Електрифікація населенного пункту

Работа из раздела: «Физика и энергетика»

/

1. Електричний розрахунок ЛЕП 0,4 кВ

1.1 Загальна характеристика населеного пункту

Населений пункт «Вертіївка» розташований в 72 км, від обласного центру м. Чернігова і в 15 кілометрах від районного центру м. Ніжина.

Населений пункт «Вертіївка» знаходиться в перехідній зоні Полісся та Лісостепу. Ніжинський адміністративний район відноситься до зони з достатнім зволоженням і помірним кліматом. Середня річна температура повітря складає +8 С. Мінімальна температура зафіксована у січні» - 35» С, а максимальна у липні +38 С. середньо річна кількість опадів досягає 450-500 мм, сніговий покрив нестійкий.

Вегетаційний період триває 180-200 днів. Рельєф населеного пункту це слабо хвиляста рівнина, розділена річками та болотами. На більшій частині території ґрунтові води досягають глибини 10-16 м місцями до 20 м, в широких замкнутих випадках 4-5 м, а на заплавах 2 м.

Ґрунти населеного пункту характеризуються слабоструктурністю і після великих дощів сильно запливають, погано пропускають воду. Вологість ґрунтів досить висока.

Основну площу займають чорноземні ґрунти. В невеликій кількості зустрічаються м'які суглинисті ґрунти. Чорноземи типові міцні містять в верхньому шарі ґрунту найбільшу кількість гумусу 5,36%.

Населення с. Вертіївка складає біля 4900 чоловік. Електропостачання населеного пункту «Вертіївка» здійснюється від Ніжинського РЕМ лінією 10 кВ. Постачання підстанцій здійснюється від ТП 35/10 кВ по фідеру Вертіївка. ТП 318 має 3 фідери: Хомине, Титівка, Кардаші.

На території населеного пункту змонтовано 4 трансформаторні підстанцій.

Також на території населеного пункту знаходиться молокозавод, по первинній обробці молока, який споживає 10000 кВт год. Водопостачання населеного пункту здійснюється з 3 свердловин глибиною 120 м.

Водопостачання централізоване, електроенергію що споживає свердловина становить 1500-2000 кВт год.

На території населеного пункту «Вертіївка» розташовуються:

Житлові будинки	Склад №1
Адміністративний будинок	АВМ-1,5А
Магазин пром. товарів	Будівельний двір
Дитячий садок	Клуб
Фермерський пункт	Торговий центр
Хлібопекарня	Магазин прод. товарів
Лазня	Церква
Гуртожиток	Загальноосвітня школа
Магазин	Гараж
Їдальня	АЗС
Кафе	Склад №2
Молокозавод	Ветеринарний пункт

Всі споживачі електричної енергії показані на плані населеного пункту.

1.2 Визначення електричних навантажень споживачів населеного пункту

Згідно з проектом існуюче споживання електричної енергії одним будинком на рік становить W=560 кВт•год. Знаючи річне споживання електричної енергії однією квартирою на рік, в залежності від перспективи проектування, яку приймаємо 5 років, розрахунковий рік 7-й, знаходимо розрахункове навантаження на вводі одного будинку [2]:

Р_р1б = 1,88 кВт.

Знаходимо денне і вечірнє навантаження на вводі в один будинок:

Р_д1б = Р_р1б •К_д = 188 0,4 = 0,75 кВт,

Р_в1б=Р_р1б•К_в= 1,88•1 = 1,88 кВт,

де Р_д1б, Р_в1б - відповідно денне і вечірнє навантаження на вводі в будинок, кВт;

Р_р1б - розрахункове навантаження на вводі одного будинку [2], кВт;

К_д, К_в - відповідно коефіцієнт денного і вечірнього максимуму.

Вибираємо навантаження на вводі для інших приміщень згідно [1] та заносимо їх до табл. 1.1.

Знаходимо загальне денне і вечірнє навантаження на 524 будинки:

Р_д524б = Р_{д 1б}•п•k_о= 0,75 • 524 • 0,24 = 94.32 кВт,

Р_в524б = Р_{в 1б}•п•k_о = 1,88 • 524 • 0,24 = 236.43 кВт,

де Р_д524б, Р_{в 5246} - відповідно загальне денне і вечірнє навантаження 524 будинків, кВт;

Р_{д 1б}, Р_е1б - відповідно загальне денне та вечірнє навантаження на вводі в один будинок, кВт;

п - кількість будинків, шт.;

k₀ - коефіцієнт одночасності, [2].

Так, як кількість решти приміщень 1 шт., то загальне денне і вечірнє навантаження буде дорівнювати навантаженню на вводі.

Сумарне денне і вечірнє навантаження по населеному пункту, кВт:

Р_д.н.п=Р_тах+ДР₁₊ДР₂+ДР₃+ДР_п,

де Р_д.н.п - сумарне денне навантаження по населеному пункту, кВт;

Р_тах - найбільше денне навантаження, кВт;

ДР₁ - денне навантаження, взяте з поправкою [2], кВт.

Таблиця 1.1. Визначення електричних навантажень споживачів

Найменування споживачів	Кількість	Навантаження на вводі	Коефіцієнт одночасності k0	Розрахункове навантаження	Двигун Рдв. кВт
		Рд, кВт	Рв, кВт		Рд, кВт	Рв, кВт
1. Житлові будинки	524	0,75	1,88	0,24	94,32	236,43
2. Клуб на 350 місць.	1	6	8	1	6	8
3. Адміністративні будинки	1	15	8	1	15	8
4. Торговий центр	1	40	25	1	40	25
5. Магазин промтоварів	1	6	6	1	6	6
6. Магазин прод. товарів	1	4	4	1	4	4
7. Дит. садок на 150 місць	1	30	20	1	30	20
8. Церква	1	3	3	1	3	3
9. Фельдшерський пункт	1	4	4	1	4	4
10. Школа на 300 місць	1	45	50	1	45	50
11. Хлібопекарня	1	5	5	1	5	5
12. Гараж на 15 автомашин	1	20	10	1	20	10
13. Лазня на 25 місць	1	8	8	1	8	8
14. їдальня на 50 місць	1	35	15	1	35	15
15. Гуртожиток на 130 місць	1	12	20	1	12	20
16. Кафе на 30 чоловік	1	10	8	1	10	8
17. Магазин на 3 роб. місця	1	2	4	1	2	4
18. АЗС місткістю до 300 mj	1	5	2	1	5	2
19. Склад №1 місткістю. 200т	1	20	1	1	20	1
20. Склад №2 з дроб. ОКУ-1	1	15	1	1	15	1
21.АВМ-1.5А	1	160	160	1	160	160
22. Молокозавод	1	30	25	1	30	25
23. Будівельний двір	1	15	1	1	15	1
24. Ветеринарний пункт	1	1	1	1	1	1
Всього	547				585,32	625,43

1.3 Вибір місця встановлення ТП 10/0,4 кВ та їх потужності

Місце встановлення ТП 10/0,4 кВ на плані населеного пункту вибираємо так, щоб ТП знаходилася в центрі електричних навантажень, щоб зручно було здійснити підхід ліній 10 кВ і вихід ліній 0,38 кВ, щоб ТП не заважала руху пішоходів і транспорту, щоб радіус дії ПЛ - 0,38 кВ не перевищував 1 км, щоб наближення до найближчих будівель не виходило за допустимі межі (не менше 6 км) [1].

Вибравши місце встановлення ТП 10/0,4 кВ та позначивши його на плані населеного пункту, проводимо лінії 0,38 кВ так, щоб були задіяні всі автоматичні вимикачі. Тому на лінії 2 розміщуємо самий потужний споживач так як автоматичний вимикач цієї лінії має найбільший струм розчіплювача. На лінії 3 розміщуємо приміщення з трохи меншою потужністю ніж лінії 2, так як автоматичний вимикач має трохи меншу вставку по струму. Найменшу вставку по струму має лінія 1.

Виконуємо розрахунок лінії 2 ТП-1 10/0,4 кВ.

Для всіх номерних приміщень загальне денне та вечірнє навантаження буде дорівнювати розрахунковому навантаженню на вводі так, як коефіцієнт одночасності і їх кількість дорівнює одиниці.

Знаходимо загальне денне і вечірнє навантаження лінії 2:

Р_{д л-2}=ДР_д28буд = 5,04 кВт,

де Р_{д л-2} - загальне денне навантаження лінії 2, кВт;

ДР_д28буд - поправка на існуюче навантаження 28 будинків [2], кВт;

Р_д1б - денне навантаження на вводі в 1 будинок, кВт;

п - кількість будинків, шт.;

к₀ - коефіцієнт одночасності, [2].

Р_{в л-2}=ДР_в28б= 12,63 кВт

де Р_вл-2 - загальне вечірнє навантаження лінії 2, кВт;

ДР_в28буд - поправка на існуюче навантаження 28 будинків [2], кВт;

ДР_в28б =P_в1б•n•k_o= 1,88• 28•0,24 = 12,63 кВт;

де Р_в1б - вечірнє навантаження на вводі в 1 будинок, кВт;

п - кількість будинків, шт.;

k₀ - коефіцієнт одночасності, [2].

Знаходимо розрахунковий струм лінії 2, А

.

де І_рл-2 - розрахунковий струм лінії 2, А

Р_{тах л-2} - максимальне загальне навантаження, кВт;

U_H - максимальна напруга лінії, U_H=0,38 кВ;

cosц - коефіцієнт потужності в максимум навантаження для ПЛ 10/0,4 кВ з комунально-побутовим навантаженням [2].

Знаходимо потужність вуличного освітлення лінії 2:

Р_{в.о Л-2}=Р_пит • l_Л-2 =5 • 900 = 4500 Вт.

де Р_{в.о Л-2} - потужність вуличного освітлення лінії 2, Вт;

Р_пит - питома потужність освітлення, Вт/м; [2];

l_Л-2 - довжина лінії 2, м.

Дані по розрахунку лінії 2 зводимо до табл. 1.2.

Розрахунок лінії 1 ведемо аналогічно а результати зводимо до табл. 1.2.

