Электроснабжение района города с анализом влияния погодных факторов, влияющих на надежность воздушных линий электропередач

Введение……………………………………………………………………………6
1 Электрическая часть……………………………………………………………..7
1.1 Расчет нагрузки жилых домов………………………………………………...8
1.2 Расчет нагрузок общественных зданий………………………………………12
1.3 Определение расчетных нагрузок трансформаторных подстанций...……..14
1.4 Определение расчетной нагрузки промышленных предприятий…………..20
1.5 Выбор схем построения и расчет электрических сетей
напряжением 10 кВ………………………………………………………………...21
1.6 Выбор числа и мощности трансформаторов в центре питания ……………40
1.7 Технико-экономическое сравнение вариантов электроснабжения ………..42
1.8 Расчет токов короткого замыкания …………………………………………..46
1.9 Выбор аппаратуры на подстанции напряжением 110/10 кВ ………............49
1.10 Регулирование напряжения ………………………………………………….53
1.11 Релейная защита и автоматика……………………………………………….57
2 Анализ влияния погодных факторов, влияющих на надежность воздушных
линий электропередач ………………………………………………………………62
2.1 Особенности воздушных линий электропередачи …………….. …………..62
2.2 Аварийность воздушных линий электропередачи …………..……………...64
2.3 Причины, влияющие на повреждаемость воздушных линий.……………...67
2.4 Влияние гололедных отложений на надежность воздушных линий……….73
2.5 Влияние повреждений на надежность воздушных линий…………………..84
Заключение…………………………………………………………………………88
Библиографический список……………………………………………………….90

Весь текст будет доступен после покупки

Система электроснабжения города представляет собой совокупность электрических сетей всех напряжений расположенных на территории города и предназначенных для электроснабжения его потребителей. Различают питающие сети напряжением 110-35 кВ и выше, а также распределительные сети напряжением 0,38-10 кВ.
Застройка городов обуславливает необходимость соответствующего развития распределительных электрических сетей. Занимая промежуточное положение, между центром питания и потребителями они предназначены для передачи и распределения электрической энергии среди всех потребителей, расположенных на территории города.
С помощью распределительных сетей осуществляется электроснабжение жилых домов, общественно-коммунальных учреждений, мелких, средних, а иногда и крупных промышленных потребителей.
Через городские распределительные сети в настоящее время передается до 40% вырабатываемой энергии. Таким образом, сети становятся самостоятельной областью энергетики, и проблема их рационального сооружения приобретает определенное народно-хозяйственное значение.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Электрическая часть

В данной выпускной квалификационной работе предусматривается электроснабжение района города. Предполагается, что район города будет состоять:
Перечень электропотребителей района города
№ Наименование электропотребителя Размеры,
м2 Кол-во
1 2 3 4
1 Школа 5
2 Больница 2
3 Поликлиника 2
4 Аптека 9
5 Детский сад 7
6 Промтоварный магазин 7
7 Продовольственный магазин 7
8 Учебное заведение 2
9 9-ти этажный жилой дом с газовыми плитами 4-х секционный (12*24)*4 4
9-ти этажный жилой дом с газовыми плитами 5-ти секционный (12*24)*5 3
9-ти этажный жилой дом с газовыми плитами 6-ти секционный (12*24)*6 16
9-ти этажный жилой дом с газовыми плитами 8-ти секционный (12*24)*8 3
10 Ресторан 1
11 Кафе 4
12 12-ти этажный жилой дом с электроплитами 3-х секционный (12*28)*3 16
12-ти этажный жилой дом с электроплитами 4-х секционный (12*28)*4 8
12-ти этажный жилой дом с электроплитами 5-ти секционный (12*28)*5 4
12-ти этажный жилой дом с электроплитами 6-ти секционный (12*28)*6 8
13 Химчистка 1
14 Парикмахерская 2
15 Почта 8
16 16-ти этажный жилой дом с электроплитами 4-х секционный (18*30)*4 8
16-ти этажный жилой дом с электроплитами 6-ти секционный (18*30)*6 8
16-ти этажный жилой дом с электроплитами 8-ми секционный (18*30)*8 1
17 Лабораторный корпус 2
18 Учреждение 13
19 Гостиница 1
20 Кинотеатр 1
21 Универсам 4

1.1 Расчет нагрузок жилых домов

В основе расчета нагрузок жилых домов лежит нагрузка одного потребителя, в качестве которой выступает квартира. Для определения нагрузки вводятся понятия коэффициента одновременности.
1) Суммарная нагрузка жилого дома определяется по формуле:

где: – нагрузка квартир жилого дома;
– силовая нагрузка жилого дома;
– коэффициент совмещения максимумов силовой нагрузки и нагрузки квартир.
2) Значение расчетных нагрузок определяются с учетом коэффициента одновременности в зависимости от числа квартир:

где: – число квартир в здании.
– удельная расчетная нагрузка квартир, определяется по таблице П.1. [1] по формуле интерполяции:

