В данном дипломном проекте рассматривается электроснабжение административно торгового комплекса (АТК).
Целью проектирования является надёжное и качественное электроснабжение данного объекта в который входят: главный офис компании сотовой связи «БайкалВестКом», Административно-Торговый центр «Сезон» и магазин «Эльдорадо». Внешнее электроснабжение 10кВ обеспечивает ГПП Кировская расположенная в одном километре от данного объекта. Прокладка питающих кабелей осуществляется в траншее, длина которых из за специфики городских условий составляет 1,76км. Объект имеет потребителей I и II категории.
Рассматривается два варианта внешнего электроснабжения: смешанный вариант состоит из радиальной и двухлучевой схемы и вариант подключения по двухлучевой схеме. Из двух вариантов выбирается наиболее экономичный по капиталовложениям.
В результате внедрения современного электротехнического оборудования, снижаются затраты на потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты на техническое обслуживание электросетей, улучшатся условия работы эксплуатационного персонала.
В проекте произведен расчет электрических нагрузок. На основе проведенного расчета и анализа существующей схемы рассчитана релейная защита.
Компенсация реактивной мощности для электроприемников проектируемых общественных зданий не производится в соответствии с СН 532-82.
В проекте также представлены разделы экономики и безопасности жизнедеятельности, где рассматриваются задачи организации труда, стоимость электрооборудования и электромонтажных работ, вопросы охраны труда работников, безопасных методов производства электромонтажных работ. Проектируемый объект не имеет вредных выбросов в атмосферу или отходов загрязняющих окружающую среду и является экологически безопасным.
1. Общая характеристика проектируемого объекта
сеть трансформатор подстанция нагрузка
АТК расположен в центре г. Иркутска в правобережном районе по адресу ул. Горького, 42 ул. Свердлова, 36. Рядом с объектом расположены жилые дома и другие административные и общественные здания, часть которых в случае неполадок в питающей их электросети возможно подключить к проектируемому объекту при установке дополнительного оборудования. Наличие электрических мощностей предусматривает возможность в перспективе строительство ещё одного административного здания АТК и расширения сферы предоставляемых услуг.
Главный офис компании сотовой связи «БВК» производит управления филиалами и обработкой информации поступающей со своих станций связи и имеет потребители I и II категории. Для безперебойной работы I категории предусматривается дополнительный дизель генератор мощностью 150кВт питающий помимо своих потребителей ещё и аварийное освещение на основных путях передвижения людей Т.Ц.«Сезон».
Выпускной квалификационной работы «Разработка проекта электроснабжения ...
... Объектом исследования является многоквартирный жилой дом. Предметом исследования является электрооборудование многоквартирного жилого дома. 5 БР.44.03.04.686.2018 Цель работы – выполнить проект электроснабжения многоквартирного жилого дома. Задачи работы: ... дома на расстоянии 300 м. Жилой дом по надежности электроснабжения относятся к третьей категории, ... горючих материалов; количество квартир — 24. 7 ...
Продолжительность рабочего дня электротехнического персонала главного офиса «БВК» 8 часов и ночные дежурства.
Т.Ц. «Сезон» осуществляет торговлю продуктами питания, одеждой, обувью, товарами общего потребления, имеется сеть кафе два ресторана, спортивные товары, «Связь Банк», «ВТБ» банк, магазин золотых изделий «Алмаз», филиал сотовй связи «БВК», компьютерный магазин «ДНС». Оказывает услуги: по ремонту одежды, обуви, изготовлению ключей и т.д. Т.Ц.«Сезон» предоставляет в аренду торговые и офисные помещения. Режим работы одинадцати часовой для покупателей. Обслуживающий электртехнический и другой персонал 8 и 12 часовй рабочий день (в зависимости от рода деятельности), а также суточные дежурства.
Магазин «Эльдорадо»: Бытовое электрооборудование, промтовары, товары сотовой связи, фото-видео техника, компьютеры, музыкальные товары. Продолжительность рабочего дня обслуживающего персонала составляет 10 часов 7 дней в неделю по скользящему графику.
2. Электроснабжение (основная часть)
2.1 Исходные данные по проекту, Данные по составу электронагрузок
Магазин «Эльдорадо»:
Электрическое освещение, бытовые розетки, кондиционеры, тепловые завесы, вентиляционные установки.
Центральный офис «БВК»:
Электрическое освещение, бытовые розетки, кондиционеры, тепловые завесы, вентиляционные установки, лифты.
ТЦ «Сезон»:
Электрическое освещение, бытовые розетки, кондиционеры, тепловые завесы, вентиляционные установки, лифты, эскалаторы, холодильники, электрические печи, водяные повысительные насосы.
Данные по характеру производства
Магазин «Эльдорадо»:
Бытовое электрооборудование, промтовары, товары сотовой связи, фото-видео техника, компьютеры, музыкальные товары.
Технические помещения S=184 мІ
Подсобные помещения S=387 мІ
Торговые площади S=4994 мІ
Общая площадь помещений S=5565 мІ
Центральный офис «БВК»:
Управление сотовой связью.
Технические помещения S=235 мІ
Офисные помещения S=2885 мІ
Общая площадь помещений S=3120 мІ
ТЦ «Сезон»:
Торговое предприятие с административными помещениями
Продовольственные товары Sпом= 1689 мІ
Промтовары Sпом=1202 мІ
Вещевой пынок Sпом=5649 мІ
Офисные помещения Sпом=3868 мІ
Цокольный этаж (комуникации) Sпом=2462 мІ
Подсобные помещения Sпом=764 мІ
Общая площадь S=15643 мІ
Условия среды нормальные.
Категория пожарной безопасности В1 [1]
Требования к надёжности
ТЦ «Сезон»: Надёжность электроснабжения — I и II [2]
Категория молниезащиты — III [3]
Магазин «Эльдорадо»: Надёжность электроснабжения — I и II
Центральный офис «БВК»: Надёжность электроснабжения — I и II
Для безперебойной работы электроприёмников особой группы предусмотрена аккумуляторная установка и дизельгенератор.3.1.4 Метрологические данные
1 Климатические параметры
СРЕДНЯЯ МЕСЯЧНАЯ И ГОДОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА, °С
Республика, край, область, пункт |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
Иркутск |
-20,6 |
-18,1 |
-9,4 |
1,0 |
8,5 |
14,8 |
17,6 |
15,0 |
8,2 |
0,5 |
-10,4 |
-18,4 |
-0,9 |
|
КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА ГОД
Республика, край, область, пункт |
Барометрическое давление, гПа |
Температура воздуха, С, обеспеченностью 0,95 |
Температура воздуха, С, обеспеченностью 0,98 |
Средняя максимальная температура воздуха наиболее теплого месяца, С |
Абсолютная максимальная температура воздуха, С |
Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее теплого месяца, С |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца, % |
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч наиболее теплого месяца, % |
Количество осадков за апрель-октябрь, мм |
Суточный максимум осадков, мм |
Преобладающее направление ветра за июнь-август |
Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, м/с |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
Иркутск |
955 |
21,8 |
25,6 |
24,7 |
36 |
13,4 |
74 |
58 |
402 |
82 |
ЮВ |
2,2 |
|
Температура воздуха наиболее холодных суток, °С, обеспеченностью |
Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью |
Температура воздуха, °С, обеспеченностью 0,94 |
Абсолютная минимальная температура воздуха, °С |
Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца, °С |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, % |
Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/ |
Средняя скорость ветра, м/с, за период со средней суточной темпера турой воздуха 8 С |
||||||
0,98 |
0,92 |
0,98 |
0,92 |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
15 |
19 |
20 |
|||
Иркутск |
-40 |
-38 |
-38 |
-36 |
-26 |
-50 |
10,5 |
80 |
2,9 |
2,3 |
|||
Песчанно-глинистая почва (суглинок) влажностью 12-14%.