Знаходимо сумарне денне та вечірнє навантаження по ТП-1 10/0,4 кВ:

Р_дТП-1 = Р_{д Л-2}+ДР_дЛ-1=5.04+ 2.1 = 7.14 кВт,

де Р_{д ТП-1}, - сумарне денне навантаження по ТП-1 10/0,4 кВ, кВт;

Р_вТП-1 = Р_{в Л-2}+ДР_{в Л-1}=12,63 + 4.8 = 17.43 кВт,

де Р_вТП-1 - сумарне вечірнє навантаження по ТП-1 10/0,4 кВ, кВт;

Р_в.о.= Р_{в.о. Л-1}+ДР_{в.о. Л-2}=3+4,5=7,5 кВт

де Р_в.о. - сумарне вуличне освітлення, кВт.

Номінальне стандартне значення потужності силового трансформатора вибираємо із інтервалу економічних навантажень [3]:

S_е.н.м < S_{p ТП-1} <S_е.в.м

15 кВА < 19 < 30 кВА

S_H1 = 25 кВА

де S_е.н.м, S_е.в.м - відповідно економічна нижча і верхня межі навантажень, кВА; S_H1 - номінальна потужність ТП-1 10/0,4 кВ, кВА;

Отже, приймаємо трансформатор потужністю 25 кВА, дані по розрахунку заносимо в табл. 1.2.

Після вибору потужності силового трансформатора вибираємо тип автомата та струм розчіплювача [4].

Виконаємо розрахунок лінії 1 ТП-2 10/0,38 кВ.

Для всіх номерних приміщень загальне денне та вечірнє навантаження буде дорівнювати розрахунковому навантаженню на вводі так, як коефіцієнт одночасності і їх кількість дорівнює одиниці.

Знаходимо загальне денне і вечірнє навантаження лінії 1.

Р_дЛ-1=Р_{д лаз}+ДР_{д пр.м}+ДР_{д цер}+ДР_{д ф.п} =8 + 3,6 + 1,8 + 2,4 + 15,0 = 30,8 кВт,

Р_вЛ-1=Р_{в лаз}+ДР_{в пр.м}+ДР_{в цер}+ДР_{в ф.п} =8 + 3,6 + 1,8 + 2,4 + 15,0 = 30,8кВт.

Знаходимо розрахунковий струм лінії 1 ТП-2 10/0,4 кВ:

Знаходимо потужність зовнішнього освітлення лінії 1:

Р_{в.о Л-1}=Р_пит•l_Л-1 =5•1300 = 6500 Вт.

Аналогічно розраховуємо лінії 2 та З ТП-2 10/0,4 кВ. Результати розрахунку заносимо в табл. 1.2.

Знаходимо сумарне денне і вечірнє навантаження ТП-2 10/0,4 кВ:

Р_{д ТП-2} =Р_{д Л-2}+ДР_{д Л-3}+ ДР_{д Л-1} = 251.8 + 49,4 + 13,8 = 315 кВт,

Р_{в ТП-2} =Р_{в Л-2}+ДР_{в Л-3}+ ДР_{в Л-1} = 200,7 + 35.4 + 23.5 = 259.6 кВт,

Р_в.о=Р_в.оЛ-1+Р_в.оЛ-2+Р_в.оЛ-3 = 6.5 + 4.5 + 3.0 = 14 кВт.

Знаходимо повне розрахункове навантаження ТП-2

.

Номінальні значення потужності силового трансформатора вибираємо із інтервалу економічних навантажень [3] і приймаємо рівне 400 кВА:

S_е.н.м < S_{p ТП-2} <S_е.в.м,

340 кВА < 414 кВА < 415 кВА,

S_H = 400 кВА.

Дані по розрахунку ТП-2 10/0,4 кВ заносимо до табл. 1.2. Після вибору потужності силового трансформатора по [4] вибираємо тип автомата та струм разчіплювача.

Проводимо розрахунок лінії 3 ТП-3 10/0,4 кВ.

Для всіх приміщень загальне денне та вечірнє навантаження буде дорівнювати розрахунковому навантаженню на вводі так, як коефіцієнт одночасності і їх кількість дорівнює одиниці.

Знаходимо загальне денне і вечірнє навантаження лінії 3.

Р_{д л-з}=Р_{д школ}+ДP_{д my6}+ДР_{д гурт}+ДР_{д каф}+ДР_{д 25б} = 45+3,6+7,3+6,0+2,7= 64,6 кВт,

Р_{в л-з}=Р_{в школ}+ДP_{в my6} +ДР_{в гурт}+ДР_{в каф}+ДР_{в 25б}=50+4,8+12,5+4,8+11,3= 83.4 кВт.

Знаходимо розрахунковий струм лінії З ТП-3 10/0,4 кВ:

Знаходимо потужність зовнішнього освітлення лінії 3:

P_з.оЛ-1=P_num•l_Л-1=5•700 = 3500 Bт,

Аналогічно розраховуємо лінії 1 та 2 ТП-3 10/0,4 кВ. Дані по розрахунку заносимо в табл. 1.2.

Знаходимо сумарне денне і вечірнє навантаження по ТП-3 10/0,4 кВ:

Р_дТП-3 =Р_{д Л-3}+ДР_{д Л-1}+ДР_{д Л-2} =64,6 + 6,7 + 4,2 = 75,5 кВт,

Р_вТП-3 =Р_{в Л-3}+ДР_{в Л-1}+ДР_{в Л-2} =72,1 + 15 + 11,2 = 983 кВт,

Р_в.о=Р_{в.о Л-1}+Р_{в.о Л-2}+Р_{в.о Л-3}=2,5 + 4,5 + 5,0 = 12 кВт.

де Р_в.о - сумарне вуличне освітлення, кВт

Номінальне значення потужності силового трансформатора вибираємо із інтервалу економічних навантажень [3] і приймаємо рівне 630 кВА:

S_е.н.м < S_{p ТП-3} <S_е.в.м,

134 < 140,4 < 240,

S_H =160 кВА.

Дані по розрахунку ТП-3 10/0,4 кВ заносимо до табл. 1.2. Після вибору потужності силового трансформатора по [4] вибираємо тип автомата та струм разчіплювача.

Проводимо розрахунок лінії 1 ТП-4 10/0,4 кВ.

Для всіх приміщень загальне денне та вечірнє навантаження буде дорівнювати розрахунковому навантаженню на вводі, оскільки коефіцієнт одночасності і їх кількість дорівнює одиниці.

Знаходимо потужність зовнішнього освітлення лінії:

Р_з.оЛ-1=Р_пит •l_Л-1=5•400 = 2000 Вт.

Аналогічно розраховуємо лінію 2 та ТП-4 10/0,4 кВ. Дані по розрахунку заносимо в табл. 1.2.

Знаходимо сумарне денне і вечірнє навантаження по ТП-4 10/0,4 кВ:

Р_{д ТП-4} = Р_{д Л-2}+ДР_{д Л-1}=7 + 3,6 = 10,6 кВт,

Р_{в ТП-4} = Р_{в Л-2}+ДР_{в Л-1}=16,8 + 9,2 = 26 кВт,

Р_в.о =Р_{в.о Л-1} +Р_в.оЛ-2= 2,0 + 3,0 = 5 кВт.

де Р_в.о - сумарне вуличне освітлення, кВт

Знаходимо повне розрахункове навантаження ТП-4 10/0,4 кВт:

Номінальне значення потужності силового трансформатора вибираємо із інтервалу економічних навантажень [3] і приймаємо рівне 40 кВА:

26 < 37 < 69,

S_H = 40 кВА.

Дані по розрахунку ТП-4 10/0,4 кВ заносимо до табл. 1.2. Вибираємо тип автомата та струм разчіплювача [4].

2. Електричний розрахунок повітряних ліній з ізольованими проводами

2.1 Методика розрахунку повітряних ліній з ізольованими проводами

Перерізи проводів повітряних ліній електропередач перевіряються по економічній густині струму. Економічно доцільний переріз s, мм², визначається із співвідношення:

(2.1)

де І - розрахунковий струм в години максимуму енергосистеми, А;

J_ek - нормоване значення економічної густини струму, А/мм², для заданих умов роботи, вибирається по табл. 2.1.

Таблиця 2.1. Економічна густина струму ізольованих проводів

Економічна густина струму, А/мм2, при кількості годин використання максимуму навантаження в рік
Більше 1000 до 3000	Більше 3000 до 5000	Більше 5000
1,9	1,7	1,6

Переріз, отриманий в результаті вказаного розрахунку, округлюється до найближчого стандартного значення. Розрахунковий струм приймається для нормального режиму роботи, тобто збільшення струму в післяаварійних режимах мережі не враховуються.

Збільшення кількості ліній електропередач необхідних по умовам надійності електропостачання з метою задоволення економічної густини струму виконується на основі техніко-економічного розрахунку. При цьому для уникнення збільшення ліній допускається двократне перевищення нормованих значень, наведених в табл. 2.1.

В техніко-економічних розрахунках враховуються всі вкладення в споруджувану лінію, включаючи обладнання та камери розподільчих пристроїв на обох кінцях лінії. При реконструкції лінії враховується також повна вартість всіх робіт по демонтажу та монтажу лінії, враховуючи вартість апаратів і обладнання.

При використанні табл. 2.1 необхідно керуватися наступним:

При максимумі навантаження в нічний час економічна густина струму збільшується на 40%;

Для ізольованих проводів перерізом 16 мм² і менше, економічна
густина струму збільшується на 40%;

Для ліній однакового перерізу з п відгалужувальними навантаженнями економічна густина струму на початку лінії може бути підвищена в к_у разів, причому к_у визначається з формули:

(2.2)

де І₁, І₂,… І_n - навантаження окремих ділянок лінії;

l₁, l₂,… l_n - довжини окремих ділянок лінії;

L - повна довжина лінії.

При виборі перерізу проводів для живлення п однотипних, взаєморезервованих електроприймачів, з яких т одночасно знаходяться в роботі, економічна густина струму може бути підвищена проти значень які приведені в табл. 3.1 в к_п раз, де к_п дорівнює:

(2.3)

Вибір економічних перерізів проводів повітряних ліній, маючих проміжний відбір потужності виконуються для кожної із ділянок, виходячи із відповідних розрахункових струмів ділянок. При цьому для сусідніх ділянок допускається приймати однаковий переріз проводів, що відповідає економічному для найбільш протяжної ділянки, якщо різниця між значеннями економічного перерізу для цих ділянок знаходиться в межах однієї ступені по шкалі стандартних значень. Перерізи проводів на відгалуженнях довжиною до 1 км приймаються такими ж, як на ПЛ, від якої виконується відгалуження. При більшій довжині відгалуження економічний переріз визначається по розрахунковому навантаженні його відгалуження.