где: – число квартир в здании по заданию;
– наибольшее число квартир в выбранном диапазоне;
– наименьшее число квартир в выбранном диапазоне;
– наибольшая удельная нагрузка в выбранном диапазоне;
– наименьшая удельная нагрузка в выбранном диапазоне.
Исходя из теоретических положений рассчитаем удельную нагрузку квартир и суммарную нагрузку квартир для домов заданного типа (Таблица 1).
3) Силовая нагрузка общественных электроприемников, включая лифты, определяется с учетом соответствующих коэффициентов спроса:

где: – коэффициент спроса лифта по таблице П.2 [1];
– установленная мощность электродвигателя лифтовой установки;
– число лифтовых установок;
В девятиэтажных домах используются электродвигатели мощностью – 7 кВт, в шестнадцатиэтажных – 11 кВт (по таблице П.3 [1]).
Таблица 1 – Удельные нагрузки квартир
Кол-во этажей Кол-во секций Кол-во подъездов Кол-во квартир


шт. шт. шт. шт. шт. шт. кВт/кв кВт/кв кВт/кв кВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
9 эт. с газ. плит. 4 4 4*9*4=144 200 100 0.85 0,77 0,815 117,331
5 5 4*9*5=180 200 100 0,85 0,77 0,786 141,48
6 6 4*9*6=216 400 200 0,77 0,71 0,765 165,283
8 8 4*9*8=288 400 200 0,77 0,71 0,777 223,776
12 эт. с эл. плит. 3 3 4*12*3=144 200 100 1,5 1,36 1,438 207,13
4 4 4*12*4=192 200 100 1,5 1,36 1,371 263,27
5 5 4*12*5=240 400 200 1,36 1,27 1,342 322,08
6 6 4*12*6=288 400 200 1,36 1,27 1,320 380,275
16 эт. с эл. плит. 4 4 5*16*4=320 400 200 1,36 1,27 1,306 417,92
6 6 5*16*6=480 600 400 1,27 1,23 1,254 601,92
8 8 5*16*8=640 1000 600 1,23 1,19 1,226 784,64


Таблица 2 – Силовые нагрузки жилых домов
Кол-во этажей Кол-во подъездов Кол-во лифтов в подъезде Кол-во лифтов в доме Мощность 1-го лифта Суммарная мощность лифтов жилого дома Коэф. спроса лифтов Силовая нагрузка жилого дома





(кВт)
(кВт)

(кВт)
1 2 3 4 5 6 7 8
9 эт. с газ. плит.
4 1 4 7 28 0,7 19,6
5 1 5 7 35 0,7 24,5
6 1 6 7 42 0.6 25,2
8 1 8 7 56 0,5 28
12 эт. с эл. плит.
3 1 3 7 21 0,9 18,9
4 1 4 7 28 0,8 22,4
5 1 5 7 35 0,8 28
6 1 6 7 42 0,7 29,4
16 эт. с эл. плит. 4 2 8 11 88 0,6 52,8
6 2 12 11 132 0,5 66
8 2 16 11 176 0,5 88

4) Для выбора параметров электрических сетей жилых домов необходимо знать полную нагрузку:

где: , – коэффициенты мощности, характеризующие нагрузку квартир и лифтовых установок и равные соответственно: в домах с газовыми плитами, в домах с электрическими плитами и для лифтов (по таблице П.4 [1]).

Таблица 3 – Суммарные нагрузки жилых домов
Кол-во этажей Кол-во секций Кол-во домов Кол-во квартир Нагрузка квартир Коэф. мощность квартир Силовая нагрузка жилого дома Коэф. мощности лифтов Нагрузка жилого дома Суммарная нагр. жил. домов Полная нагрузка жилого дома Суммарная полная нагр.жил. домов

N

(кВт)
(кВт)

(кВт)
(кВт)
(кВА)
(кВА)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
9 эт. с газ. плит
4 4 4*9*4=144 117,33 0,29 19,6 1,17 136,93 547,72 148,3 593,2
5 3 4*9*5=180 141,48 0,29 24,5 1,17 165,98 498 180 540
6 16 4*9*6=216 165,28 0,29 25,2 1,17 190,48 3047,6 205,6 3289,6
8 3 4*9*8=288 223,77 0,29 28 1,17 251,77 755,3 270 810
12 эт. с эл. плит
3 16 4*12*3=144 207,13 0,2 18,9 1,17 224,14 3586 232,38 3718
4 8 4*12*4=192 263,27 0,2 22,4 1,17 283,43 2267 293,51 2348
5 4 4*12*5=240 322,08 0,2 28 1,17 347,28 1389 359,75 1439
6 8 4*12*6=288 380,27 0,2 31,5 1,17 408,63 3269 422,97 3384
16 эт. с эл. плит 4 8 5*16*4=320 417,92 0,2 52,8 1,17 471,78 3774,2 494,03 3952,2
6 8 5*16*6=480 601,92 0,2 66 1,17 670,82 5366,5 700,29 5602,3
8 1 5*16*8=640 784,64 0,2 88 1,17 869,28 869,28 906,18 906,18
ИТОГО: 25369 26582