Удельное сопротивление грунта 80 Ом·м
Климатическая зона для Иркутска I
Климатический коэффициент для Иркутска =1,9 [5]
2 Интенсивность грозовой деятельности [3]
Среднегодовая продолжительность гроз, ч |
Удельная плотность ударов молнии в землю n, 1/(км2·год) |
|
10 — 20 |
1 |
|
20 — 40 |
2 |
|
40 — 60 |
4 |
|
60 — 80 |
5,5 |
|
80 — 100 |
7 |
|
100 и более |
8,5 |
|
Для Иркутска среднегодовая продолжительность гроз, ч от 20 до 40.
Карта грозовой активности [7]
3 Границы глубин промерзания грунта
Для Иркутска 130-210см. [8]
Данные по токам на шинах источников питания
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/diplomnaya/elektrosnabjenie-torgovogo-tsentra/
При отсутствии данных о токе КЗ от удаленной части электроэнергетической системы минимально возможное значение результирующего эквивалентного сопротивления Хс можно оценить, исходя из параметров выключателей, установленных на узловой подстанции, т.е. принимая в формулах ток КЗ от удаленной части системы Iс равным номинальному току отключения этих выключателей. [9]
В качестве источника питания используется ГПП Кировская находящаяся в Правобережном районе г.Иркутска. На шинах которой (U=10кВ) установлен вакуумный выключатель (ВБПВ-10- 12,5/630 У3).
Номинальный ток 630А, время отключения 0,03с, номинальный ток отключения 12,5кА. Время выдержки защиты 0,7с.
Результирующее эквивалентное сопротивление системы Хс
Для потребителей жилых и общественных зданий компенсация реактивной нагрузки, как правило, не требуется. [2]
2.2 Расчёт распределительных сетей
2.2.1 Расчёт электрических нагрузок
Найдём расчётную электрическую нагрузку административно торгового комплекса. Наименование электроприёмников и их общие установленные мощности приведены в таблицах 3.1; 3.2 и 3.3. Мощности по каждому электроприёмнику в отдельности и их количество приведены в таблицах 2.4, 2.7 и 2.8.
Таблица 2.1
Наименование |
Суммарная |
|
электроприёмников |
установленная мощность, |
|
«Т.Ц.Сезон» |
кВт |
|
Освещение |
399 |
|
Бытовые розетки |
126 |
|
Тепловые завесаы |
315 |
|
Вентсистема |
304 |
|
Кондиционеры |
315 |
|
Эскалаторы |
24 |
|
Лифты |
31,2 |
|
Холодильные витрины |
72 |
|
Всего |
1586,2 |
|
электроприёмников |
Установленная мощность, |
|
«Эльдорадо» |
кВт |
|
Освещение |
104,5 |
|
Бытовые розетки |
36,1 |
|
Тепловаые завесаы |
72 |
|
Вентсистема |
186 |
|
Кондиционеры |
84 |
|
Всего |
482,6 |
|
Таблица 2.2
Наименование |
Суммарная |
|
электроприёмников |
Установленная мощность, |
|
«БВК» |
кВт |
|
Освещение |
55,2 |
|
Бытовые розетки |
24 |
|
Тепловаые завесаы |
90 |
|
Вентсистема |
96,5 |
|
Кондиционеры |
78 |
|
Лифты |
15,6 |
|
Всего |
359,3 |
|
1. Расчёт на примере Т.Ц «Сезон»
Разбиваем электроприемники на группы с учетом технологического цикла и режима работы, определяем в соответствии с режимом работы ЭП коэффициент использования Ки. (расчётная таблица 3.4)
Определяем средневзвешенный коэффициент использования [16]:
для гр.№1
Определяется эффективное число электроприемников:
В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников , определяется коэффициента расчетной нагрузки равный . Определяется по [16]
Средняя активная (или реактивная) мощность группы равна сумме средних активных (или реактивных) мощностей входящих в группу ЭП:
;
Расчетная активная мощность групп ЭП напряжением до 1 кВ
Средневзвешаный
Расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:
Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависитмости от nэ:
- при nэ 10 Qр= 1.1 Qс;
- при nэ >10 Qр= Qс
Qр= 1 ·165,82=165,82кВАр
Полная нагрузка группы составит:
Расчётный ток
Рассчитываем мощность ЭП для остальных групп и сводим в таблицу 3.4.
Таблица расчёта нагрузок Т.Ц.Сезон
Исходные данные |
Средняя мощность группы ЭП |
Эффективное число электроприемников |
Коэффициент расчетной нагрузки |
Расчетная мощность |
Расчетный ток |
||||||||||
По заданию технологов |
По справочным данным |
Активная |
Реактивная |
Активная |
Реактивная |
Полная |
|||||||||
коэффициент |
|||||||||||||||
Наименование характерных электроприемников подключенных к узлу питания |
Количество ЭП |
Номинальная установленная мощность |
Использования |
Активной мощности |
Реактивной мощности |
||||||||||
Одного ЭП |
Общая раб/рез |
||||||||||||||
Р уст, кВт |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
tgц |
Рс, кВт |
Qc, квар |
nэ |
кр |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
Iр, А |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
||
Гр. №1 |
|||||||||||||||
Светильник ARS/R 4х18 |
3961 |
0,072 |
285,2 |
0,90 |
0,92 |
0,43 |
256,67 |
109,34 |
|||||||
Светильник люм.2х36 |
264 |
0,072 |
19,0 |
0,90 |
0,92 |
0,43 |
17,11 |
7,29 |
|||||||
Светильник люм. Line 1х28 |
1353 |
0,028 |
37,9 |
0,90 |
0,95 |
0,33 |
34,10 |
11,21 |
|||||||
Светильник люм.2х26 |
365 |
0,052 |
19,0 |
0,90 |
0,92 |
0,43 |
17,08 |
7,28 |
|||||||
Прожектор МГЛ 150 |
70 |
0,15 |
10,5 |
0,90 |
0,85 |
0,62 |
9,45 |
5,86 |
|||||||
Светильник точечный 1х35 |
788 |
0,035 |
27,6 |
0,90 |
1 |
0,00 |
24,82 |
0,00 |
|||||||
Бытовые розетки |
2100 |
0,06 |
126,0 |
0,60 |
0,95 |
0,33 |
75,60 |
24,85 |
|||||||
Итого по Гр. №1 |
8901 |
0,469 |
525,14 |
0,83 |
0,93 |
0,38 |
434,83 |
165,82 |
7002 |
1 |
434,83 |
165,82 |
465,37 |
707,06 |
|
Гр. №2 |
|||||||||||||||
Тепловая завеса |
8 |
18 |
144 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
115,20 |
37,86 |
|||||||
Тепловая завеса |
6 |
9 |
54 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
43,20 |
14,20 |
|||||||
Тепловая завеса |
2 |
24 |