Для ліній електропередачі напругою 10 кВ приведені в табл. 2.1 значення густини струму допускається застосовувати лише тоді, коли вони не викликають відхилення напруги у приймачів електроенергії більше допустимих меж з врахуванням застосованих засобів регулювання напруги та компенсації реактивної потужності.

2.2 Вибір перерізу ізольованих проводів

Виконуємо електричний розрахунок по вибору перерізу ізольованих проводів для електричної мережі 0,4 кВ (на прикладі електричної мережі 0,4 кВ для електропостачання населеного пункту «Вертіївка» Чернігівської обл.

Для живлення приміщень прийнято чотири трансформаторні підстанції 10/0,4 кВ потужністю ТП 1-25 кВА, ТП 2-400 кВА, ТП 3-160 кВА, ТП 4-40 кВА (рис. 2.1). Трансформатори живиться від фідера «Вертіївка».

Рис. 2.1. Фрагмент схеми повітряної лінії 10 кВ від ПС 10/0,4 кВ

Визначаю допустимі втрати напруги ПЛ по відомому відхиленню на шинах 0,38 кВ для ТП.

V¹⁰⁰_ш = +5%, V²⁵_ш= -1%, V_спІІк=±7,5%.

1. Знаходжу сумарну втрату напруги в ПЛ 10/0,38 кВ

ДU¹⁰⁰_д0.38кВ= V¹⁰⁰_ш + Н¹⁰⁰_тр -ДU¹⁰ _тр - V_спІІк =5+10-4 - (-7,5)=18,5%.

Отриману сумарну допустиму втрату напруги розділяю приблизно порівно між лініями 10 і 0,38 кВ, трохи більшу втрату даю в мережу 0,38 кВ.

2. Знаходимо допустимі відхилення напруги у споживачів з навантаженням 25%, дане значення не повинно перевищувати межі +7,5%.

ДU = V²⁵ _ш+ Н²⁵_тр+ U²⁵_тр+ V²⁵_{сп ІІк.н} = -1 - 2,25 +10 -1 + 0 = +5,75%.

Результати розрахунку наведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2. Відхилення напруги у споживачів ТП 10/0,4 кВ

Елемент електроустановки	Навантаження
	100%	25%
1. Шини 10 кВ 2. ПЛ-10 кВ 3. Трансформатор 10/0,4 кВ надбавки втрати 4. Мережа 0,38 кВ	+5 -9 +10 -4 -9,5	-1 -2,25 +10 -1 0
Відхилення напруги у споживачів	-7,5	+5,75

Групування навантажень та складання розрахункових схем.

Виконую розстановку опор на лініях 0,38 кВ, спочатку розставляю опори на початку і в кінці ліній, а потім у розгалуженнях.

Потім дану відстань розділяю на рівні відрізки по 40-50 м, при цьому комбінуючи ці числа, і в місцях поділу встановлюю проміжні опори. Після цього стрілкою позначаю місце, звідки буде подаватися живлення у номерне приміщення та приміщення, що знаходиться поряд з ним, але на протилежній стороні вулиці. Однорідні приміщення, якими являються жилі будинки, групую в групу на довжині 100-120 м і замінюю їх навантаженням зосередженим і прикладеним в центрі групи. Вимірюючи відстань від місць прикладеного навантаження до наступного місця, з урахуванням масштабу, складаю розрахункову схему.

На розрахункових схемах вказую центри прикладеного навантаження, денну та вечірню потужність номерних приміщень, довжину ділянок.

Живлення споживачів здійснюється за допомогою ізольованих проводів.

Розрахункові схеми мережі 0,38 кВ

ТП-1 Лінія 1

ТП-1 Лінія 2

ТП - 2 Лінія 1

ТП-2 Лінія 2

ТП-2 Лінія 3

ТП-3 Лінія 1

ТП-3 Лінія 2

ТП-3 Лінія 3

ТП-4 Лінія 1

ТП-4 Лінія 2

Вибір перерізів проводів за мінімумом розрахункових затрат перевіркою їх на втрату напруги

Після групування навантаження і складання розрахункових схем, виконуємо розрахунок перерізів проводів і визначаємо втрати напруги в лініях ТП-1.

Знаходжу розрахункову денну та вечірню потужність на ділянках лінії 2 ТШ 10/0,4 кВ:

Р_{д ТП-1} =Р_{д 1-2}+ДР_{д 7б} =1.22 + Д (0.75•0.24•7)=2.12 кВт;

Р_{в ТП-1} =Р_{в 1-2}+ДР_{в 7б} = 2,24 + Д (1,88 • 0,24 •7) = 4.34 кВт;

Р_{д 1-2}=Р_{д 3-2}=122 кВт;

Р_в1-2 = Р_в3-2= 2,24 кВт;

Р_д3-2 = Р_д4б + ДР_б4б = (075 ? 0,24 ? 4) + Д (0,75 • 0,24 •4) = 0,72 + 0,5 = 1,22 кВт;

де Р_дТП-1, Р_вТП-1 - розрахункова денна і вечірня потужність відповідних ділянок, кВт;

Р_д1б, Р_в1б - денне і вечірнє навантаження на вводі в житловий будинок, кВт;

п - кількість будинків на ділянці, піт.;

к_о - коефіцієнт одночасності [2];

ДР_д, ДР_в - поправка на існуючу потужність [2].

3. Знаходжу повну денну та вечірню потужність на ділянках лінії 2:

де S_{д ТП-1}, S_{д ТП-1} - повна денна і вечірня потужність відповідної ділянки;

cosц=0,9 - коефіцієнт потужності при денному навантаженні;

cosц=0,92 - коефіцієнт потужності при вечірньому навантаженні.

4. Знаходжу повну еквівалентну потужність ділянок лінії 2:

S_{екв.ТП-1}= S_max·k₀ = 4,7· 0,7 = 3,29 кВА;

S_екв.1-2= S_max·k₀ =2.4•0,7 = 1,68 кВА;

S_екв.3-2= S_max·k₀ =3.3-0,7 = 2.3 кВА;

S_екв.2-4= S_max·k₀ =5.6-0,7 = 3.92 кВА;

За еквівалентною потужністю [2] вибираємо перерізи і марки основних проводів. Дані вибору заносимо до табл. 2.3.

Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 2. Так як
повна потужність при вечірньому навантаженні більша ніж при денному, то
розрахунок втрат напруги ведемо по вечірньому навантаженні:

ДU_ТП-1= ДU_пит•S_{в ТП-1}•l_ТП-1=0,463•4,7•0,052 = 0,11%;

ДU_1-2= ДU_пит•S_{в 1-2}•l_1-2=0,463•2,4•0,06 = 0,06%;

ДU_3-2= ДU_пит•S_{в 3-2}•l_3-2= 0,463• 3,3• 0,03 = 0,04%;

ДU_2-4= ДU_пит•S_{в 2-4}•l_2-4= 0,634•5,6• 0,04 = 0,14%;

де ДU_ТП-1 - розрахункова втрата напруги на даній ділянці, %;

S_{в ТП-1} - повна потужність відповідної ділянки, кВА;

l_ТП-1 - довжина ділянки, км;

ДU_пит - питомі втрати напруги в проводах ШІ-0,38 кВ, % на 1 кВ•А•км [2].

7. Знаходжу розрахункову втрату напруги від ТП до кінцевих точок ліній 2:

ДU_розТП-3= ДU_ТП-1+ ДU_1-2+ ДU_3-2 = 0.11 + 0.06 + 0.04+ = 0.21%;

ДU_розТП-4= ДU_ТП-1+ ДU_1-2+ ДU_2-4 =0.11 + 0.06 +0,14 = 0.31%.

8. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюємо з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰ > ДU_роз.

ДU_д¹⁰⁰=-8% > ДU_розТП-3=0,21%.

ДU_д¹⁰⁰=-8%> ДU_розТП-4=0,31%.

Розрахунок вибору проводів і визначення втрати напруги в лініях ТП-2.

Знаходжу розрахункову денну та вечірню потужність на ділянках лінії 1 ТП-2 10/0,4 кВ:

Р_{д ТП-1} =Р_д1-2 +ДР_д4б = 194 + Д (0,75 •4 •0,24) = 2,44 кВт;

Р_вТП-1 =Р_в1-2 +ДР_в4б = 6,75 + Д (1,88 • 4 •0,24) = 7,95 кВт;

Р_{д 1-2} = Р_{д 2-3} + ДР_д5б = 1,34 + Д (0,75•5•0,24) = 1,94 кВт;

Р_{в 1-2} = Р_{в 2-3} + ДР_в5б = 5,25 + Д (1,88•5•0,24) = 6,75 кВт;

Р_д2-3 = Р_д3-4 + ДР_д3-5 = 1,04 + 0,3 = 1,34 кВт;

Р_в2-3 = Р_в3-4 + ДР_в3-5 = 4,35 + 0,9 = 5,25 кВт;

Р_д3-4 =Р_д7б+ _ДРд4б = 0,75 ?7?0,24 + Д (0,75 •4 •0,24) = 0,84 + 0,2 = 1,04 кВт;

Р_в3-4 =Р_в7б+ _ДРв4б = 1,88? 7? 0,24 + Д (1,88• 4 •0,24) = 3,15 +1,2 = 4,35 кВт;

Р_д3-5 =P_д3б=P_д1б• n•k_о= 0,75• 3• 0,24 = 0,54 кВт;

Р_в3-5 =P_в3б=P_в1б• n•k =1,88•3•0,24 = 1,35 кВт;

де Р_дТП-₁, Р_вТП-1 - розрахункова денна і вечірня потужність відповідних ділянок, кВт;

Р_дІ6, Р_в16 - денне і вечірнє навантаження на вводі в житловий будинок, кВт;

п - кількість будинків на ділянці, шт.

к₀ - коефіцієнт одночасності [2];

ДР_д, ДР_в - поправка на існуючу потужність [2].

3. Знаходжу повну денну та вечірню потужність на ділянках лінії 1:

де S_дТП-1, S_eТП-1 - повна денна та вечірня потужність на ділянці, кВт;

cosц=0,9 - коефіцієнт потужності при денному навантаженні;

cosц= 0,92 - коефіцієнт потужності при вечірньому навантаженні.

