Раздаточный материал СЭС ГиПП ЗО 2017 / Конспект лекций / Справочник гор сети
.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Омский государственный технический университет»
СИЛОВОЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГОРОДСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ
Учебное пособие
Омск Издательство ОмГТУ
2014
1
УДК 621.316 ББК 31.26+31.27
С36
Авторы:
В. К. Грунин, П. В. Рысев, А. А. Планков, С. Ю. Прусс, Е. В. Петрова
Рецензенты:
П. А. Катрич, канд. техн. наук, начальник управления энергоинспекции
ООО «Омская энергосбытовая компания»; Д. В. Зирнит, ведущий инженер ОАО «Омскпроект»
Силовое электрооборудование городских распределитель-
С36 ных сетей : учеб. пособие / [В. К. Грунин и др.] ; Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск : Изд-во ОмГТУ, 2014. – 156 с. : ил.
ISBN 978-5-8149-1774-4
Приведены описание, классификация и каталожные данные основного электрооборудования городских распределительных сетей. Описаны условия выбора и проверки электрооборудования. Все паспортные данные представлены по каталогам отечественных фирм и заводов-изго- товителей.
Для студентов технических вузов, выполняющих проекты по электротехническим дисциплинам, инженеров.
УДК 621.316 ББК 31.26+31.27
Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета
ISBN 978-5-8149-1774-4 |
ОмГТУ, 2014 |
2
ОСНОВНЫЕ ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АВ – автоматический выключатель; АВР – автоматический ввод резерва;
ВЛЗ– воздушная линия сзащищенными (изолированными) проводами; ВЛЭП – воздушная линия электропередачи; ВН – высшее напряжение; ВРУ – вводное распределительное устройство;
ГРЩ – главный распределительный щит; ЗРУ – закрытое распределительное устройство; к.з. – короткое замыкание КЛЭП – кабельная линия электропередачи;
КРУ – комплектное распределительное устройство; КРУН – комплектное распределительное устройство наружной уста-
новки; КТП – комплектная трансформаторная подстанция;
КТПК – киосковая комплектная трансформаторная подстанция; КТПМ – мачтовая комплектная трансформаторная подстанция; КСО – камера сборная одностороннего обслуживания; ЛВЖ – легковоспламеняющаяся жидкость;
МКТП – модульная комплектная преобразовательная подстанция; НКУ – низковольтное комплектное устройство; НН – низшее напряжение; ОПН – ограничитель перенапряжений;
ОРУ – открытое распределительное устройство; ПАР – послеаварийный режим;
ПБВ – устройство регулирования напряжения трансформатора переключением без возбуждения;
ПЗУ – последовательное защитное устройство; ПУЭ – Правила устройства электроустановок; РЗ и А – релейная защита и автоматика; РП – распределительный пункт;
3
РПН – устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой;
РУ – распределительное устройство; СИП – самонесущий изолированный провод;
СП – силовой распределительный пункт напряжением до 1 кВ; СЭС – система электроснабжения; ТП – трансформаторная подстанция;
ТПП – трансформаторная преобразовательная подстанция; УЗО – устройство защитного отключения; ЦП – центр питания; ЭП – приемник электрической энергии;
ЭСГ – электроснабжение городов; ЭУ – электроустановка;
SCADA – программный комплекс, предназначенный для сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте энергетики.