48 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
38,40 |
12,62 |
|||||||
Тепловая завеса |
3 |
15 |
45 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
36,00 |
11,83 |
|||||||
Тепловая завеса |
4 |
6 |
24 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
19,20 |
6,31 |
|||||||
Итого по Гр. №2 |
23 |
72 |
315 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
252,00 |
82,83 |
23 |
1 |
252,00 |
82,83 |
265,26 |
403,03 |
|
Таблица расчёта нагрузок Т.Ц.Сезон
Гр. №3 |
|||||||||
Вентсистема эл.нагрев |
2 |
15 |
30 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
19,50 |
6,41 |
|
Вентсистема эл.нагрев |
3 |
9 |
27 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
17,55 |
5,77 |
|
Вентсистема эл.нагрев |
5 |
21 |
105 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
68,25 |
22,43 |
|
Вентсистема эл.нагрев |
3 |
34 |
102 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
66,30 |
21,79 |
|
Вентсистема водяная |
20 |
2 |
40 |
0,65 |
0,8 |
0,75 |
26,00 |
19,50 |
|
Итого по Гр. №3 |
33 |
81 |
304 |
0,65 |
0,93 |
0,38 |
197,60 |
75,90 |
|
Гр. №4 |
|||||||||
Кондиционер |
12 |
6 |
72 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
36,00 |
22,31 |
|
Кондиционер |
3 |
52 |
156 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
78,00 |
48,34 |
|
Кондиционер |
1 |
36 |
36 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
18,00 |
11,16 |
|
Кондиционер |
3 |
17 |
51 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
25,50 |
15,80 |
|
Итого по Гр. №4 |
19 |
111 |
315 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
157,50 |
97,61 |
|
Гр. №5 |
|||||||||
Эскалатор |
2 |
6,5 |
13 |
1,00 |
0,6 |
1,33 |
13,00 |
17,33 |
|
Эскалатор |
2 |
5,5 |
11 |
1,00 |
0,6 |
1,33 |
11,00 |
14,67 |
|
Лифт |
4 |
7,8 |
31,2 |
0,20 |
0,6 |
1,33 |
6,24 |
8,32 |
|
Холодильные витрины |
160 |
0,45 |
72 |
0,80 |
0,65 |
1,17 |
57,60 |
67,34 |
|
Итого по Гр. №5 |
168 |
20,25 |
127,2 |
0,69 |
0,63 |
1,23 |
87,84 |
107,66 |
|
итого по 0,4кВ |
9144 |
284,7 |
1586,3 |
0,71 |
0,91 |
0,47 |
1129,77 |
529,82 |
|
потери в тр-рах |
|||||||||
потери в лини |
|||||||||
итого приведенная к 10 кВ |
|||||||||
Мощность нагрузки приведенная к шинам 0,4кВ ТП составляет:
Определим Кз трансформатора по скорректированным расчётным данным
Коэффициент загрузки:
Активные и реактивные потери в ТП определяются по формулам:
- где — активные потери холостого хода, кВт;
- активные потери КЗ, кВт;
- коэффициент загрузки;
- ток КЗ в процентах;
- напряжение КЗ в процентах.
Трансформатор |
Потери Вт. ХХ |
Потери Вт. КЗ |
Ток ХХ% |
Напряжение КЗ% |
|
ТМГ 1000 кВА |
1550 |
10200 |
2 |
5,5 |
|
Для n параллельно работающих трансформаторов:
Полную расчетную мощность с учётом потерь в трансформаторах, приведенная к шинам РУ 10 кВ ТП. внесём в таблицу 3.7.
ТП1-«Т.Ц.Сезон», ТП2-«БВК», ТП3-«Эльдорадо»
Sр |
Количество трансформаторов |
Трансформатор ТМГкВА |
Потери кВт. ХХ |
Потери кВт. КЗ |
Ток ХХ% |
Напряжение КЗ% |
Кз Трансформатора |
?Р |
?Q |
Sпр к 10кВ |
||
ТП-2 |
265,1 |
2 |
250 |
0,55 |
3,1 |
2,3 |
4,5 |
0,513 |
1,51 |
12,98 |
272,1 |
|
ТП-3 |
366,2 |
2 |
400 |
0,8 |
5,5 |
2,1 |
4,5 |
0,442 |
2,14 |
18,56 |
375,8 |
|
ТП-1 |
1129,8 |
2 |
1000 |
1,55 |
10,2 |
2 |
5,5 |
0,596 |
5,19 |
51,26 |
1300,1 |
|
Расчётная мощность центрального офиса «БВК»
Исходные данные |
Средняя мощность группы ЭП |
Эффективное число электроприемников |
Коэффициент расчетной нагрузки |
||||||||
По заданию технологов |
По справочным данным |
Активная |
Реактивная |
||||||||
коэффициент |
|||||||||||
Наименование характерных электроприемников подключенных к узлу питания |
Количество ЭП |
Номинальная установленная мощность |
Использования |
Активной мощности |
Реактивной мощности |
||||||
Одного ЭП |
Общая раб/рез |
||||||||||
Р уст, кВт |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
tgц |
Рс, кВт |
Qc, квар |
nэ |
кр |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
Гр. №1 |
|||||||||||
Светильник ARS/R 4х18 |
766 |
0,072 |
55,2 |
0,90 |
0,92 |
0,43 |
49,64 |
21,15 |
|||
Бытовые розетки |
400 |
0,06 |
24,0 |
0,60 |
0,95 |
0,33 |
14,40 |
4,73 |
|||
Итого по Гр. №1 |
1166 |
0,132 |
79,15 |
0,81 |
0,93 |
0,40 |
64,04 |
25,88 |
1166 |
1 |
|
Гр. №2 |
|||||||||||
Тепловая завеса |
4 |
18 |
72 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
57,60 |
18,93 |
|||
Тепловая завеса |
2 |
9 |
18 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
14,40 |
4,73 |
|||
Итого по Гр. №2 |
6 |
27 |
90 |
0,80 |
0,95 |
0,33 |
72,00 |
23,67 |
6 |
1 |
|
Гр. №3 |
|||||||||||
Вентсистема с эл.нагрев. |
1 |
21 |
21 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
13,65 |
4,49 |
|||
Вентсистема с эл.нагрев. |
2 |
34 |
68 |
0,65 |
0,95 |
0,33 |
44,20 |
14,53 |
|||
Вентсистема водяная |
1 |
7,5 |
7,5 |
0,65 |
0,8 |
0,75 |
4,88 |
3,66 |
|||
Итого по Гр. №3 |
4 |
62,5 |
96,5 |
0,65 |
0,94 |
0,36 |
62,73 |
22,67 |
4 |
1 |
|
Гр. №4 |
|||||||||||
Кондиционер |
6 |
9 |
54 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
27,00 |
16,73 |
|||
Кондиционер |
4 |
6 |
24 |
0,50 |
0,85 |
0,62 |
12,00 |
7,44 |
|||
Лифт |
2 |
7,8 |
15,6 |
0,20 |
0,6 |
1,33 |
3,12 |
4,16 |
|||
Итого по Гр. №4 |
12 |
22,8 |
93,6 |
0,45 |
0,83 |
0,67 |
42,12 |
28,33 |
12 |
1 |
|
итого по 0,4кВ |
1188 |
112,4 |
359,3 |
0,67 |
0,92 |
0,42 |
240,88 |
100,54 |
1 |
1 |
|
потери в тр-рах |
|||||||||||
потери в лини |
|||||||||||
итого приведенная к 10 кВ |
|||||||||||
2. Потери в кабельных линиях (одна линия в работе):
Активное сопротивление кабеля r0=0.253 Ом/км.
Индуктивное сопротивление x0=0,083 Ом/км.
Линия 1 от ТП1 до ТП3
l =1х0,165км. Sпр(1)=375,8кВА
Линия 2 от ТП1 до РП
l =1х0,054км.
К линии 2 подключены две нагрузки Sпр.э «Эльдорадо» и Sпр.с Т.Ц. «Сезон» Суммарная мощность на шинах 10кВ ТП1 (Т.Ц. «Сезон») с учётом потерь в кабельных линиях от «Эльдорадо» составит:
Находим потери в линии 2:
Мощность присоединённая к РП составит:
Линия 3 от ГПП до РП
l =1,768км
Потребляемая расчётная мощность РП с учётом (Sпр.БВК ТП «БВК») от ГПП Кировская (без учёта потерь в линии 3) будет составлять (расчётная мощность административно торгового центра):
S= Sпр.БВК+S(2)= 272,1+1676,36=1948,46кВА.
2.2.2 Построение картограммы нагрузок
Выберем масштаб = 1:1300
Масштабный множитель m=1,69 кВт/ммІ
Найдём радиусы окружностей для каждого административно-торгового комплекса в масштабе чертежа А4 по формуле
Магазин «Эльдорадо»: Рр=336,2 кВт.
Центральный офис «БВК»: Рр=265,1 кВт.
ТЦ «Сезон»: Рр=1271,23 кВт.
Строим окружности нагрузок зданий в масштабе чертежа.На плане строим координатную сетку и определяем координаты центров нагрузок зданий. Центр электрических нагрузок здания это центр тяженсти фигуры образованной его контуром.
Для «Эльдорадо» х=119,71 у=55,09, для «Т.Ц.Сезон» х=116,39 у=167,85, для «БВК» х=135,94 у=225,04.
Координаты центра электрических нагрузок объектов определяются по формулам:
Центр электрических нагрузок (А) показан на рисунке 3.1 генплана объекта.
По найденным координатам теоретический центр электрических нагрузок находится в здании «Т.Ц.Сезон» с наибольшим потреблением электроэнергии. Расположение ТП1 в этом месте не предоставляется возможным. Выбираем пристроенную ТП1 и смещаем её по направлению к источнику питания.
По архитектурно планировочному решению на этом месте располагается разгрузочная площадка, хоздвор и подъездные пути. Смещаем ТП1 на угол здания, что не создаёт препятствию движению и разгрузки товара. ТП2 располагается в пристроенном техническом блоке «БВК». Расположить ТП3 на углу здания и максимально приблизить её к источнику питания (ГПП Кировская) не предоставляется возможным так как фасад здания принадлежит к исторической части города Иркутска поэтому ТП3 распологается во внутреннем дворе «Эльдорадо».
Схема расположения ТП показана на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 — Генплан. Центр электрических нагрузок
Рисунок 2.2 — Расположение ТП
2.2.3 Выбор мощности трансформаторов
Трансформатор |
Потери Вт. ХХ |
Потери Вт. КЗ |
Ток ХХ% |
Напряжение КЗ% |
|
ТМГ 250кВА |
550 |
3100 |
2,3 |
4,5 |
|
ТМГ 400 кВА |
800 |
5500 |
2,1 |
4,5 |
|
ТМГ 1000 кВА |
1550 |
10200 |
2 |
5,5 |
|
1 «Эльдорадо»
Расчётная мощность составляет Sр=366,16 кВт. cosц 0.93
Категория электроснабжения I и II.
Для двухтрансформаторной подстанции и Кз=0,7 номинальная мощность выбираемого трансформатора будет составлять:
По шкале мощности трансформаторов выбираем трансформатор на 400кВА.
Коэффициент загрузки трансформаторов в этом случае составляет:
- Возможность работы в аварийном режиме очевидна Sр<Sном.тр
Попробуем выбрать трансформатор на 250кВА.Коэффициент загрузки в этом случае составит:
Проверим возможность работы в аварийном ркжиме:
- кВА<366.16кВА
В аварийном режиме мощности трансформатора не хватает чтобы обеспечить требуемую нагрузку по этому окончательно выбираем трансфрматоры по 400кВА.
2 «БВК»
Расчётная мощность составляет Sр=265.06кВт. cosц 0.92
Категория электроснабжения I и II.
Для двухтрансформаторной подстанции и Кз=0,7 номинальная мощность выбираемого трансформатора будет составлять:
По шкале мощности трансформаторов выбираем трансформатор на 250кВА.
Коэффициент загрузки трансформаторов в этом случае составляет:
Проверим возможность работы в аварийном ркжиме:
- кВА>265.06кВА
Трансформатор можно использовать.
Проверим возможность использования трансформаторов мощностью 160кВА.
Коэффициент загрузки:
- Аварийный режим: кВА<265.06кВА
По аварийному режиму трансформатор не проходит. Оставляем тр-р 250 кВА.
3 ТЦ «Сезон»
Расчётная мощность составляет Sр=1129,77 кВт. cosц 0.91
Категория электроснабжения I и II.
По шкале мощности трансформаторов выбираем трансформатор на 1000кВА.
Коэффициент загрузки трансформаторов в этом случае составляет:
Проверим возможность работы в аварийном режиме:
- кВА>1129.77кВА
Трансформатор можно использовать.
2.3 Расчёт токов к.з.
Для расчёта токов к.з. составляем схему замещения выбранного варианта электроснабжения. На схеме отмечаем все вероятные точки к.з. После этого преобразуем схему к упрощённому варианту. Рассчитываем токи в этих точках.
2.3.1 Выбор базисных величин
Uб =10,5 кВ Sб=100 МВА
где — коэффициенты трансформации трансформаторов (автотрансформаторов), включенных каскадно между основной и N-й ступенями напряжения;
1 Система
Где — среднее номинальное напряжение сети, кВ, соответствующей ступени напряжения в узле которой известно значение или при этом ЭДС системы следует принимать равной среднему номинальному напряжению сети соответствующей ступени напряжения.[17]
2 Трансформаторы
Uном.т (кВ) — номинальное междуфазное напряжение стороны трансформатора, к которой приводится сопротивление трансформатора (как правило, это сторона высокого напряжения);
- Sном.т (МВА)- номинальная мощность трехфазного трансформатора или трехфазной группы однофазных трансформаторов ;
- Uk — напряжение КЗ, % номинального напряжения;
3 Кабельные линии
4 Нагрузка [18]
2.3.2 Составление схемы замещения
При составлении схемы замещения для нормального режима работы используем расчётные значения элементов в о.е.
Рис. 2.3 — Схема распределительной сети торгово-административного центра для расчёта токов к.з.