4. Знаходжу повну еквівалентну потужність ділянок лінії 1:

S_{екв ТП-1} = S_max •kд = 8,64 •0,7 = 6,05 кВА;

S_{екв 1-2} = S_max •kд = 7,34 • 0,7 = 5,14 кВА;

S_{екв 2-3} = S_max •kд =5,69•0,7 = 3,98 кBA;

S_{екв 3-4} = S_max •kд = 4,73 •0,7 = 3,31 кВА;

S_{екв 3-6} = S_max •kд = 1,47•0,7 = 1,03 кВА.

За еквівалентною потужністю [2] вибираємо перерізи і марки основних проводів. Дані вибору заносимо до табл. 2.3.

Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 1. Оскільки повна потужність при вечірньому навантаженні більша ніж при денному, то
розрахунок втрат напруги ведемо по вечірньому навантаженні:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_вТП-1 •l_ТП-1 = 1,269 * 8,64 * 0,04 = 0,44%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_в1-2•l_1-2 =2,84•7,34•0,096 = 2%;

ДU_2-3 = ДU_num • S_в2-3 •l_2-3 = 2,84 •5,69 •0,06 = 0,97%;

ДU_3-4 = ДU_num • S_в3-4 •l_3-4= 2,84 •4,79 •0,04 = 0,54%;

ДU_3-6 = ДU_num • S_в3-6 •l_3-6 = 7,753 •1,47 •0,054 = 0,62%.

де ДU_num - питомі втрати напруги в проводах ПЛ - 0,38 кВ, % на 1 кВ•А•км [2]. ДU_ТП-1 - розрахункові втрати напруги на ділянці лінії, %;

S_вТП-1 - повна потужність відповідної ділянки, кВА;

l_ТП-1 - довжина ділянки, км;

7. Знаходжу розрахункову втрату напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-4 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 + ДU_3-4 = 0,44 + 2 + 0,97 + 0,54 = 3,95%;

ДU_розТП-6 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 + ДU_3-6 = 0,44 + 2 + 0,97 + 0,62 = 4,03%.

8. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰ > ДU_роз

ДU_д¹⁰⁰=8% > ДU_роз=4,03%

Так як є можливість змінити переріз проводів, то вибираємо додаткові проводи [2].

Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 1. Так як повна потужність при вечірньому навантаженні більша ніж при денному, то розрахунок втрат напруги ведемо по вечірньому навантаженні:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_вТП-1 •l_ТП-1 = 2,84 •8,64•0,04 = 0,9%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_в1-2•l_1-2 = 2,84•7,34•0,096 = 2%;

ДU_2-3 = ДU_num • S_в2-3 •l_2-3 = 7,753• 5,69 •0,06 = 2,44%;

ДU_3-4 = ДU_num • S_в3-4 •l_3-4= 7,753•4,73 •0,04 = 1,35%;

ДU_3-6 = ДU_num • S_в3-6 •l_3-6 = 7,753 •1,47 •0,054 = 0,62%;

11. Знаходжу розрахункову втрату напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-4 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 + ДU_3-4 = 0,9+2+2,44+1,35 = 6,69%;

ДU_розТП-6 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 + ДU_3-6 = 0,9+2+2,44+ 0,62 = 5,96%;

12. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰ > ДU_роз

ДU_д¹⁰⁰=8% > ДU_роз=6,69%

Дані розрахунків заносимо до табл. 2.3. Розрахунок перерізу проводів для лінії 2 та лінії 3 ТП-2 проводимо аналогічно даному розрахунку. Дані розрахунку та вибору заносимо до табл. 2.3.

Розрахунок вибору проводів і визначення втрати напруги в лініях ТП-3.

Знаходжу розрахункову денну та вечірню потужність на ділянках лінії 1 ТП-3 10/0,4 кВ:

Р_дТП-1 = Р_д1-2 + ДР_дпр23 = 194,2 + 3,6 = 197,2 кВт;

Р_вТП-1= Р_в1-2 + ДР_{в пр23} = 185,16 +1,2 = 186,8 кВт;

Р_д1-2 = Р_{д пр23} + ДР_д2-3 = 185 + 9,2 = 194,2 кВт;

Р_в1-2 = Р_{в пр23} + ДР_в2-3 = 185 + 0,6 = 185,6 кВт;

Р_д2-3=Р_{д пр 22}=15 кВт;

Р_в2-3=Р_{в пр. 22}=1 кВт.

де Р_дТП-1, Р_вТП-1 - розрахункова денна і вечірня потужність відповідних ділянок, кВт;

Р_{д пр 22}, Р_{в пр. 22} - денна і вечірня потужність номерних приміщень, кВт;

ДР_дпр23, ДР_{в пр23} - поправка на існуючу потужність [2].

Знаходжу повну денну та вечірню потужність на ділянках лінії 1:

де S_дТП-1, S_вТП-1 - повна денна та вечірня потужність на ділянці ТП - 1, кВт;

Р_дТП-1, Р_вТП-1 - Денна та вечірня потужність на ділянці ТП - 1, кВт;

cosц = 0,7 - коефіцієнт потужності при денному навантаженні;

cosц = 0,75 - коефіцієнт потужності при вечірньому навантаженні.

4. Знаходжу повну еквівалентну потужність ділянок лінії 1:

S_{екв ТП-1} = S_max •kд = 140,1 • 0,7 = 96,62 кВА;

S_{екв 1-2} = S_max •kд = 139,2• 0,7 = 95,15 кВА;

S_{екв 2-3} = S_max •kд=0,75•0,7 = 7,35KBA.

За еквівалентною потужністю [2] вибираємо перерізи і марки основних проводів. Дані вибору заносимо до табл. 2.3.

Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 1. Так як повна потужність при вечірньому навантаженні не більша ніж при денному, то розрахунок втрат напруги ведемо не по вечірньому навантаженні, а по денному:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_дТП-1 •l_ТП-1 = 0,463 •197,2•0,012 = 0,77%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_д1-2•l_1-2 = 0,463 • 194,2 • 0,04 = 2,52%;

ДU_2-3 = ДU_num • S_д2-3 •l_2-3 = 1,269 • 15 • 0,7 = 9,22%.

де S_дТП-1 - повна потужність ділянки від ТП до точки 1, кВА;

1_ТП-1 - довжина ділянки, км;

ДU_num - питомі втрати напруги в проводах ПЛ - 0,38 кВ, % на 1 кВ•А•км [2].

7. Розрахункова втрата напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-3 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 = 0,77 + 2,52 + 9,22 = 12,51%.

8. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰ > ДU_роз

ДU_д¹⁰⁰=8% ? ДU_роз=12,51%

9. Оскільки за допустимою втратою напруги переріз проводів не задовольняє, то змінюємо перерізи проводів [2].

10. Розрахунок втрати напруги на ділянках лінії 1. Так як повна потужність при вечірньому навантаженні не більша ніж при денному, то розрахунок втрат напруги ведемо не по вечірньому навантаженні, а по денному:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_дТП-1 •l_ТП-1 = 0,463• 197,2 • 0,012 = 0,77%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_д1-2•l_1-2 = 0,463 • 194,2 • 0,04 = 2,52%;

ДU_2-3 = ДU_num • S_д2-3 •l_2-3 = 0,634 •15 •0,7 = 4,65%.

11. Розрахункова втрата напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-3 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 + ДU_2-3 = 0,77 + 2,52 + 4,69 =7,94%.

12. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰ > ДU_роз

ДU_д¹⁰⁰=8% ? ДU_роз=7,94%

Дані розрахунків заносимо до табл. 2.3. Розрахунок перерізу проводів для лінії 2 та лінії З ТП-3 проводимо аналогічно даному розрахунку. Дані розрахунку та вибору заносимо до табл. 2.3.

Розрахунок вибору проводів і визначення втрати напруги в лініях ТП-4.

Розрахункова денна та вечірня потужність на ділянках лінії 1 ТП-4 10/0,4 кВ:

Р_дТП-1 = Р_д1-2 + ДР_дпр23 = 194,2 + 3,6 = 197,2 кВт;

Р_вТП-1= Р_в1-2 + ДР_{в пр23} = 185,6 + 1,2 = 186,8 кВт;

Р_д1-2 = Р_{д пр23} + ДР_д2-3 =185 + 9,2 = 194,2 кВт;

Р_в1-2 = Р_{в пр23} + ДР_в2-3= 185 + 0,6 = 185,6 кВт;

Повна денна та вечірня потужність на ділянках лінії 1:

4. Знаходжу повну еквівалентну потужність ділянок лінії 1:

S_{екв ТП-1} = S_max •kд =140,1•0,7 = 96,62 кВА;

S_{екв 1-2} = S_max •kд = 139,2•0,7 = 95,15 кВА

За еквівалентною потужністю [2] вибираємо перерізи і марки основних проводів. Дані вибору заносимо до табл. 2.3.

Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 1. Так як повна потужність при вечірньому навантаженні не більша ніж при денному, то розрахунок втрат напруги ведемо не по вечірньому навантаженні, а по денному:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_дТП-1 •l_ТП-1 =0,463•197,2•0,012 = 0,77%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_д1-2•l_1-2 = 0,463 •194,2 •0,04 = 2,52%;

7. Знаходжу розрахункову втрату напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-2 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 = 0,77 + 9,22 = 12,51%.

8. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰=8% ? ДU_роз=12,51%

9. Так як переріз проводів нас не задовольняє, то вибираю додаткові проводи [2].

10. Знаходжу розрахункові втрати напруги на ділянках лінії 1. Так як повна потужність при вечірньому навантаженні не більша ніж при денному, то розрахунок втрат напруги ведемо не по вечірньому навантаженні, а по денному:

ДU_ТП-1 = ДU_num • S_дТП-1 •l_ТП-1 =0,463-197,2-0,012 = 0,77%;

ДU_1-2 = ДU_num • S_д1-2•l_1-2 =0,463-194,2-0,04 = 2,52%;

11. Розрахункова втрата напруги від ТП до кінцевих точок лінії 1:

ДU_розТП-2 = ДU_ТП-1 + ДU_1-2 = 0,77 + 4,69 = 7,94%.

12. Отриману розрахункову втрату напруги порівнюю з відхиленням напруги у споживачів II категорії по забезпеченню електроенергією:

ДU_д¹⁰⁰=8% ? ДU_роз=7,94%

Дані розрахунків заносимо до табл. 2.3. Розрахунок перерізу проводів для лінії 2 та лінії З ТП-3 проводимо аналогічно даному розрахунку. Дані розрахунку та вибору заносимо до табл. 2.3.

Отримані перерізи ізольованого проводу округлюється до найближчого стандартного значення. Отже, приймається самонесучий одножильний в ізоляційній оболонці провід марки AAsXSn.

2.3 Перевірка перерізу проводів за умов втрат напруги

Переріз ізольованих проводів лінії 10 кВ, які вибрані по економічній густині струму, перевіряються на допустиму втрату напруги. При цьому фактична втрата напруги до найвіддаленішої точки у мережі не повинна перевищувати допустиму, тобто:

ДU<ДU_доп. (3.4)

Фактична втрата напруги в лінії (%):

ДU= (I_p•r_o•L + I_p•x_o•L)• 1/10U_H. (2.5)

де І_р - розрахунковий струм навантаження,

r₀, х₀ - питомі активний та реактивний опори проводу, для проводу AAsXSn-35, r₀= 0,85 Ом/км, х₀ = 0,4 Ом/км;

L - довжина лінії, L = 0,275 км;

U_H - номінальна напруга мережі, U_H = 0,38 кВ.

ДU= (38,6· 0,85·0,275 + 38,6 · 0,4 ·0,275) · 1/100 = 0,13%

Допустиме відхилення напруги ДU_дon. у споживача в нормальному режимі роботи дорівнює ±5%.

Оскільки ДU =0,13% < ДU_дon= 5%, умова (2.4) виконується, повітряна лінія матиме незначну втрату напруги.

2.4 Характеристика захисту електричної мережі напругою до 1000 В

Електрична мережа напругою до 1000 В повинна мати швидкодіючий захист від струмів короткого замикання, що забезпечує необхідну чутливість і по можливості селективне відключення пошкодженої ділянки.

Усі мережі усередині приміщень, що виконані відкрито ізольованими проводами, поряд із захистом від короткого замикання повинні мати захист від перевантажень. Величиною, що впливає, при коротких замиканнях і перевантаженнях є струм. Тому такі захисти називаються струмовими. Найпростішим струмовим захистом є плавкий запобіжник - це електричний апарат, призначений для захисту ланцюгів від надструмів. Він спрацьовує автономно, у залежності від ступеня і тривалості впливу струму, і не вимагає яких-небудь зовнішніх вимірювальних і керуючих кіл. Основними елементами запобіжника є плавка вставка і патрон.

В електричних мережах до 1 кВ одержали поширення запобіжники типів ПР (запобіжники з розбірними патронами без наповнювача), НПН (запобіжник з наповнювачем і з нерозбірним патроном), ПН (запобіжник з наповнювачем і з розбірним патроном), а також швидкодіючі запобіжники типів ПНБ, ПБВ, ПБФ.

Однак плавкі запобіжники є апаратами одноразової дії, що є їхнім великим недоліком, тому час широке поширення одержали автоматичні вимикачі.

Автоматичний вимикач призначений для автоматичного розмикання електричних кіл при ненормальних режимах роботи і для рідких оперативних переключень при нормальних режимах роботи.

Автомати забезпечують обмеження струмів у мережі, тому що вони відключають ланцюг до того, як струм короткого замикання в ній досягне значення i_у. В автоматичному вимикачі можна розрізнити наступні основні елементи: контакти з дугогасною системою; привід; механізм вільного розчіплювання; розчіплювач; допоміжні контакти.

Основним видом ушкоджень є:

- багатофазні й однофазні короткі замикання;

- замикання бувають: 1-фазне замикання на землю, 2 - фазне замикання, 2 - фазне замикання на землю; різні види 3 - фазного замикання.

Ненормальні режими роботи обумовлені короткими замиканнями і короткими чи тривалими перевантаженнями. У цих випадках в мережі з'являються надмірні струми (надструми). Ці струми можуть значно перевищувати номінальний струм кабеля. У випадку тривалого протікання струму, що може бути при коротких замиканнях знижується напруга в мережі. Тому мережі передбачається захист, що відключає його з появою надструмів, обумовлених короткими замиканнями.

2.5 Вибір пристроїв захисту в мережі до 1000 В

Автоматичні повітряні вимикачі і їхні характеристики

Автоматичні повітряні вимикачі випускають в одне-, двох- і трифазному виконанні постійного і перемінного струму. Вони забезпечуються спеціальним пристроєм релейного захисту, що у залежності від, типу вимикача у вигляді струмової відсічки, струмового захисту в залежної від струму витримкою часу у виді двоступінчатого струмового захисту. Для цього використовують розглянуті вище електромагнітні і теплові первинні реле прямої дії, а також напівпровідникові реле. Ці реле, як вказувалося, прийнято називати розчіплювачами.

Основними характеристиками автоматичного вимикача є номінальні струм І_а.н, номінальна напруга вимикачаU_а.н, помінальний струм розчіплювача І_рц.н, струм уставки (струм спрацьовування) ррозчіплювача (захисту) І_с.з

Номінальним струмом автоматичного вимикача називають найбільший струм, при якому вимикач може працювати протягом необмежено тривалого часу. Номінальна напруга вимикача дорівнює напрузі електричної мережі, для роботи в якій він призначений.

Номінальним струмом розчіплювача називають струм, тривале проходження якого не викликає спрацьовування розчіплювача. Током уставки розчіплювача називають найменший струм, при проходженні якого розчіплювач спрацьовує. Двоступінчатий захист має дві уставки струмів спрацьовування: уповільненого спрацьовування при перевантаженнях І_с.з.п і миттєвого спрацьовування при коротких замиканнях І_с.л.к.

Розчіплювачі автоматичних вимикачів А3100.

Ці автоматичні вимикачі є основною і найбільш масовою серією вимикачів що нині використовуються. Захист від перевантаження виконується в них тепловим реле (тепловим розчіплювачем). Його уставку не можна змінити в умовах експлуатації. Вимикачі А3160 забезпечуються тільки тепловим розчіплювачем. Сполучення теплового розчіплювача з максимальним електромагнітним розчіплювачем миттєвої дії дозволяє виконати двотупінчастий захист, при перевантаженнях діючу з витримкою часу, а при коротких замиканнях - миттєво. Такий пристрій називають комбінованим розчіплювачем. В умовах експлуатації його характеристику також не можна змінити.

Розчіплювачі автоматичних вимикачів А3700.

Крім вимикачів A3100 існує безліч інших, що відрізняються одне від іншого типів автоматичних вимикачів. Це привело до надмірної номенклатури деталей, вузлів і виконань апаратів. Для уніфікації створена єдина серія вимикачів А3700, що повинна поступово замінити всі інші конструкції в діапазоні струмів І_а.н = 160-630 А.

Розрізняють селективні (З) і струмообмежуючі (Б) автоматичні вимикачі А3700. Селективні вимикачі забезпечуються напівпровідниковим, що набудовується в умовах експлуатації розчіплювачем, що забезпечує двоступінчатий струмів захист з струмовою відсічкою з витримкою часу і максимального струмового захисту з залежною від струму витримкою часу. Використовуються також розчіплювачі тільки у виді струмової відсічки з витримкою часу.

Усі струмообмежуючі автоматичні вимикачі мають максимальний електромагнітний розчіплювач миттєвої дії. Для захисту від перевантаження в деяких з вимикачів передбачається тепловий чи напівпровідниковий розчіплювач. Струмообмежуючий пристрій під дією електродинамічних сил розмикає контакти вимикача при проходженні через них значних струмів к. з. незалежно від дії максимального розчіплювача. Причому відключення відбувається раніш, ніж струм к. з. встигне досягти свого максимального значення.

Вибір автоматичних вимикачів.

Автоматичні вимикачі мають різні характеристики і погрішності в роботі розчіплювачів, що необхідно враховувати при виборі уставок струму спрацювування. Вибір вимикачів здійснюєься з дотриманням наступних вимог: номінальна напруга U_а.н повинно бути не нижче напруги мережі, а здатність, що відключає - досить велика, щоб автоматичний вимикач міг відключати максимальні струми к. з., що проходять по лінії, що захищається; номінальний струм розчіплювача І_рц вибирається не меншим максимального робочого струму І_роб.маx, що довгостроково проходить по лінії, що захищається, з врахуванням можливого її перевантаження; якщо І_роб.маx не збігається зі стандартною шкалою номінальних струмів розчіплювача приймається найближче більше значення; таким чином, повинна виконуватися умова:

І_рц.н?І_роб.маx (3.1)

струми спрацьовування І_рц.н і І_роб.маx вибираються такими, щоб розчіплювачі не спрацьовували в нормальному режимі і при короткочасних перевантаженнях; струм короткочасного перевантаження І_пер визначається, як і при виборі плавких запобіжників; для розчіплювачів всіх автоматичних вимикачів уставка струму миттєвого спрацьовування:

І_с.з.к=(1,25 - 1,35) І_пер (3.2)

З аналізу захисних характеристик розчіплювачів випливає, що якщо прийняти струм уповільненого спрацьовування І_с.з.п рівним номінальному струму розчіплювача, тобто не менш І_роб.маx, та при струмі короткочасного перевантаження І_пер= 4І_рц.н вимикач А3700 у залежності від обраної характеристики зможе відключитися тільки через t_с.з=14 - 40 с. Для виключення спрацьовування розчіплювача в нормальному режимі приймається:

І_с.з.п=(1,1 - 1,3) І_роб.маx, (3.3)

тобто в загальному випадку І_с.з.п > І_рц. При цьому час спрацьовування розчіплювачів виявляються ще більшим. Розрахунки показують, що в мережах напругою до 1000В короткочасне перевантаження і тривалість її менше значень, зазначених вище. Тому вимикачі А3700 і «Електрон» з розчіплювачами, параметри яких обрані згідно вище наведених виразів, у нормальному режимі і при можливих короткочасних перевантаженнях не відключаються.

З аналізу захисних характеристик розчіплювача автоматичного вимикача АВМ (рис. 3.3) випливає, що при чотириразовому перевантаженні він спрацьовує значно швидше, ніж розчіплювачі вимикачів А3700 і «Електрон». Тому при виборі автоматичного вимикача з розчіплювачем за умовою (3.1) у всіх випадках по шкалі перевантажень установлюються максимальні уставки струму і часу. При цьому забезпечується відбудування від короткочасних перевантажень тривалістю до декількох секунд.