4
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
– коэффициент термической стойкости проводника, мм2/кА·с1/2;норм – нормированное содержание апериодической составляющей то-
ка короткого замыкания, %; Р – потери активной мощности в трансформаторе, Вт (кВт);
Рхх – потери активной мощности холостого хода в трансформаторе, Вт (кВт);
Ркз – потери активной мощности к.з. в трансформаторе, Вт (кВт);U – расчетная потеря напряжения в сети, %;
Uдоп – максимально допустимая потеря напряжения, %; Θдоп – допустимая температура провода, ºС; Θокр – фактическая температура окружающей среды, ºС;
Θокр.ном – номинальная температура окружающей среды, к которой приведены табличные значения допустимого тока проводников, ºС;
Bк – расчетное значение теплового импульса при к.з., кА2 с; Cт – термический коэффициент проводника, А·с1/2/мм2;
Fmin – минимально допустимое по условию термической стойкости се-
чение проводника, мм2;
Fэк – экономическое сечение проводника, мм2;
I – ток утечки (дифференциальный ток трансформатора тока УЗО),
мА;
I н – номинальный диффренциальный отключающий ток (ток уставки УЗО), мА;
I но – номинальный неотключающий диффренциальный ток УЗО, мА; I т – номинальная коммутационная способность по дифференциаль-
ному току УЗО, мА;
I с – номинальный условный дифференциальный ток к.з. УЗО, А; ia – апериодическая составляющая тока к.з. в момент времени τ, кА;
iдин – ток электродинамической стойкости аппарата (предельный
сквозной ток), кА;
Iдоп – допустимый ток провода, А;
5
Iдоп.нр – допустимый ток нормального режима, А; Iдоп.пар – допустимый ток послеаварийного режима, А;
Iкз.доп.1с – допустимый односекундный ток короткого замыкания, кА; Iл.max – максимальный ток в одной цепи линии электропередачи, А; Iл.нр – токодной цепи ЛЭП в нормальном режиме в период максималь-
ных нагрузок, А;
Iл.пар – ток одной цепи ЛЭП в послеаварийном режиме в период максимальных нагрузок, А;
Iмах – наибольший суммарный ток группы электроприемников, А; Iн.ап – номинальный ток аппарата, А;
Iн.вкл – номинальный ток включения аппарата, кА;
Iном – номинальный ток, А;
Iном.р – номинальный ток расцепителя аппарата, А;
Iн.откл – номинальный ток отключения аппарата, кА;
Iнт – предельное значение неотключающего сверхтока УЗО, А; Iн.с – номинальный ток сети, А;
Iп0 – периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент времени, кА;
Iпτ – периодическая составляющая тока к.з. в момент времени τ, кА; Iпуск – пусковой ток, А (кА);
Iр – расчетное значение тока, А; Iраб – рабочий ток цепи, А;
Iт – ток термической стойкости, кА;
Iт.р – ток теплового расцепителя аппарата, А (кА);
iу – ударное значение тока короткого замыкания, кА; Iхх – ток холостого хода трансформатора, %;
Iэ.р – ток электромагнитного расцепителя аппарата, А (кА);
jэк – экономическая плотность тока, А/мм2; kз – коэффициент загрузки;
kпер – коэффициент перегрузки;
Pном – номинальная активная мощность, кВт;
r0 и x0 – активное и реактивное сопротивления ЛЭП на 1 км длины, Ом/км;
Sном – номинальная полная мощность, кВ·А;
6
Sp – расчетная мощность, кВ·А;
Tа – время затухания апериодической составляющей тока к.з., с; Tmax – число часов использования максимума нагрузки, ч;
tоткл – время отключения короткого замыкания, с; tср – время срабатывания расцепителя аппарата, с; tт – время термической стойкости, с;
Uк – напряжение к.з. трансформатора, %;
Uном – номинальное напряжение, В (кВ);
Uн.ап – номинальное напряжение аппарата, В (кВ);
Uн.с – номинальное напряжение сети, В (кВ).
7
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курсовое проектирование по дисциплине «Системы электроснабжения городов и промышленных предприятий» и дипломное проектирование по направлению 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» являются завершающим этапом в подготовке инженеров-электриков выпускающей кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» Энергетического института при Омском государственном техническом университете.
В настоящее время в связи с внедрением современных технологий произошли большие изменения как в производстве, так и в номенклатуре электрооборудования. Справочная литература, содержащая сведения по электрооборудованию, быстро устаревает, а ее выпуск с данными по современному оборудованию, изделиям и устройствам передачи и распределения электрической энергии неоправданно отстаёт.
Проектирование систем электроснабжения инициирует внедрение более надежного электрооборудования, современных технических средств передачи и распределения электрической энергии.