Составим схему замещения на примере расчёта к.з. в точке К5.
Рис. 2.4
Рис. 2.5
Находим эквивалентные сопротивления Х14 и Х15 методом коэффициентов распределения.
Преобразуем ветви схемы замещения с ЭДС нагрузки ЕН1 и ЕН2. Так как ЕН1 = ЕН2
тогда:
Рис. 2.6
Находим эквивалентные сопротивления Х18 и Х19 методом коэффициентов распределения.
Преобразуем ветви схемы замещения с ЭДС нагрузки ЕН1, ЕН2 и ЕН3.
2.3.3 Расчёт начального значения ПО 3х фазного тока к.з. в точке К5
Ток от системы С
Ток от нагрузки Н1,Н2,Н3
Суммарный ток к.з. в точке К5
2.3.4 Расчёт ударного тока к.з. в точке К5
Расчёт произведём по формулам:
- ;
- ;
- ;
- где — частота сети 50гц.
- ударный коэффициент, зависящий от постоянной времени Та апериодической составляющей тока КЗ
Ударный ток со стороны нагрузки подходящий к точке к.з. К5
Ударный ток со стороны системы подходящий к точке к.з. К5
Суммарный ударный ток к.з в точке К5 составит:
2.3.5 Расчёт 3х фазного к.з. в точке К6 на низкой стороне 0,4 кВ
1 Система
При расчете токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы. Значение этого сопротивления (хс) в миллиомах, приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формуле. [19]
где — среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;
- среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;
- = — действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;
2 Трансформатор
Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (rт, хт) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам: [19]
где — номинальная мощность трансформатора, кВА;
- потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;
- номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ;
- ик — напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Трансформатор |
Потери Вт. ХХ |
Потери Вт. КЗ |
Ток ХХ% |
Напряжение КЗ% |
|
ТМГ 400 кВА |
800 |
5500 |
2,1 |
4,5 |
|
3. Расчёт начального значения периодической составляющей тока к.з.
При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей трехфазного тока КЗ (Iпо) в килоамперах без учета подпитки от электродвигателей рассчитывают по формуле: [19]
(8)
где Uср.НН — среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло короткое замыкание, В;
- , — соответственно суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, мОм.
4 Расчёт апериодической составляющей
4) Расчёт ударного тока к.з.
Ударный ток трехфазного КЗ (iуд) в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитывают по формуле
где — ударный коэффициент, который может быть определен по кривым (рисунок 3.7)
Кривые зависимости ударного коэффициента Куд от отношений r/х и x/r
Рис. 2.7 — x — индуктивное сопротивление цепи КЗ, r — активное сопротивление цепи КЗ
тогда
2.4 Выбор аппаратов защиты
Для проверки проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ предварительно должны быть выбраны расчетная точка КЗ, расчетный вид КЗ и расчетная продолжительность КЗ.
Расчетным видом КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов в электроустановках свыше 1 кВ вплоть до 35 кВ — трехфазное КЗ.
Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя. [20]
2.4.1 Проверка кабеля на термическую стойкость к токам к.з.
Проверим выбранное сечение кабеля (ГПП-РП).
Ток к.з. на шинах РП составляет . Время действия тока t=0,73с.
где С=95 — постоянное значение для кабелей с алюминиевыми жилами 10кВ.
Выбранный кабель S=120ммІ I=232А подходит по условиям к.з.
2.4.2 Проверка головного и секционного выключателя на РП
Данные по токам к.з. и напряжению на шинах РП
Мощность на шинах РП S=1947,97кВА.
Ток через выключатель в аварийном режиме
В нормальном режиме
Выключатели должны выбираться по условиям:
- ом Uсети ном;
- Iном Iнорм.расч;
- KпгIном Iпрод.расч.
Kпг — коэффициент перегрузки
Проверку выключателей следует производить по условиям:
- Iвкл Iп0;
- iвкл iуд;
- Iпр.скв Iп0;
- iпр.скв iуд;
Характеристика вакуумного выключателя применяемого в ячейках КСО-285
Тип |
Uном, кВ |
Iном, А |
Iном.откл.,кА |
Предельный сквозной ток КЗ, кА |
Номинальный ток включения, кА |
Ток термической стойкости, кА/допустимое время его действия, с (Iтер.норм) |
Полное время отключения с |
|||
Наибольший ток |
Начальное действующее значение периодической составляющей |
Наибольший пик |
Начальное действующее значение периодической составляющей |
|||||||
ВБСК-10-12,5/630 |
10 |
630 |
12,5 |
32 |
12,5 |
32 |
12,5 |
12,5/3 |
0,05 |
|
Проверка выключателя:
1) По условиям рабочего продолжительного режима имеем:
2) Проверка выключателя по отключающей способности и электродинамическую стойкость
3) Проверка выключателя на термическую стойкость
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з. Та=0,19 Продолжительность к.з. tоткл =0,73с
В тех случаях, когда tоткл 3 Та., интеграл Джоуля и термически эквивалентный ток к.з допустимо определять по формулам:
;
- где Вк расчетный тепловой импульс тока к.з.
Выбранный выключатель удовлетворяет всем условиям проверки.
2.4.3 Выбор и проверка разъединителей для ТП2-10/0,4 (РП)
Так как мощность каждого трансформатора ТП2 составляет 250кВА, для трансформатора выбираем разъединитель РВЗ 10/400.
Характеристика разъединителя применяемого в ячейках КСО-285
Серия |
Напряжение кВ |
Номинальный ток А |
Устойчивость при сквозных токах к.з. А |
||||
Номиналь-ное |
Наиболь-шее |
Наиболь-ший пик |
Ток термической стойкости |
||||
в течении 3с (гладкие ножи) |
в течении 1 с (заземлённые ножи) |
||||||
РВЗ 10/400 |
10 |
12 |
400 |
41 |
16 |
16 |
|
Проверка разъединителя:
1) По условиям рабочего продолжительного режима имеем:
2) Проверка разъединителя на электродинамическую стойкость
3) Проверка разъединителя на термическую стойкость
;
- где Вк расчетный тепловой импульс тока к.з.
Выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям проверки.
2.4.4 Проверка плавких предохранителей ТП2-10/0,4 (РП)
Трансформаторы 10/0,4 кВ в сельских и городских распределительных электрических сетях мощностью до 0,63 MB-А включительно, как правило, защищаются плавкими предохранителями на стороне 10 кВ.
Плавкие предохранители должны выбираться по условиям:
- Uном = Uсети ном;
- Iном Iнорм.расч;
- KпгIном Iпрод.расч.
Проверку плавких предохранителей следует производить по условиям:
Iоткл.ном Iп.ож Iп0
ТП2 В аварийном режиме (на один трансформатор Sтр=250кВА) потребляемая мощность составляет:
Sп=272,08кВА ток I=15.7А
Характеристики предохранителей применяемого в ячейках КСО-285
Тип предохранителя |
Uном,кВ |
Umax,кВ |
Iном.А |
Iном.откл.кА |
|
ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ |
10 |
12 |
31,5 |
12,5 |
|
Выбираем предохранитель ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ Iном = 31.5А
Проверка:
Выбранный предохранитель подходит по условиям проверки.
Таблица устанавливаемых предохранителей.
