Снабжение Контрольная

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автоматизированных электроэнергетических систем и электроснабжения

Контрольная работа

по дисциплине «Электроснабжение»

Вариант 29

Выполнил:

Кононенко Р.С.

студент 3 курса

группы ЭЭТ-б-о-21-2 (2)

Проверила:

Морозова Т.Ф.

Доцент кафедры АЭСиЭ ИИ

Ставрополь, 2023 г.

ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАНИЯ И ЕГО ОБЪЕМ

Выбрать и рассчитать схему электроснабжения группы зданий микрорайона города. Для своего варианта (по второй цифре номера варианта) принять расположение зданий на рисунках 1 – 10 (масштаб 1:2000 при размере страницы А5), их характеристики взять из таблиц 14 и 15 (по первой цифре номера варианта).

Для вариантов (по второй цифре номера варианта) 1, 2, 3, 4, 5 принять плиты на природном газе, для вариантов (по второй цифре номера варианта) 6, 7, 8, 9, 0 – электрические.

В 6-9 этажных домах:

– лифты с электродвигателем мощностью 3 кВт;

В домах высотой 10 этажей и выше:

– лифты с электродвигателем мощностью 4,5 кВт;

– лифты с электродвигателем мощностью 7 кВт.

Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств принять равной 3 кВт.

Питание ТП для всех вариантов – кабельная линия длиной 250 метров марки ААШВ–10 (3x95).

Номер варианта выдается преподавателем.

Базовый уровень. Определить расчетные нагрузки. Выбрать место размещения подстанции, число и мощность трансформаторов в подстанции. С учетом надежности электроснабжения потребителей выбрать и рассчитать распределительную сеть 0,4 кВ: выбрать сечения, определить отклонения напряжения для удаленных и близко расположенных потребителей, выбрать кабель. Выполнить чертеж генплана с нанесением зданий, ТП и линий (рекомендуется выполнять на миллиметровой бумаге (формат 297x420) или с использованием графических программ на ЭВМ).

Продвинутый уровень. Дополнительно к базовому уровню, выбрать аппаратуру в РУ 0,4 кВ трансформаторной подстанции.

Студент допускается к защите контрольной работы, если в ней не содержится ошибок принципиального характера и соблюдены все требования, предъявляемые к оформлению.

Защита контрольной работы осуществляется в устной форме после ее проверки преподавателем и отметки о разрешении к защите.

ХОД РАБОТЫ

В таблицу 1 занесены исходные данные согласно варианту. На рисунке 1 изображён генплан микрорайона.

Таблица 1 – Исходные данные

Номер здания	Наименование	Кол-во этажей/площадь	Кол-во квартир/мест
141	Магазин продовольственный	800 м2	–
142	Столовая	–	50 мест
143	6-ти секционный жилой дом	9	146
144		4	24
145	4-ти секционный жилой дом	4	24
146	6-ти секционный жилой дом	5	75
147, 148		5	90

Рисунок 1 – генплан микрорайона

Расчёт электрической нагрузки квартир выполняется по формуле 1.

, (1)

где – удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир, кВт/квартира (таблица 2 МУ КР); n – количество квартир.

Расчёт нагрузки силовых электроприёмников по формулам 2-4.

, (2)

, (3)

, (4)

где , а .

и выбираются по таблицам 5 и 4 МУ КР соответственно.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома вычисляю по формуле 5.

, (5)

где .

Пример расчётов для дома №143:

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. .

Полученные результаты занесены в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчетные нагрузки жилых домов

№ здания	РКВ, кВт	РСТ.У, кВт	РР.Л, кВт	РС, кВт	РР.Ж.Д, кВт
143	209,51	14,4	11,7	26,1	233
144	74,4	14,4	–	14,4	87,36
145	74,4	9,6	–	9,6	83,04
146	139,73	14,4	–	14,4	152,69
147, 148	147,78	14,4	–	14,4	160,74

Для расчёта общественных зданий используем формулу 6.

(6)

где – удельная расчетная электрическая нагрузка общественных зданий;

N – число учащихся/мест; S – площадь, м².

Расчёт продовольственного магазина:

Расчёт столовой:

.

Определим укрупненную расчётную электрическую нагрузку микрорайона по формуле 7.

(7)

где – удельная нагрузка общественных зданий микрорайонного значения, принимаемая 6 Вт/м²;

S – общая площадь жилых зданий микрорайона, м².

Для определения необходимо вычислить общее число квартир и общее их число в домах, имеющих более 6 этажей по формуле 8.

(8)

Тогда по таблице 7 МУ КР

; ;

; ;

; ;

; .

.

кВт.

Рассчитаем реактивную мощность.

Продовольственный магазин: ,

квар

Столовая: ,

квар

Жилые здания:

квар

квар

Определим полную мощность нагрузки микрорайона:

кВА

Определим мощность трансформатора:

кВА

Выбираем для ТП два трансформатора ТМ-250/10.

Вычислим ЦЭН, для чего определим координаты всех зданий и запишем в таблицу 3.

Таблица 3 – Координаты зданий на генплане

№ здания	141	142	143	144	145	146	147	148
X, м	15	18	25	70	114	170	185	100
Y, м	70	130	75	125	82	125	65	25

м

м

В результате расчёта ЦЭН установим ТП и изобразим расположение всех линий распределительной сети 0,4 кВ на рисунке 2.

Рисунок 2 – генплан микрорайона с установленной ТП и схемой прокладки кабельных линий

В качестве примера расчета кабельной линии произведем вычисление нагрузки домов 144 и 145, снабжаемых по петлевой схеме и дома № 143, снабжаемого по радиальной.