Для теплового елемента комбінованого розчіплювача автоматичного вимикача A3100 визначення струму спрацьовування І_с.з.п недоцільно, тому що його захисна характеристика, як вказувалося, не може бути змінена. Розглядаючи її, можна зробити висновок, що якщо вибрати вимикач з розчіплювачем, у якого номінальний струм не менш перевантаженнях вимикач не буде встигати відключатися (рис. 3.3). Тому для відбудування розчіплювачів вимикачів А3100 від струму перевантаження достатнім є умова ().

Розчіплювачі автоматичних вимикачів повинні задовільняти ряду вимог чутливості і по можливості діяти селективно.

Чутливість і селективність розчіплювачів автоматичних вимикачів.

У мережах, що захищаються тільки від струмів к. з., розчіплювачі автоматичних вимикачів з обраними уставками струму спрацьовування повинні задовольняти вимогам чутливості, що зводяться до наступного: мінімальний стрим короткого замикання І_кз.міn у найбільш віддаленій точці захищаємої лінії повинний бути більше номінального струму розчіплювача І_рц.н не менш чим в три рази; для автоматичних вимикачів що мають тільки.розчіплювачі миттєвого спрацьовування, повинно виконуватися співвідношення

І_к.міn?1,4І_с.з.к.

Допускається не перевіряти чутливість захисту по кратності струму короткого замикання у випадках, якщо:

- струм уставки миттєвого спрацьовування

І_с.з.к?І4,5І_довг,

де І_довг - довготривалий струм лінії, що захищається;

- струм уставки розчіплювача уповільненого спрацьовування, номінальний струм неналагоджуваного розчіплювача уповільненого спрацьовування

- І_с.з.п?1,5І_довг.

Для забезпечення селективного відключення послідовник встановлених автоматичних вимикачів захисні характеристики їх розчіплювачів не повинні перетинатися, причому уставки струму в розчіплювачі вимикача SF1, розташованого ближче до і точки живлення, повинні бути більше, ніж у розчіплювача автоматичного вимикача SF2, більш віддаленого від джерела живлення (рис. 4.1).

У випадку якщо характеристика розчіплювача першого вимикача, обрана за умовами, не задовільняє вимогам селективності, його уставки струму спрацювання І_с.з.п та І_с.з.к приймаються вище розрахункових. Наприклад, якщо струм короткого замикання вище найбільшого струму уставки миттєвого спрацьовування розчіплювача, найближчого до джерела живлення вимикача, то селективна дія можлива тільки за умови застосування автоматичного вимикача із селективним розчіплювачем.

При узгодженні захисних характеристик середню погрішність дії розчіплювачів приймають рівною ?t_с.з=±20% незалежно від типу вимикача.

Пояснювальна схема до вибору автоматичних вимикачів

У порівнянні з запобіжниками автоматичні вимикачі мають визначені переваги: у нормальному режимі і при будь-яких видах короткого замикання вони роблять відключення всіх трьох фаз, тим самим виключаються неповнофазні режими; вони є апаратами багаторазової дії, що дозволяє з їх допомогою виконати схеми мережної автоматики (УАПВ, УАВР); розчіплювачі автоматичних вимикачів є більш зробленими захисними пристроями, чим плавка вставка запобіжника. На основі напівпровідникових елементів можна виконати розчіплювач з будь-якою захисною характеристикою. Однак автоматичний вимикач значно дорожче запобіжника, що обмежує область його застосування.

Плавкі запобіжники і розчіплювача автоматичних вимикачів| вмикаються па повні фазні струми. Цим визначається необхідність їхнього відбудування від максимального робочого струму лінії, що захищається, що виявляється порівнянним зі струмом ушкодження, що проходить через захист при однофазних к.з. наприкінці протяжної (близько 1 км) лінії, що захищається.

Вибір автоматичних вимикачів

Здійсним вибір автоматичних вимикачів в мережі від ТП11 до споживача 16-поверхового будинку.

Вимикач QF1:

Навантаження Р_м=315 кВт, Q_м=268,6 кВАр

кВА

А

Обираємо вимикач А3710Б, з параметрами:

І_н=630 А, І_розч=600 А, І_откл=60 кА, U_н=380 В

І_откл>І_кз 60 кА>3,84 кА

Вимикач QF2:

І_р=159,2 А

Обираємо вимикач А3130, з параметрами:

І_н=200 А, І_розч=200 А, І_откл=14 кА, U_н=380 В

Вимикач QF3:

Обираємо вимикач А3110, з параметрами:

І_н=100 А, І_розч=63 А, І_откл=10 кА, U_н=380 В

Вимикач QF4:

Обираємо вимикач А3160, з параметрами:

І_н=50 А, І_розч=50 А, І_откл=4,15 кА, U_н=380 В

Захист від несиметричних коротких замикань.

Струми однофазного короткого замикання менше струмів при ушкодженнях між фазами через значний опір петлі фаза-нуль, а також через опір нульової послідовності силових трансформаторів, особливо з з'єднанням обмоток У/У0. Тому чутливість запобіжників і розчіплювачів автоматичних вимикачів при однофазних коротких замиканнях часто виявляється недостатньою.

Для повітряної лінії характерним ушкодженням є обрив проводу і падіння його на землю. Опір розтіканню обірваних і землі проводів, що стосуються, повітряних ліній напругою до 1000 В змінюється в широких межах. Тому забезпечити захист від однофазних коротких замикань на землю в мережах значно складніше, ніж в кабельних мережах промислових підприємств і міст.

Використання струму нульової послідовності дозволяє виконати захист більш чуттєвої, тому що необхідність її відбудування від максимального робочого струму відпадає. Такий захист можна включити в нульовий провід лінії, що захищається, чи на фільтр струму нульової послідовності. При спрацьовуванні вона повинна діяти на відключення комутаційного апарата. І може бути автоматичний вимикач чи керований запобіжник.

Мається ряд пропозицій по виконанню такого захисту. Захист містить двухпівперіодный випрямляч VS, що підключається до однотрансформаторного фільтра струму нульової послідовності TAZ, елемент порівняння напруги на конденсаторі С с постійною напругою, обумовленим неоновою лампою HV, і виконавчий тиристор VDT. При рівності зазначених напруг неонова лампа відкриває тріодний тиристор у ланцюзі електромагніта відключення YAT (незалежного розчіплювача). Комутаційний апарат відключається. Швидкість наростання напруги: на конденсаторі С визначається струмом ушкодження. Тому захист має залежну від струму витримку часу, обумовлену опором резисторів R4, R5. Мінімальні витримки часу в незалежній частині уставки рівні t_с.з.у = 0,3; 0,6 с. За допомогою резисторів Rl - R3 можна установити три значення (уставки) струму спрацьовування: І_с.з.у= 30, 60, 90 А. Резистор R6 необхідний для обмеження струму розряду неонової лампи.

Недоліком захисту типу ФО - 0,4 є необхідність відбудування струму спрацьовування від струму максимальної робочої несиметрії, що може досягати половини максимального робочого струму лінії. Розроблено захист, що не потребує відбудування від струмів несиметрії. Селективна дія захисту досягається за рахунок порівняння фаз струмів, що проходять у лініях і в нейтралі трансформатора. Але захист може подіяти неселективно, наприклад при обриві нульових проводів.

Більш вдалим рішенням, що забезпечує селективность і необхідну чутливість при однофазних коротких замиканнях на землю, є застосування окремих захисних нульових проводів. Але для цього потрібно реконструкція існуючих і проектування нових пятипровідних мереж.

Поряд з удосконалюванням захисту від ушкодження на землю доцільним варто вважати поліпшення захисних характеристик расцепителей автоматичних вимикачів для підвищення їхньої чутливості до однофазних коротких замикань.

Зокрема для вже експлуатованих автоматичних вимикачів типу «Електрон» і А3700 Уляновським політехнічним інститутом розроблений захист на основі інтегральних мікросхем, що реагує на вхідну величину виду:

|А| =І_фмаx + |k•3I_о|.

Для виділення з фазних струмів найбільшого струму І_фмаx використовують максиселектор. Захист має приблизно рівну чутливість до міжфазних і однофазних коротких замикань при

k =

Вона містить два ступені: струмову відсічку і максимальний струмовий захист із залежною витримкою часу. В даний час, освоєно також випуск автоматичних вимикачів серії ВА-50 із захистом, що містить комплект від коротких замикань на землю.

Принцип дії УЗО.

УЗО складається з підсумовуючого трансформатора струму, чуттєвого механізму, що відключає реле, відключення з контактною системою і ланцюга контролю (рис. 3.5). Через вікно трансформатора струми пропускаються всі робочі провідники (LІ, L2, L3, N). Якщо за місцем установки УЗО буде протікати струм на землю чи в захисний провідник РЕ, наприклад, у випадку замикання на корпус чи випадкового дотику людини до частини, що під напругою, векторна сума струмів у робочих провідниках, пропущених через трансформатор струму, буде мати значення відмінне від нуля, тобто з'явиться диференціальний струм. Наявність диференціального струму обумовлює поява електрорушійної сили у вторинній обмотці трансформатора струму, що за допомогою реле пускає в хід механізм відключення. Таким чином, відбувається швидке відключення ушкодженої частини мережі. Відповідно до першого закону Кирхгофа нормальна робота УЗО забезпечується і при несиметричному навантаженні. Те ж саме має місце при неповному числі робочих провідників (трифазні электроприемники без провідника N).

Робота вимикаючого реле з постійним магнітом (рис. 3.4) заснована на принципі суперпозиції (накладення) двох магнітних полів: магнітного поля постійного магніту і змінного магнітного поля, створюваного керуючою обмоткою. При включених контактах УЗО якір реле притягнуто до ярма котушки внаслідок дії магнітного поля постійного магніту. Протидіюча сила розтягнутої пружини спрямована на відтягування якоря. Після появи на керуючій обмотці через наявність диференціального струму, електрорушійної сили відбувається накладення постійного і змінного магнітного полів. У визначений момент негативного напівперіоду змінного струму в керуючій котушці при перевищенні величини диференціального струму заздалегідь установленого значення, що результуюча енергія магнітного поля виявиться менше потенційної енергії пружини, що викликає миттєве відпадання якоря, що впливає на механізм вільного розчіплювання, і розмикання контактів. Повторне включення виробляється вручну за допомогою ручки керування.

Споживана потужність УЗО при його спрацьовуванні складає близько 10^-4 Вт, що в багато разів менше, ніж можна було б досягти, використовуючи звичайну конструкцію реле з втягуванням якоря в котушку. Конструкція вимикаючого реле дозволяє одержати значення споживаної потужності близько 50 мкВт. Однак при такому чутливому виконанні не досягається достатня довгострокова експлуатаційна надійність.