Подстанция |
Тип предохранителя |
Uном,кВ |
Umax,кВ |
Iном.А |
Iном.откл.кА |
|
ТП-2 |
ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ |
10 |
12 |
31,5 |
12,5 |
|
ТП-3 |
ПКТ102-10-50-12.5УЗ |
10 |
12 |
50 |
12,5 |
|
ТП-1 |
ПКТ103-10-100-12.5УЗ |
10 |
12 |
100 |
12,5 |
|
2.4.5 Проверка выключателя нагрузки ТП1
Данные по токам к.з. и напряжению на шинах ТП1
Мощность на шинах ТП1 S=1300,06кВА.
Ток через выключатель нагрузки в аварийном режиме
В нормальном режиме
Характеристика выключателя нагрузки применяемого в ячейках КСО-285
Тип |
Uном, кВ |
Iном, А |
Iном.откл.,кА |
Предельный сквозной ток КЗ, кА |
Номинальный ток включения, кА |
Ток термической стойкости, кА/допустимое время его действия, с (Iтер.норм) |
|||
Наибольший ток |
Начальное действующее значение периодической составляющей |
Наибольший пик |
Начальное действующее значение периодической составляющей |
||||||
ВНА-П-10/630-20з(п) |
10 |
630 |
20 |
51 |
20 |
51 |
20 |
20/1 |
|
Проверка выключателя нагрузки:
1) По условиям рабочего продолжительного режима имеем:
2) Проверка по отключающей способности
3) Проверка на электродинамическую стойкость
4) Проверка на термическую стойкость
Расчетный тепловой импульс тока к.з.
Выбранный выключатель нагрузки удовлетворяет всем условиям проверки.
2.4.6 Выбор трансформатора тока
Трансформатор ТОЛ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установок (КРУ, КРУН и КСО) переменного тока на класс напряжения до 10 кВ частоты 50 или 60 Гц.
1) Трансформатор тока на вводе РП
Серия |
Напряжение кВ |
Номинальный перичный/вторичный ток А |
Iтер.ст. Односекундный ток термической стойкости, кА, |
Ток Iм.дин электродинамической стойкости, кА, |
||
Номиналь-ное |
Наиболь-шее |
|||||
ТОЛ-10-3 |
10 |
12 |
150/5 |
20 |
51 |
|
Ток через т.т. в аварийном режиме
В нормальном режиме
Данные по токам к.з. и напряжению на шинах РП
Проверка трансформатора тока:
1) По условиям рабочего продолжительного режима имеем:
2) Проверка на электродинамическую стойкость
3) Проверка на термическую стойкость
;
- где Вк расчетный тепловой импульс тока к.з.
Выбранный тр.тока удовлетворяет всем условиям проверки.
Тр.Тока |
Напряжение кВ |
Номинальный перичный/вторичный ток А |
Iтер.ст. Односекундный ток термической стойкости, кА, |
Ток Iм.дин электродинамической стойкости, кА, |
|||
Номиналь-ное |
Наиболь-шее |
||||||
РП |
ТОЛ-10-200-1 |
10 |
12 |
200/5 |
20 |
51 |
|
ТП2 |
ТОЛ-10-50-3 |
10 |
12 |
50/5 |
8 |
20 |
|
ТП3 |
ТОЛ-10-75-3 |
10 |
12 |
75/5 |
20 |
51 |
|
ТП1 |
ТОЛ-10-100-3 |
10 |
12 |
100/5 |
20 |
51 |
|
2.4.7 Выбор и проверка трансформатора напряжения
1) Выбираем трансформатор напряжения типа НТМИ-10, который имеет следующие характеристики:
- Uном.ВН=10 кВ;
- к=0,5;
- Sном=150 ВА;
- Smax=1000 ВА;
Проверка трансформатора по номинальному напряжению:
Uном = 10 кВ = Uсети = 10 кВ
Выбранный трансформатор удовлетворяет условию выбора
Выбор предохранителя для защиты трансформатора напряжения
2) Выбираем предохранитель типа
Тип предохранителя |
Uном,кВ |
Umax,кВ |
Iном.А |
Iном.откл.кА |
|
ПКТ101-10-2-12.5УЗ |
10 |
12 |
2 |
12,5 |
|
Проверка по номинальному напряжению и току:
Выбранный предохранитель удовлетворяет условию выбора
2.5 Спецификация оборудования на ТП и РП 10кВ
Номер ячейки по плану/кол-во |
1/2 |
6/1 |
8/2 |
9/2 |
13/2 |
24/1 |
|
Выключатель |
ВБСК-10-12,5/630 |
ВБСК-10-12,5/630 |
ВБСК-10-12,5/630 |
— |
— |
— |
|
Разъединитель |
РВЗ 10/400 (2шт.) |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 (2шт.) |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 |
|
Выключатель нагрузки |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
Предохранители |
— |
— |
— |
ПКТ101-10-31,5-12,5 (3шт.) |
ПКТ101-10-2-31 (3шт.) |
— |
|
Трансформаторы тока |
ТОЛ-10-200-1 (2шт.) |
ТОЛ-10-200-1 (2шт.) |
ТОЛ-10-200-1 (2шт.) |
ТОЛ-10-50-3 (2шт.) |
— |
— |
|
Трансформаторы напряжения |
— |
— |
— |
— |
НТМИ-10 |
— |
|
Трансформаторы тока нулевой последовательности |
хх |
— |
хх |
— |
— |
— |
|
Оборудование установленное в ячейках КСО-285 на РП (ТП2)
Номер ячейки по плану/кол-во |
6/1 |
8/2 |
9/2 |
24/1 |
|
Выключатель |
ВБСК-10-12,5/630 |
ВБСК-10-12,5/630 |
— |
— |
|
Разъединитель |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 (2шт.) |
— |
РВЗ 10/400 |
|
Выключатель нагрузки |
— |
— |
ВНА-П-10/630-20з(п) |
— |
|
Предохранители |
— |
— |
ПКТ103-10-100-12.5 (3шт.) |
— |
|
Трансформаторы тока |
ТОЛ-10-100-3 (2шт.) |
ТОЛ-10-100-3 (2шт.) |
— |
— |
|
Трансформаторы напряжения |
— |
— |
— |
— |
|
Трансформаторы тока нулевой последовательности |
— |
хх |
— |
— |
|
Оборудование установленное в ячейках КСО-285 на ТП1
Номер ячейки по плану/кол-во |
6/1 |
8/2 |
9/2 |
24/1 |
|
Выключатель |
ВБСК-10-12,5/630 |
ВБСК-10-12,5/630 |
— |
— |
|
Разъединитель |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 (2шт.) |
РВЗ 10/400 |
РВЗ 10/400 |
|
Выключатель нагрузки |
— |
— |
— |
— |
|
Предохранители |
— |
— |
ПКТ102-10-50-12 (3шт.) |
— |
|
Трансформаторы тока |
ТОЛ-10-75-3 (2шт.) |
ТОЛ-10-75-3 (2шт.) |
— |
— |
|
Трансформаторы напряжения |
— |
— |
— |
— |
|
Трансформаторы тока нулевой последовательности |
— |
хх |
— |
— |
|
Оборудование установленное в ячейках КСО-285 на ТП3
2.6 Расчёт и выполнение контура заземления
Расчёт заземляющего устройства сводится к расчёту заземлителя, так как заземляющие проводники в большинстве случаев принимают по условиям механической прочности и стойкости к коррозии.
Нормируемое сопротивление в соответствии с ПУЭ составляет 4 Ом. Контур заземления предполагается соорудить с внешней стороны с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей принимаем электроды с размером 18.00 мм и длиной 2.00 м, которые погружаются в грунт. Верхние концы электродов располагаем на глубине 0.5 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды из той же стали, что и вертикальные электроды.
Предварительно с учётом площади (10×5 м), намечаем расположение заземлителей по периметру длиной 30 м.
Параметры двухслойного грунта в месте сооружения, климатические коэффициенты и другие исходные данные для расчета сведены в табл 3.23
Исходные данные
сеть трансформатор подстанция
Обозначение |
Наименование |
Ед. изм. |
Значение |
|
нормируемое сопротивление растеканию тока в землю |
Ом |
4 |
||
удельное сопротивление верхнего слоя грунта |
Ом·м |
50 |
||
удельное сопротивление нижнего слоя грунта |
Ом·м |
60 |
||
d |
Диаметр стержня |
мм |
18 |
|
длина вертикального заземлителя |
м |
2 |
||
толщина верхнего слоя грунта |
м |
0.5 |
||
глубина заложения горизонтального заземлителя |
м |
0.5 |
||
расстояние от поверхности земли до середины заземлителя |
м |
1.5 |
||
климатический коэффициент для вертикальных электродов |
— |
1.9 |
||
климатический коэффициент для горизонтальных электродов |
— |
5.75 |
||
ширина стальной полосы |
мм |
50 |
||
длина горизонтального заземлителя |
м |
30 |
||
Удельный расчётный коэффициент сопротивления двухслойного грунта определяем по формуле:
Ом·м.
Сопротивление растеканию одного вертикального электрода определяем по формуле:
=52.56 Ом.
Параметры вертикальных и горизонтальных заземлителей
Обозначение |
Наименование |
Ед. изм. |
Значение |
|
коэффициент использования вертикальных заземлителей |
— |
0.69 |
||
коэффициент использования горизонтальных электродов |
— |
0.42 |
||
расстояние между заземлителями |
м |
1,66 |
||
Предполагаемое количество вертикальных заземлителей определяем по формуле:
где — коэффициент использования вертикальных заземлителей.
=22 шт.
Сопротивление горизонтального заземлителя определим по формуле:
=48,6 Ом.
Полное сопротивление вертикальных заземлителей R не должно превышать значения определяемого по формуле:
R==4.35 Ом.
С учетом полного сопротивления вертикальных заземлителей уточнённое количество вертикальных заземлителей с учётом соединительной полосы определяется по формуле:
= 17,516 шт.
Принимаем к установке 18 вертикальных заземлителей, общая длина горизонтального заземлителя 30м при среднем расстоянии между вертикальными заземлителями 1,66 м. Окончательное расстояние между вертикальными заземлителями вдоль соединительной полосы указывается на плане заземляющего устройства.
Монтажные параметры одиночного заземлителя в двухслойном грунте и конструкция заземляющего устройства показаны на рис. 3.8.
Рис. 2.8 Схема заземления
3. Эксплуатация электрооборудования
3.1 Управление энергохозяйством объекта
Состав и характер производственных процессов в энергохозяйстве проектируемого предприятия определяются его производственной структурой.
Производственная структура отражает организационные и технологические особенности энергохозяйства как объекта управления.
В организационном отношении производственная структура энергохозяйства представляет собой взаимное расположение цехов и участков в структуре предприятия, а в технологическом она характеризуется составом и порядком расположения конкретного оборудования и сетей, обеспечивающих процесс передачи и потребления энергии, ремонтные и монтажные работы, а также текущее обслуживание.
В производственную структуру энергохозяйства предприятия входит, большое количество разнообразного оборудования и сложных энергоустановок требующих единого руководства энергохозяйством. На предприятии его осуществляет главный энергетик. Главный энергетик непосредственно руководит отделом главного энергетика (ОГЭ), который состоит из функциональных групп, лабораторий, энергоучастков; осуществляет техническое и методическое руководство различными энергетическими службами, осуществляет надзор за эксплуатацией энергооборудования, энергоустановок и использованием энергоресурсов на предприятии.
Отдел главного энергетика тесно взаимодействует с другими службами и отделами предприятия. Эти службы согласовывают с ОГЭ вопросы и документы, относящиеся к компетенции главного энергетика, к деятельности подчиненных ему подразделений или касающиеся энергохозяйства и его персонала:
- производство всех видов земляных работ на территории предприятия;
- приобретение, переустановка и замена энергооборудования;
- проекты строительства новых объектов и реконструкции существующих;
- графики ремонтов технологического оборудования и др.
3.2 Эксплуатационная техническая документация
Основой эксплуатационной документацией являются отраслевые нормативные документы:
- Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей;
- Правила устройства электроустановок;
- Нормы испытаний электрооборудования;
- Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок;
- ГОСТ, РД, заводские инструкции по эксплуатации и другие документы.
Кроме отраслевых нормативных документов на каждом предприятии должна быть своя техническая документация, отражающая структуру и специфику этого предприятия и способствующая эффективной эксплуатации электрооборудования. Необходимый объем технической документации устанавливается «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» в зависимости от структуры и мощности предприятия, количества и состава электрооборудования делится на три группы:
- техническая документация по объекту;
- техническая документация по структурному подразделению (отделу, цеху, участку);
- техническая документация по рабочему месту.
В первую группу входит следующая основная техническая документация:
- генеральный план предприятия с нанесенными зданиями, сооружениями и подземными коммуникациями;
- акты наладки, испытаний и приемки электроустановок в эксплуатацию;
- исполнительные рабочие схемы электрических соединений;
- технические паспорта основного электрооборудования;
- производственные инструкции по эксплуатации электроустановок;
- должностные инструкции по рабочим местам, включая инструкции по охране труда и другие.
Основная техническая документация в структурном подразделении включает в себя:
- журналы учета электрооборудования с указанием его технических данных и инвентарных номеров;
- исполнительные чертежи воздушных и кабельных линий и заземляющих устройств;
- схемы электроснабжения по объекту в целом и по структурным подразделениям;
- производственные инструкции по эксплуатации электроустановок подразделения, должностные инструкции, инструкции по охране труда;
- списки работников, имеющих право отдавать распоряжения, выдавать наряды-допуски, допускать к работе, выполнять оперативные переключения.
Непосредственно на рабочих местах (подстанциях, распределительных устройствах) должна быть следующая документация:
- оперативная однолинейная схема электрических соединений, на которой отмечается фактическое положение коммутационных аппаратов;
- журнал учета электрооборудования;
- кабельный журнал;
- оперативный журнал;
- журнал учета работ по нарядам и распоряжениям;
- листки осмотра оборудования;
- журнал неисправностей и дефектов электрооборудования;
- ведомости показаний контрольно-измерительных приборов;
- ведомости профилактических испытаний, измерений и контроля состояния оборудования;
- месячные, годовые и многолетние планы-отчеты работ по обслуживанию и ремонту оборудования;
- Все изменения в электроустановках, выполненные в процессе их эксплуатации, должны своевременно отражаться на схемах и чертежах.
