ВА 50-43 Про П с МРТ-43 Про 630А I_н∙0,6=378А;  I_нр∙5=1890А;  I₀=25кА.

Автоматический выключатель ВА 50-43 Про П с МРТ-43 Про 630А I_н∙0,6=378А;  I_нр∙5=1890А;  I₀=25кА.

Автоматический выключатель ВА 50-43 Про П с МРТ-43 Про 630А I_н∙0,7=441А;  I_нр∙4=1764А;  I₀=25кА.

Автоматический выключатель ВА 50-43 Про П с МРТ-43 Про 630А I_н∙0,95=598,5А;  I_нр∙3=1795,5А;  I₀=25кА.

Автоматический выключатель ВА 50-43 Про П с МРТ-43 Про 630А I_н∙0,9=567А;  I_нр∙3=1701А;  I₀=25кА.

Выбранные автоматические выключатели соответствуют условиям отключающей способности и проходят проверку по чувствительности рацепителя.

2.10. Распределительные сети многоквартирного жилого дома

Главные распределительные щиты устанавливаются на первом этаже здания в помещениях электрощитовых.

Для распределения электроэнергии и защиты вводов в квартиры на каждом этаже  предусмотрены навесные совмещенные этажные щитки (ЩРЭ) с клеммниками защитного заземления. Верх щитков не должен превышать 2м. от уровня пола.

В квартирах устанавливается квартирный щиток (ЩК) навесного типа на 5 авт. выключателей (4шт. на 16А/220В, 1шт. на 40А/220В). Кухонные розетки подключаются к отдельной группе. На групповых линиях питания ванной и санузла устанавливаются УЗО-30мА, 220В. Счетчики устанавливаются электронные, двухтарифные, 220В. Схема ЩК и ЩРЭ представлена на рисунке 2.

В передней квартир над входной дверью устанавливается электрический звонок напряжением 220.

В квартирах высота установки от пола принята:

а) выключателей, блоков                                                                             — 0,9м

б) штепсельных розеток в комнатах                                                        — 0,3м

в) штепсельных розеток на кухне, в ванной                                           — 1,1м

г) звонковых кнопок на лестницах рядом с наличником дверей    — 1,5м

Расчеты электрических нагрузок для электропотребителей квартир представлены в таблице 5.

Таблица 5. Расчет электрических нагрузок ЩК.

 

Выбор сечения кабелей распределительной сети выполнен по допустимому нагреву от длительно протекающего тока нагрузки и проверены по потере напряжения и на соответствие выбранному аппарату защиты, в рамках данного не рассматривается.

2.11. Электроосвещение

В помещениях жилого дома устанавливается система общего равномерного искусственного освещения. Проектом предусматривается рабочее, аварийное безопасности, эвакуационное освещение.

Рабочее освещение выполняется во всех помещениях.

Аварийное освещение безопасности выполняется в помещениях ИТП, электрощитовых, машинных отделениях лифтов и насосных, венткамерах, в лифтовых холлах, этажных коридорах, в незадымляемых лестничных клетках.

Эвакуационное освещение выполняется в лифтовых холлах, у выходов.

Автоматическое включение и отключение рабочего и эвакуационного освещения лестничных клеток, имеющих естественное освещение, входов в подъезды, производится по системе диспетчеризации. При неисправности системы, ручное управление осуществляется пакетными выключателями.

Управление наружным освещением предусмотрено:

— дистанционное  — с диспетчерского пульта;

— ручное (местное) – непосредственно со щитов ЩНО1-3, с помощью кнопок.

— автоматическое – с помощью реле времени. Схема щита наружного освещения представлена на рисунке 3.

Освещение выполняется светильниками с люминесцентными лампами и компактными люминесцентными лампами. Выбор типов светильников производится с учетом характера их светораспределения, экономической эффективности и условий окружающей среды, в рамках данного не рассматривается.

 

---

Страницы:   1   2   3

---