Исходные данные: cos = 0,98, tg = 0,2, (по табл. 6 МУ КР), l₁₄₄ = 52 м, l₁₄₅ = 9 м, l_общ = 57 м, U_Н = 0,4 кВ.

Выбор сечений по нагреву осуществляется по расчетному току в нормальном и послеаварийном режимах по формулам 9.

; (9)

где Sp – расчетная мощность линии, кВА;

n – число линий.

А

Предварительно принимаем из каталога допустимый ток А и выбираем четырехжильный кабель 3 95+1 50 марки АПвВГ напряжением до 1 кВ с сечением [5].

Проверка по допустимой токовой нагрузке по нагреву в нормальном и послеаварийном режимах проводится по условию:

где – расчетный ток для проверки кабелей по нагреву, А;

– фактическая допустимая токовая нагрузка, А.

Фактическая допустимая токовая нагрузка в нормальном и послеаварийном режимах:

где – допустимая длительная токовая нагрузка, определяемая по справочным данным;

– коэффициент, учитывающий фактическую температуру окружающей среды, принимаемый равным 0,96, при условной температуре среды +15°С и расчетной температуре среды +20°С (по таблице 1.3.3) [1];

– поправочный коэффициент, учитывающий количество проложенных КЛ в траншее, в зависимости от расстояния между ними в свету принимается равным 0,9 (по таблице 1.3.26) [1];

– коэффициент перегрузки, зависящий от длительности нагрузки и способа прокладки принимается равным 1,3 [1].

А

При данном сечении кабеля условие выбора по нагреву выполняются:

А

Рассчитаем аварийный режим при обрыве линии ТП-145.

А

А

А

Поэтому данное сечение кабеля 95 проходит по условию нагрева в нормальном и аварийном режимах работы.

Теперь рассмотри участок ТП-145.

А

Принимаем А и выбираем четырехжильный кабель 3 95+1 50 марки АПвВГ напряжением до 1 кВ с сечением .

А

При данном сечении кабеля условие выбора по нагреву выполняются:

А

Рассчитаем аварийный режим при обрыве линии ТП-144.

А

А

А

Поэтому данное сечение кабеля 95 проходит по условию нагрева в нормальном и аварийном режимах работы.

Выбранные сечения кабельных линий должны быть проверены по потере напряжения, которые определяют по формуле 10.

(10)

где Кз (Кз.ав.) – коэффициент загрузки линии в нормальной или аварийном режимах соответственно;

– длина линии, км;

– длина кабеля на 1% потери напряжения, км (по табл. П4.7).

, .

,

, где

,

где

Определим потери для участка кабельной линии от ТП до 145 дома при обычном и аварийном режиме:

, где

,

где

Требование по величине потерь напряжения в нормальном режиме – 5%, а в аварийном – менее 10%.

На участках ТП-144, ТП-145 будем использовать кабель с сечением 95 , т.к оно выдерживает нагрузку отдельно по позициям 144 и 145.

Рассмотрим участок между домами 144-145.

При обрыве линии ТП-144.

А

Принимаем А и выбираем четырехжильный кабель 3 16+1 10 марки АПвВГ напряжением до 1 кВ с сечением .

А

При данном сечении кабеля условие выбора по нагреву выполняются:

А

, где

При обрыве линии ТП-145.

А

Принимаем А и выбираем четырехжильный кабель 3 16+1 10 марки АПвВГ напряжением до 1 кВ с сечением .

А

При данном сечении кабеля условие выбора по нагреву выполняются:

А

, где

На участке 144-145 будем использовать кабель с сечением 16 , т.к данное сечение выдерживает нагрузку при обрыве по позициям 144 и 145.

Рассмотрим участок ТП-143.

Исходные данные: cos = 0,98, tg = 0,2, l₁₄₃ = 217 м, U_Н = 0,4 кВ.

А

Принимаем А и выбираем четырехжильный кабель 3 70+1 35 марки АПвВГ напряжением до 1 кВ с сечением .

А

При данном сечении кабеля условие выбора по нагреву выполняются:

А

Рассчитаем аварийный режим при обрыве линии ТП-144.

А

А

А

Поэтому данное сечение кабеля 150 проходит по условию нагрева в нормальном и аварийном режимах работы.

, где

, где

Последующие расчёты выполняются по аналогии, результаты заносятся в таблицу 4.

Таблица 4 – Расчёт кабельных линий

№ здания	141	142	143	144	145	146	147	148
	162,09	34,2	171,48	64,3	61,12	112,37	118,3	118,3
	390,18		342,97	250,822		224,746	236,603	236,6
	162,09	34,2	-	64,3	61,12	112,37	118,3	-
Сечение,	185		150	95		95		95
Сечение общ.,	50		-	16		-	-	-
	300,672		267,84	207,36		207,36		207,36

Продолжение таблицы 4

	390,87		348,19	269,57		269,57		269,57
	143,424	36,288	-	75,168		-	-	-
	0,54	0,11	0,64	0,31	0,29	0,54	0,57	0,57
	1	1	0,98	0,93	0,93	0,83	0,88	0,88
	1,13	0,94	-	0,86	0,81	-	-	-
	34		31	26		22	26	26
	20		-	12		-	-	-
Длина линии, м	251	290	109	52	9	208	183	103
, м	36		-	57		-		-
	3,98	0,97	2,25	0,62	0,1	5,12	4,02	2,26
	9,4	10	1,73	5,92	4,18	3,94	3,09	1,74

В качестве защиты линий выберем и установим автоматические выключатели. Выбор осуществляется по аварийному току, причем номинальный ток выключателя не должен быть меньше аварийного тока в линии. Выбранные выключатели запишем в таблицу 5 вместе с ответствующими послеаварийными токами линий.