Оперативная техническая документация должна периодически проверяться вышестоящим оперативным или административно-техническим персоналом.
3.3 Техническое обслуживание
Техническое обслуживание — это комплекс работ по ежедневному поддержанию исправного состояния системы электроснабжения и заданных параметров режимов ее работы. Неправильная эксплуатация электрических сетей, систем электрооборудования и приборов несет в себе опасность, как имущественным объектам, так и жизни человека. В связи с этим особое внимание уделяется эксплуатации средств энергообеспечения.
Техническое обслуживание включает в себя следующий комплекс работ:
- Обслуживание систем электроснабжения в соответствии с требованиями нормативных правил эксплуатации;
- Обеспечение круглосуточного надзора за функционированием электрооборудования объекта с целью своевременного обнаружения нарушений в его работе и предотвращения аварийных ситуаций.;
- Ликвидация аварийных ситуаций и восстановление нормального режима электропотребления;
- Ремонт изоляции, прокладка кабеля;
- Протирка лампочек, замена перегоревших;
- Устранение мелких неисправностей электропроводки;
- Замена штепсельных розеток и выключателей;
- Ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, рубильников, реостатов, контакторов, другой аналогичной пусковой и коммутационной аппаратуры;
- Снятие и установка электросчетчиков, других приборов и средств измерений;
- Замена предохранителей, ремонт осветительной электропроводки и арматуры;
- Установка и подключение к сети дополнительных розеток и т.д.;
- Надежное функционирование системы электроснабжения обеспечивается не только за счет технического обслуживания, но и планово-предупредительных работ.
Планово-предупредительные работы:
- Очистка от пыли и грязи установленного оборудования;
- Визуальная проверка состояния рабочего и защитного заземления;
- Проверка сопротивления изоляции обмоток;
- Проверка надежности контактных и крепежных соединений;
- Проверка состояний щитовых электроизмерительных приборов и сигнальной арматуры;
- Проверка состояний рабочих контактов;
- Чистка и регулировка контактов автоматических выключателей;
- Проверка соответствия номиналов установленных автоматических выключателей нагрузкам защищаемых цепей;
- Проверка отсутствия искрения и потрескивания, местного нагрева в соединениях шин и жил кабеля, следов копоти или плавления металла;
- Визуальный контроль состояния заземляющих устройств;
- Проверка состояния концевых заделок кабелей;
- Проверка сопротивления изоляции токоведущей частей;
- Проверка наличия и состояния ограждений, плакатов, предупредительных надписей и маркировки на панелях и коммуникационных аппаратах;
- Проверка исправности замков и дверных уплотнений.
3.4 Эксплуатация внутренних электросетей
При эксплуатации внутренних электросетей большое значение имеет состояние электроизоляционных материалов, применяемых в проводах. При загрязнении понижаются электроизоляционные свойства изоляции. Перегрев изоляции одновременно с понижением электроизоляционных свойств делает её хрупкой и механически менее прочной. В результате возникают электрические пробои, приводящие к преждевременному выходу из строя электропроводок.
Одним из важных элементов внутренних электросетей, обуславливающим надёжную их эксплуатации., являются электрические контакты, которые при эксплуатации постепенно окисляются и ослабевают. В результате этого увеличивается переходное сопротивление контактов, что вызывает их недопустимый перегрев и понижение качества контакта. Чтобы обеспечить бесперебойную работу внутренних сетей и нормальный срок их службы, в процессе эксплуатации производят необходимую проверку, затем, при необходимости, своевременный ремонт.
Частота осмотров внутренних сетей зависит в основном от условий эксплуатации и состояния окружающей среды. Сроки и содержание осмотров электросетей утверждает главный энергетик предприятия в соответствии с действующими правилами технической эксплуатации (ПТЭ) с учётом специфических особенностей каждого предприятия.
В помещениях с нормальной средой осмотр внутренних сетей обычно производят 1 раз в 6 месяцев, а в помещениях с неблагоприятной средой — 1 раз в 3 месяца.
Осмотр внутренних электросетей проводит персонал соответствующей квалификации с обязательным соблюдением мер предосторожности. О всех выявленных при осмотре электросетей неисправностях ставят в известность непосредственного начальника и одновременно делают соответствующую запись в эксплуатационном журнале.
При осмотре внутренних электросетей проверяют общее состояние наружной части электрической изоляции и отсутствие в ней видимых повреждений: прочность закрепления электропроводки и конструкций, поддерживающих кабели и другие элементы электросети, отсутствие натяжения проводки в местах ответвлений.
При осмотре автоматических выключателей и предохранителей проверяют их исправность и соответствие нагрузке и сечению проводов. В местах возможного поражения электрическим током проверяют наличие предупреждающих плакатов, надписей и заграждений, а также состояние кабельных воронок, отсутствие в них течи, наличие бирок, плотность контактов в местах присоединения жил кабелей. При осмотре электросетей необходимо также проверять состояние заземляющих устройств и надёжность контактных соединений в них.
Во время осмотра внутренних электросетей дежурному электромонтёру (электрику) разрешается производить включение автоматов, замену трубчатых и пробочных предохранителей без снятия напряжения. Замену плавких вставок открытого типа и мелкий ремонт осветительной электропроводки можно производить лишь при отключённом напряжении.
Кроме указанных осмотров необходимо осуществлять контроль за состоянием внутренних электросетей с помощью периодических измерений величин сопротивления их электрической изоляции, нагрузок и электрического напряжения сети в различных точках. Периодичность, а также выбор точек для указанных измерений зависят от местных условий и приводятся в инструкциях предприятий. Обычно величину сопротивления изоляции электросетей проверяют в сырых и пыльных помещениях 2 раза, а в помещениях с нормальной средой — 1 раз в год.
Принимая внутренние электросети после капитального ремонта, их изоляцию испытывают напряжением 1кВ промышленной частоты в течение 1 минуты. Если сопротивление изоляции составляет не менее 0,5 МОм, то испытание проводят с помощью мегомметра на 2,5 кВ. При величине сопротивления изоляции менее 0,5 МОм испытание повышенным напряжением промышленной частоты является обязательным.
Во время эксплуатации внутренних электросетей контролируют электрические нагрузки. Перегрузки электрических сетей в течение продолжительного времени приводит к ухудшению из изоляции и сокращению длительности работы. Если произведённые проверки покажут, что перегрузки электрических сетей являются систематическими, то необходимо принять меры к разгрузке сетей или их реконструкции. При усилении электросети следует контролировать, чтобы токи в новых проводах и кабелях не превышали показателей, установленных ПУЭ.
Важное значение для правильной эксплуатации электрооборудования имеет напряжение, подводимое к электроприёмникам, которое не остаётся постоянным в течение суток. В часы максимального потребления электроэнергии напряжение в электросетях понижается, а при спаде потребления — повышается.
Для внутренних электросетей считаются допустимыми колебания напряжения: для электродвигателей в пределах +5% от номинального напряжения для наиболее удалённых ламп рабочего освещения в промышленных предприятиях — от -2,5 до +5%. Если проверками установлено, что колебания напряжения превышают указанные значения, то необходимо принять меры для поддержания его в пределах нормы.