5) Суммарная активная нагрузка жилых домов определяется по формулам:
.
В итоге максимальная суммарная жилая активная нагрузка будет равна:
? Р?жд = 25369,6 кВт
6) Определяем суммарную полную нагрузку жилых зданий:
максимальная суммарная полная жилая нагрузка будет равна:
? S?жд = 25369,6 кВА

1.2 Расчет нагрузок общественных зданий

1) Расчетная нагрузка общественного здании определяется по формуле:
,
где: – удельная нагрузка, кВт/ед.;
– характеристика общественного здания – количество расчетных единиц (проходимость).
2) Полная нагрузка общественного здании:
,
где: – коэффициент мощности бытовых потребителей определяют в соответствии с приложением П.5 [1].
Дальнейшие расчеты сводим в таблицу 4.
3) Определяем суммарную нагрузку общественных зданий из таблицы 4:
? Ро.у. = 7313 кВт
? Sо.у. = 7902,64 кВА
4) Общая максимальная активная нагрузка жилых зданий и общественных учреждений:
? Робщ.max = ? Р?ж.д. + ? Ро.у. = 25369,6 + 7313 = 32682,6 кВт
5) Полная максимальная суммарная мощность жилых зданий и общественных учреждений:
? Sобщ.max = ? S?ж.д. + ? Sо.у. = 26582,5 + 7902,64 = 34485,14 кВт
Таблица 4 – Нагрузка общественных зданий
Наименование общественного здания
кВт

кВт

кВА Кол-во зданий
кВт
кВА
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Школа 0,14 650 91 0.95 95,8 5 455 479
Больница 2,2 500 1100 0.93 1183 2 2200 2366
Поликлиника 0,15 1000 150 0.92 163,04 2 300 326
Аптека 0.11 100 11 0.83 13.3 9 99 119,7
Детский сад 0,4 600 240 0.97 247,4 7 1680 1731,8
Промтоварный магазин 0,11 200 22 0.9 24,44 7 154 171
Продовольственный магазин 0,14 200 28 0.8 35 7 196 245
Учебное заведение 0,03 650 19.5 0.92 21.2 2 39 42
Ресторан 0,9 95 85.5 0.98 87,25 1 85.5 87
Кафе 0,9 95 85.5 0.98 87,25 4 342 349
Химчистка 0,065 100 6.5 0.8 8.1 1 6.5 8.1
Парикмахерская 1,3 50 65 0.97 67 2 65 67
Почта 0,5 150 75 0.9 83,33 8 600 666,64
Лабораторный корпус 0,05 400 20 0.95 21.05 2 40 42
Учреждение 0,054 500 27 0.9 30 13 351 390
Гостиница 0,4 800 320 0.85 376,5 1 320 376
Кинотеатр 0,12 1000 120 0.92 130,4 1 120 130,4
Универсам 0,13 500 65 0.85 76,5 4 260 306
ИТОГО: 7313 7902,64








1.3 Определение расчетных нагрузок трансформаторных подстанций

При определении суммарной нагрузки следует учитывать следующие обстоятельства.
В городских сетях, учитывая неравномерный график нагрузки в течение суток и года, а также малую продолжительность максимума, может быть допущена загрузка трансформаторов в аварийном режиме до 140% по отношению к номинальной мощности.
Так как, крупные кинотеатры, универмаги, сооружения с массовым скоплением людей, действующих при искусственном освещении, операционные блоки больниц и роддомов, жилые здания высотой 16 этажей и выше и т.д., относятся согласно ПУЭ к I категории надежности электроснабжения и должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания. Полагая, что в каждой группе потребителей, питающихся от одной ТП, есть потребители I категории, приминаем ТП с установкой на каждом ТП по два трансформатора.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Руководство по выполнению электрической части дипломных проектов по тематике «Электрообеспечение района города». – Севастополь: СНЯЭиП.
2. Федоров А.А., Камнев В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984 г.
3. Правила устройства электроустановок 6-ое издание. М. Энергоатомиздат, 1986 г. – 645 с.
4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том 2, под редакцией Федорова А.А. М. Энергоатомиздат, 1986 г.
5. Коноплев К.Г. Специальные вопросы проектирования электрических сетей. СНИЯЭиП, 2003.
6. Бабурова Л.И., Зенова И.М. Методические указания по выполнению экономической части дипломного проекта на тему «Электрообеспечение района города» для специальности 7.090.603 «Электротехнические системы электропотребления». – Севастополь: СНИЯЭиП, 2003 - 26с.
7. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. М.: Высшая школа, 1991 г.
8. Справочник по ремонт и техническому обслуживанию электрических
сетей/под ред. К.М. Антипова, И.Е. Бандуилова.
М.: Энергоатомиздат, 1987 г. – 560 с.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки