Дипломная работа: Проектирование электроснабжения жилых и общественных зданий

Радиальные схемы питания РП и подстанций с резервной магистралью, заходящей поочередно на все объекты, или же с резервными перемычками высокого напряжения применяются редко, например, в тех случаях, когда необходимо ввести аварийное питание от другого источника питания при полном выходе из работы основного источника. Такая схема выгодна при близком расположении подстанций друг от друга и при значительной удаленности их от питающего центра.

Магистральные схемы 10 кВ следует применять при распределительных нагрузках и таком взаимном расположении подстанций на территории проектируемого объекта, когда линии от источника питания до потребителя электроэнергии могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схемы имеют следующие преимущества: позволяют лучше загрузить при нормальном режиме кабели, сечение которых было выбрано по экономической плотности тока, по току короткого замыкания или по послеаварийному режиму; позволяют сэкономить число шкафов на РП или на другом питающем пункте, так как от одной магистральной линии присоединяется несколько подстанций; позволяют легче выполнить резервирование подстанций или РП от другого независимого источника в случае аварии на основном питающем центре; иногда позволяют отказаться от промежуточной ступени коммутации.

К недостаткам магистральных схем относятся: усложнение схем коммутации при присоединении подстанций по сравнению с радиальными схемами, в которых трансформаторы в большинстве случаев присоединяются наглухо[1].

Для микрорайона выбираем кольцевую магистральную схему, так как эта схема экономит количество кабелей и число шкафов на распределительном пункте. Схему выбирают таким образом, что во время послеаварийного режима один кабель должен принять на себя всю нагрузку и не превысить длительно допустимый ток. Следовательно, на всей территории микрорайона получается 4 магистральные схемы: 2 схемы для жилых зданий и отдельно две схемы для торговли.

Рисунок 2.3 - Магистральна схема 1

На рисунке 2.3 показана высоковольтная кольцевая магистральная схема питания трансформаторных подстанций 31, 24, 34, 35 от распределительного пункта, указаны потребляемые мощности подстанций, марка установленных трансформаторов, а так же длины питающих линий между подстанциями. Обозначим эту схему - кольцо 1.

Рисунок 2.4 - Магистральная схема 2

На рисунке 2.4 показана высоковольтная кольцевая магистральная схема питания трансформаторных подстанций 36, 29, 30 от распределительного пункта, указаны потребляемые мощности подстанций, марка установленных трансформаторов, а так же длины питающих линий между подстанциями.

Обозначим эту схему - кольцо 2.

Рисунок 2.5 - Магистральная схема 3

На рисунке 2.5 показана кольцевая магистральная схема для подстанций 32, 25, 33, 26, 27. Обозначены потребляющие мощности, марки трансформаторов и длины между подстанциями.

Рисунок 2.6 - Магистральная схема 4

На рисунке 2.6 представлена магистральная схема питания двух трансформаторных подстанций, от которых питаются два торгово-досуговых центра, мощность трансформаторов 22 подстанции 2хТМ4000 кВА, а подстанции 38 - 2х1600 кВА. Подстанции таких видов нагрузки запитываем отдельно от жилых нагрузок.

Рисунок 2.7 - Магистральная схема 5

На рисунке 2.7 представлена магистральная схема питания двух трансформаторных подстанций, от которых питается торгово-досуговый центр городского значения.

2.3 Выбор сечения КЛ от ЦП до РП микрорайона

2.3.1 Выбор сечений кабеля по длительно допустимому току

Для определения сечений по длительно допустимому току находят расчетный ток на каждой подстанции:

(2.10)

где - расчетный ток подстанции;

- расчетная мощность подстанции, приведена в таблице 32;

- коэффициент мощности, равный 0,9;

- номинальное напряжение, принимаемое за 10 кВ;

Расчетный ток записываем в таблицу 34.Выбираем сечение длительно допустимому току из условия, что:

(2.11)

где - длительно допустимый ток Соответствующее ему сечение будет . Сечение и длительно допустимый ток для первого кольца записываем в таблицу 2.29. Каждая схема должна быть проверена в послеаварийном режиме, причем существует 3 вида послеаварийных режима.

Запишем расчетный ток, длительно допустимые и сечения для магистральной кольцевой схемы 3 в таблицу 2.29.

Таблица 2.29

Рассчитанные данные магистральной схемы 3

Расчетный и длительно допустимый токи для 4 и 5 магистральных схем, а также сечения приведены в таблице 2.30.

Таблица 2.30

Расчет длительно допустимого тока для 4 и 5 магистральных схем

2.2.2 Проверка сечения сетей 10 кВ

Проверку высоковольтных сетей на экономическую плотность выполняют аналогично проверке низковольтных сечений. В таблицу 2.31 сведены рассчитанные данные для кольцевой магистральной схемы 1 по экономической плотности тока.

Таблица 2.31

Рассчитанные данные для кольцевой магистральной схемы 1 по экономической плотности тока

В таблице (39) представлены значения тока, экономической плотности и сечения по экономической плотности для магистральной схемы (2).

Таблица 2.32

Значения тока, экономической плотности и сечения по экономической плотности для магистральной схемы 2

Для магистральной схемы 3 расчетные значения расписаны в таблице (2.33)

Таблица 2.33

Значения тока, экономической плотности и сечения по экономической плотности для магистральной схемы 3

В таблице (2.34) представлены значения тока, экономической плотности и сечения по экономической плотности для магистральной схемы 4 и 5.

Таблица 2.34

Значения тока, экономической плотности и сечения по экономической плотности для магистральной схемы 4 и 5

Проводники в электрических сетях выше 1 кВ, как правило, подлежат проверке по условиям термической стойкости тока короткого замыкания.

Повышение температуры жил изолированных проводов и кабелей в результате протекания тока короткого замыкания ведет к химическому разложению изоляции и резкому снижению ее электрической и механической прочности, а следовательно, и возможности аварии.

Поэтому установлены максимально допустимые температуры в режиме короткого замыкания

Проверка кабелей на нагревание от токов короткого замыкания должна производиться:

а) для одиночных кабелей небольшой протяженности, исходя из коротких замыканий в начале кабеля;

б) для одиночных кабелей имеющих соединительные муфты, исходя из короткого замыкания в начале каждого участка с тем, чтобы иметь возможность ступенями уменьшить сечение кабеля по его длине;

в) для двух и более параллельно включенных кабелей, исходя из короткого замыкания непосредственно за пучком.

Допускается не проверять проводники по режиму короткого замыкания в случае их защиты плавкими предохранителями.

Линия считается защищенной предохранителем, когда отключающая способность предохранителя достаточна для отключения наибольшего возможного тока линии.

Допустимые величины тока короткого замыкания для кабелей определяются в зависимости от материала и сечения кабеля и длительности протекания тока короткого замыкания.

Термическое действие тока короткого замыкания в течение действительного времени его прохождение характеризуется величиной фиктивного времени прохождения установившегося тока короткого замыкания с одинаковым по термическому действию эффектом.

Действительное время слагается из выдержки времени, установленной на максимальной токовой защите линии и собственного времени отключающего аппарата (выключателя мощности).

При проверке на термическую устойчивость проводов лини, оборудованных быстродействующим автоматическим повторным включением, должно учитываться повышение нагревания проводников из-за увеличения суммарной продолжительности короткого замыкания.

При расчетах тока короткого замыкания в сетях 6-10 кВ весьма часто затухание не учитывают. В этом случае фиктивное время может быть принято равным действительному и задача проверки проводников на термическую устойчивость упрощается отсутствием необходимости определения фиктивного времени.

Сечение, обеспечивающее термическую устойчивость проводника току короткого замыкания при данной величине фиктивного времени определяется из выражения.