Пояснювальна схема УЗО

З принципу дії УЗО випливає, що у випадку короткого замикання між робочими провідниками (без землі) УЗО не спрацьовує. Не відбудеться відключення й у випадку виникнення струму перевантаження. Таким чином, УЗО не здатно кваліфікувати наявність чи перевантаження короткого замикання, при якому струм ушкодження не протікає по землі чи захисному провіднику, як аварійний стан мережі. У зв'язку з тим, що УЗО не захищає ланцюг від надструмів, цей захист повинні забезпечити додатково встановлювані запобіжники чи автоматичні вимикачі, причому значення їхнього номінального струму вказує виготовлювач УЗО. Параметри додаткового запобіжника чи автоматичного вимикача визначають стійкість УЗО до короткого замикання. Тому для характеристики УЗО, у частині впливу на нього струмів короткого замикання, часто вживають більш точний термін - умовна стійкість до короткого замикання. Іншим рішенням проблеми є використання УЗО з вбудованим максимальним струмовим захистом.

Вимоги до підключення УЗО

При монтажі УЗО повинні бути виконані наступні умови:

а) відкриті провідні частини, що захищаються, повинні бути приєднані до захисного провідника;

б) захисні провідники вибираються у відповідності зі стандартом МЕК 60 364-5-54;

в) через вікно трансформатора струму повинні бути пропущені всі необхідні з погляду нормального функціонування УЗО робочі провідники;

г) УЗО повинно відключати всі робочі провідники кола, що захищається;

д) через вікно трансформатора струму пропускати захисний провідник (РЕ, РЕN) не потрібно;

е) до введення в експлуатацію УЗО повинно бути випробуване, а в процесі експлуатації його стан повинен періодично перевірятись.

3. Засоби контролю електроспоживання

Для впровадження багатозонного тарифу доцільно застосувати лічильник типу «Каскад». Лічильник призначений для використання в електричних мережах змінного трифазного струму напругою 0,4 - 110 кВ, локальних і дистанційних системах комерційного обліку перетоків потужності й електроенергії в енергопостачальних і генеруючих компаніях, локальних і регіональних системах керування енергоспоживанням, системах керування енергетичними підстанціями й електричними мережами, у сільському і комунальному господарстві, а також у побуті.

Лічильник зареєстрований у Державному реєстрі засобів вимірювальної техніки під номером У 1478-02.

Лічильник «Каскад» - це інтелектуальний багатофункціональний засіб виміру нового покоління, відкритий для нових застосувань і технологій, що виконує роль єдиного уніфікованого джерела одержання точної і достовірної вимірювальної і повідомлювальної інформації про контрольований об'єкт і ретранслятора командної інформації в таких системах керування:

* автоматизованих системах контролю і обліку електроенергії (АСКОЕ);

* системах керування електро- і теплоспоживанням;

* автоматизованих системах диспетчерського керування (АСДК);

* системах контролю і керування якістю електроенергії;

* автоматичних системах керування електроприводом та інших.

Лічильник задовольняє усім сучасник вимогам до лічильників активної і реактивної енергії відповідного класу точності з одночасним виконанням функцій ряду вимірювальних перетворювачів:

* активної і реактивної потужностей;

* струмів і напруг;

* частоти;

і реалізацією таких додаткових функцій:

* індикації повної потужності і коефіцієнта потужності;

* формування, видачі і ретрансляції команд керування комутаційними апаратами приєднання;

* телесигналізації стану комутаційної апаратури приєднань.

Лічильник реалізує новий прогресивний підхід до вирішення задачі забезпечення вимірювальною інформацією комплексних систем автоматизації електроенергетичних об'єктів, що полягає в розширенні спектру вимірів з одночасним зменшенням кількості реалізуючих їх засобів. Такі системи одержують нові властивості і переваги в порівнянні з існуючими, побудованими на основі декількох вимірювальних засобів, що відрізняються принципами дії, виконанням і метрологічними характеристиками.

Лічильник виконаний на сучасній цифровій елементній базі провідних світових фірм-виробників і розміщений у безпечному корпусі із ступенем захисту ІР40.

Лічильник здійснює виміри активної енергії прямого й оберненого напрямків і реактивної енергії в чотириквадрантній площині в режимі багатотарифності із записом профілю навантаження в трифазних три- і чотирипровідних електричних мережах при трансформаторному підключенні.

Інформація про параметри режимів подається лічильником у вигляді поточних і інтегральних значень. Перші з них - діючі значення фазних струмів і напруг, активні, реактивні і повні потужності, коефіцієнти потужності фаз та частота мережі - характеризують режим і стан об'єкту в даний момент часу і можуть бути використані для оперативно-диспетчерського керування режимом.

Другі (інтегральні значення) - усереднені значення активної, реактивної і повної потужностей на фіксованому часовому інтервалі.

Підсумки інтегрування або усереднення поточних вимірюваних значень на заданих часових інтервалах можуть бути використані для обліку і контролю вироблення і споживання електроенергії, діагностування електроенергетичного устаткування, вирішення завдань коротко- і довгострокового планування. Лічильник здійснює автоматичний перехід на літній-зимовий час.

Лічильник фіксує наступні вимірювані величини на розрахунковому інтервалі і час їхнього досягнення по кожній із тарифних зон:

* максимальні поточні активні потужності;

* максимальні усереднені активні і реактивні потужності;

* значення поточної реактивної потужності на час фіксації максимальної поточної активної потужності.

Вісім дискретних входів лічильника можуть бути запрограмовані для виконання функцій реєстрації стану комутаційної апаратури приєднання та прийому імпульсної інформації.

Для видачі результатів вимірів в імпульсному вигляді, керування навантаженням і тарифами зовнішніх пристроїв, у лічильнику є 8 дискретних виходів.

Для зв'язку й обміну інформацією в лічильнику використовуються цифрові інтерфейси:

* RS-485 при роботі в складі системи;

* RS-232 при роботі з комп'ютером через СОМ-порт.

У пам'яті лічильника зберігається ретроспектива наступних вимірюваних значень за різні часові періоди:

* отриманої і відпущеної активної енергії і реактивної енергії в чотириквадрантній площині по кожній із тарифних зон;

* максимальних усереднених активної і реактивної потужностей, дати і часу їхньої фіксації;

* максимальної поточної активної потужності, дати і часу її фіксації.

У пам'яті лічильника забезпечується збереження значень усереднених на заданому інтервалі активної і реактивної потужностей обох напрямків із глибиною збереження 15-хвилинних значень по 4-м каналах не менше 80 діб.

Рідинно-кристалічний індикатор (РКІ, 4 рядки по 20 символів кожний) забезпечує можливість перегляду в алфавітно-цифровому виді як поточної, так і архівної інформації за різні часові періоди. РКІ може працювати в основному або допоміжному режимах, які відрізняються переліком відображуваних параметрів, що задаються при параметруванні лічильника. При виявленні помилки в роботі лічильника, РКІ переходить у режим індикації коду помилки.

Лічильник здійснює синхронні виміри з іншими лічильниками, самодіагностику з індикацією відхилень від нормального режиму і захист даних від несанкціонованого доступу, працює при наявності живлення хоча б на одній з фаз. Лічильник реєструє час та дату ввімкнення, вимкнення, несанкціонованого доступу, параметрування, корекції часу (50 останніх подій кожного виду), зміни кількості підключених фаз напруги (100 останніх змін).

Основні технічні характеристики лічильника

Діапазон виміру струмів, А 0,05 - 6,0

Діапазон виміру напруг, В 46 - 250

Діапазон робочої частоти, Гц 47,5 - 52,5

Номінальна фазна робоча напруга, В «Каскад» 57,7

«Каскад-04» 220

Діапазон робочої температури,°С -20 - +60

Клас точності лічильника активної і реактивної енергії 0,5

Споживана потужність на фазу не більше, ВА 2,0

Максимальна кількість розрахункових періодів за добу 48

Максимальна кількість сезонів 12

Клас точності інтегрованих лічильником вимірювальних перетворювачів струму, напруги, активної і реактивної потужності, частоти 0,5

Коефіцієнт передачі імпульсного виходу, «Каскад» 10000 імп/кВтг, (імп/кварг)

«Каскад-04» 3000

Протокол зв'язку МЕК 1107

Збереження даних і календаря при відсутності живлення, років до 5

Габарити, мм 183х305х89

Термін служби, років не менше 25

Алгоритми роботи лічильника забезпечують практичну незалежність точності вимірів від випадкових перешкод, зміни частоти в межах робочих умов і гармонійного складу вимірювання сигналів.

Багатофункціональний лічильник «Каскад» - це завжди точний, достовірний і повноцінний облік електроенергії, у тому числі в реальних робочих умовах експлуатації електричних систем, коли можливі значні відхилення показників якості електроенергії від їх нормованих стандартних значень і виникнення додаткових втрат електроенергії, зумовлених несинусоїдальністю кривих струмів і напруг і несиметрією живлячої мережі, а також нелінійністю, несиметрією і нестаціонарністю режимів споживання.

Багатофункціональний лічильник «Каскад» - основа побудови сучасних розподілених багаторівневих систем обліку і керування електричною, потужністю й енергією, що реалізують перспективну концепцію - інтелектуальний лічильник і не інтелектуальний пристрій збору даних. Перелік параметрів, що надається лічильником є цілком вичерпним для вирішення за допомогою таких систем з єдиних позицій задач комерційного обліку електроенергії і потужності по тарифах, що залежать від часу, класів напруги і якості електроенергії; технологічного регулювання електропостачання; комерційного керування електро- і теплоспоживанням і керування якістю електричної енергії із швидкістю реальних процесів.

Багатофункціональний лічильник «Каскад» - ефективний інструмент для здійснення енергетичного менеджменту і впровадження енергозберігаючих технологій.

Багатофункціональний лічильник «Каскад»

Схема включення лічильника в трифазну, трьохпровідну мережу з двома трансформаторами струму і трьома трансформаторами напруги.