Цель настоящего пособия – оказать практическую помощь студентам в выборе элементов систем электроснабжения городских объектов при выполнении курсовых проектов, ориентировать на применение современных средств и методов решения технических задач. Справочный материал может быть полезен специалистам, занимающимся проектированием и эксплуатацией электротехнических устройств и оборудования систем электроснабжения объектов.
При создании пособия учтены изменения, отраженные в стандартах, руководящих указаниях, каталогах предприятий-изготовителей.
В пособии изложены условия выбора и проверки силового электрооборудования, представлены справочные данные основного силового
ивспомогательного электрооборудования, изделий и устройств передачи
ираспределения электрической энергии.
Авторы будут признательны всем, кто сочтет возможным сообщить о замеченных недостатках и выскажет пожелания по улучшению или дополнению содержания учебного пособия. Ваши отзывы и предложения можно отправить на электронный адрес espp_omgtu@mail.ru.
8
1. ПИТАЮЩИЕ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ГОРОДСКИЕ СЕТИ
1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Городские электрические сети напряжением выше 1 кВ должны выполняться трехфазными. Напряжение питающих и распределительных сетей выше 1 кВ должно приниматься не ниже 10 кВ [5]. Режим работы нейтрали и компенсация емкостного тока в этих сетях должны приниматься согласно требованиям ПУЭ. Распределительные сети 10 кВ рекомендуется использовать для совместного питания городских коммунально-бытовых и промышленных потребителей.
Целесообразность сооружения распределительных пунктов (РП) 10 кВ должна обосновываться технико-экономическим расчетом. Нагрузка на шинах 10 кВ РП должна составлять не менее 7 МВт [5]. Распределительные пункты 10 кВ следует, как правило, проектировать с одной секционированной системой сборных шин с питанием по двум взаиморезервирующими линиям, подключенным к разным секциям. Взаиморезервирующие кабельные линии от ЦП до РП при прокладке их в земле рекомендуется прокладывать по разным трассам.
Схемы электрических сетей, способы и средства транспорта электрической энергии зависят от категорийности электроприемников городских потребителей [5, 6].
Линии электропередачи на селитебной территории городов, в районах застройки зданиями высотой 4 этажа и выше должны выполняться кабельными. В частном секторе и в пригородных районах застройки следует, как правило, применять воздушные линии электропередачи [5].
Для воздушных линий электропередачи рекомендуется применять самонесущие изолированные провода.
Сети до 1 кВ должны быть с глухим заземлением нейтрали напряже-
нием 380/220 В.
9
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА СЕТЕЙ
Городские сети среднего и низкого напряжений условно подразделяются [4]:
–на питающие 10 кВ;
–распределительные 10 кВ;
–распределительные (потребительские) 0,4 кВ.
В качестве основного среднего напряжения питающих и распределительных городских сетей принято напряжение 10 кВ. В качестве основного низкого напряжения распределительных сетей приняты напряжения
380/220 В и реже 0,66/0,4 кВ.
Рис. 1.1. Фрагмент схемы питающих и распределительных городских сетей
Питающие сети состоят из линий электропередачи от шин 10 кВ ЦП (подстанции электроснабжающих сетей) до шин 10 кВ РП и линий связи между РП.
Распределительные сети 10 кВ – ли-
нии электропередачи от шин 10 кВ РП или ЦП до распределительных трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ и линий связи между ТП.
Распределительные сети 0,4 кВ (по-
требительские) – линии электропередачи от шин 0,4 кВ распределительных трансформаторных подстанций до индивидуальных электроприемников или вводных устройств зданий и сооружений.
В качестве вводных устройств широкое применение получили: вводно-распре- делительные устройства (ВРУ), главные распределительные щиты (ГРЩ) и силовые пункты (СП).
Фрагмент электрической схемы питающих и распределительных сетей города приведен на рис. 1.1, где представлены основные типовые узлы и элементы питающих и распределительных сетей системы электроснабжения города.
10