Схема підключення входів і виходів, зовнішньої батареї живлення, інтерфейсу RS-485

Пристрій оптичного зв'язку. Пристрій оптичного зв'язку ОП-232 РСГИ.467769.001 призначено для зв'язку лічильника електроенергії багатофункціонального з персональним комп'ютером ПЕОМ через гальванічно розв'язаний інтерфейс RS232 з метою програмування лічильника і зчитування показників електроенергії. Основні технічні характеристики. Живлення ОП здійснюється від інтерфейсу RS/2 ПЭВМ номінальною напругою 5 В±10%. Споживання ОП - не більш 250 мА. Швидкість обміну інформацією встановлюється дискретно: 2400 біт/с; 4800 біт/с; 9600 біт/с; 19200 біт/с; 38400 біт/с; 57600 біт/с; 115200 біт/с. Відстань оптичного зв'язку ОП з лічильником - не менш 1,5 м.

Показники надійності: термін служби ОП - не менш 12 років; середній час наробітку ОП на відмовлення повинен складати не менш 18000 годин.

Конструктивно ОП виконано в пластмасовому корпусі з вбудованим кабелем зв'язку і живлення. На кришці розміщені перемикачі і таблиця установки швидкостей обміну інформацією. Для механічної фіксації ОП напроти оптичних приймачів-передавачів лічильника на корпусі ОП передбачені магнітні вставки.

Швидкість обміну інформацією при різних положеннях перемикачів

Швидкість біт/с	SА1:1	SА1:2	SА1:3
115200	0	0	0
57600	1	0	0
38400	0	0	1
19200	0	1	0
9600	1	1	0
4800	1	0	1
2400	0	1	1
Тест	1	1	1

Живлення ОП здійснюється від ПЕОМ через вихід РS/2П ПЕОМ і розєм ХР1 ОП і стабілізується в ОП стабілізатором типу LТ1303-5.

Конструкція ОП: 1 - корпус; 2 - корпус; 3 - кабель для з'єднання блоку ОП-232 з портом комп'ютера; 4 - табличка положень перемикачів; 5 - етикетка; 6 - оптичний приймач-передавач; 7 - перемикачі, що установлюють швидкість обміну даними

Схема підключення ОП

4. Охорона праці

4.1 Аналіз шкідливих чинників на ТП 10/0,4 кВ

Основною небезпекою при обслуговуванні і експлуатації трансформаторної підстанції (ТП) 10/0,4 кВ є можливість ураження працюючого електричним струмом в результаті дотику до струмоведучих частин. При чому включення в електричну мережу людини можливе як на напругу 10 кВ, так і на напругу 0,4 кВ.

Також до небезпечних чинників відносять завантажувально-розвантажувальні роботи при заміні або монтажі трансформатора, а також при його викочуванні з приміщення ТП. Небезпечним чинником є наявність гарячих речовин та газового обладнання при ремонті та ревізії кабельних воронок.

При виконанні робіт на ТП на працюючого діє ряд шкідливих чинників. До таких чинників відносять незадовільні санітарно-гігієнічні умови в приміщенні ТП. Це пов'язано з наявністю великої кількості пилу в приміщенні.

Також шкідливими чинниками є робота зі свинцем при встановленні накінечників на кабелі та наявність токсичних парів трансформаторного масла.

Оскільки приміщення ТП не облаштоване обігрівом, то при виконанні робіт в холодний період року є загроза надмірного переохолодження робітників. При довготривалій роботі в умовах холодного мікроклімату знижується загальна опірність організму до розвитку захворювань м'язової і суглобної систем.

4.2 Захисні заходи безпечної експлуатації ТП 10/0,4 кВ

Профілактичні заходи при експлуатації ТП 10/0,4 кВ.

Для запобігання включення людини в електричну мережу застосовують ряд заходів. Щоб запобігти контакту зі струмоведучими частинами, їх встановлюють у недоступних місцях. Так кабельні лінії прокладено в кабельних каналах, які закриті плитами.

Струмоведучі шини встановлюють на недоступній висоті. Комутаційна апаратура знаходиться у спеціальних шафах, тобто їх струмоведучі частини відмежовані від проходів.

Трансформатор встановлюють так, щоб показник рівня і температури масла був зручно розташований для спостереження за ними без зняття напруги. На вході у приміщення, де розташовано трансформатор, встановлюють захисний бар'єр для попередження про небезпеку.

Для орієнтації в електроустановці проводять маркування її елементів. На трансформаторі вказують його номер та номінальні параметри. Струмоведучі шини фарбують у відповідний колір: фаза А - жовтий, В-зелений, С - червоний, заземлену нейтраль - у поздовжні жовто-зелені смуги. На дверях ТП вказується: номер ТП, місця розташування трансформатора (Т), розподільчого пристрою 0,4 кВ (РП - 0,4 кВ), розподільчого пристрою 10 кВ (РП-10 кВ). При завантажувально-розвантажувальних роботах, як правило, користуються автокраном. Для запобігання аварійних ситуацій кран повинен бути відповідної вантажопідйомності і довжини стріли. Для зручного монтажу (демонтажу) трансформатора повинен забезпечуватися зручний під'їзд до місця проведення робіт. Для зручного встановлення трансформатора у фундаменті передбачено направляючі. Для закріплення на направляючих передбачені упори, що встановлені з обох боків трансформатора.

При виконанні робіт з використанням газового обладнання необхідно перевірити справність елементів обладнання. Балони повинні пройти перевірку. Для запобігання потрапляння в дихальні шляхи людини пилу та парів трансформаторного масла необхідно користуватися захисними засобами для дихання, такими, як респіратори. При роботі з використанням свинцю, для запобігання потрапляння його в організм людини, працівник повинен користуватись рукавицями.

При роботі на холоді необхідно застерігатись від надмірного охолодження організму та забезпечувати його швидке зігрівання. Теплий одяг попереджує надмірне охолодження організму людини

Але важливим є організація періодичних перерв у роботі з метою зігрівання.

Захисне заземлення ТП напругою 10/0,4 кВ.

Захисному заземленню підлягають корпуса трансформаторів, каркаси щитків і шаф, металеві конструкції ТП.

Вихідні дані:

напруга устаткування, що заземлює, 10 кВ і 0,4 кВ;

до заземлення приєднується нейтраль мережі напругою 0,4 кВ;

виміри проводилися при сухому ґрунті, = 70 Ом.м;

ґрунт у місці спорудження ТП - суглинок, глибиною залягання 3 м;

натуральних заземлювачів немає;

довжина кабельних ліній з боку 10 кВ l_к= 2,64 км;

Розрахунковий струм замикання на землю з боку 10 кВ:

I_з=I_пит.і l_k.i; (5.1)

І_пит - питомий струм замикання на землю, для кабелю перетином 95 мм² дорівнює 1А/км [5]

Довжина кабельних ліній 10 кВ дорівнює 2,64 км.

І_з=1·2,64=2,64 А.

Так як до заземлюючого пристрою приєднані корпуси устаткування напругою до 1000 В и вище (400 і 10000 В), опір заземлюючого пристрою повинен задовольняти двом умовам: R_з<125/Із і R_з<4 Ом.

За першою умовою:

R_з<, (5.2)

R_з< Ом,

приймаємо Rз = 4 Ом як найменшу.

Розрахунок заземлення ведеться методом коефіцієнта використання електродів.

Заземлюючий пристрій являє собою прямокутник, розміром 10х16 м.

Як горизонтальний електрод, застосовується смугова сталь перетином 4х12 мм. Горизонтальний електрод розташовується на глибині від поверхні 0,8 м.

Опір одного вертикального заземлювача визначаємо за формулою:

(5.3)

де _гр=70 Ом·м - питомий опір ґрунту;

l - довжина вертикального електрода, м, l = 2,2 м;

d - діаметр вертикального електрода, м, d = 15 мм;

H - відстань від поверхні до середини заземлювача, м

, (5.4)

де H₀ - відстань від поверхні до вертикального електрода, H₀=0,8 м.

м.

План розташування заземлювачів у ґрунті.

Довжина сполучної смуги дорівнює периметру прямокутника 10х16 м.

Опір з'єднувальної смуги визначаємо за формулою:

r_г=, (5.5)

де b - ширина горизонтального електрода, b = 0,004 м;

l_г - довжина горизонтального електрода, l_г= 52 м;

Ом.

Знайдемо опір заземлювача з урахуванням коефіцієнтів використання:

R_г=, (5.6)

R_в=, (5.7)

де r_г і r_в - опору горизонтального і вертикального заземлювачів без урахування коефіцієнтів використання заземлювачів;

_г і _в - коефіцієнти використання заземлювачів, горизонтального і вертикального відповідно.

_г = 0,4, при n = 10 шт.:

_в = 0,66, при n = 10 шт.:

R_г= Ом.

R_в = Ом.

Загальний опір заземлювача:

R_з = (6.8)

R_з= Ом.

В електроустановках напругою до 1000 В опір заземлюючого пристрою повинен бути не більш 4 Ом. Наш розрахунок заземлення задовольняє цій умові: 4 Ом > 2,82 Ом.

Електрозахисні засоби.

Для обслуговування персоналом ТП, передбачені наступні електрозахисні засоби, основними з яких в електроустановці напругою 10 кВ є:

ізолююча штанга ШО-10 У4-2 шт.;

ізолюючі кліщі 10 кВ-1 шт.;

покажчик напруги УВН-10-2 шт.

2. Основні електрозахисні засоби, прийняті в електроустановках напругою до 1000 В:

кліщі електровимірювальні на напругу 0,4 кВ Ц91-1 шт.;

покажчик напруги на 0,4 кВ УНН-1Ш-1 шт.;

діелектричні рукавички - 2 пари.

3. Додатковими електрозахисними засобами в електроустановці напругою 10 кВ є:

діелектричні рукавички -2 пари;

переносне заземлення ШЗП-10У4-6 шт.;

боти діелектричні-2 пари;

килим гумовий-3 шт.;

плакати безпеки-10 комплектів.

4. Додаткові електрозахисні засоби в електроустановках напругою до 1000В:

діелектричні галоши-2 пари;

килим гумовий-3 шт.;

переносне заземлення-6 шт.;

плакати безпеки-10 комплектів.

4.3 Пожежна безпека на ТП 10/0,4 кВ

На ТП присутні наступні горючі матеріали: трансформаторне масло, паперова і полівінілхлоридна ізоляція кабелів, ізоляція електричних апаратів.

По класу пожежонебезпеки приміщення ТП відноситься до класу П-ІІ.

Згідно СНіП ІІ-2-80 «Протипожежні норми проектування будинків і споруджень» приміщення ТП відноситься до категорії В.

По класифікації можливих пожеж приміщення ТП відноситься до класу (Е) - пожежі, зв'язані з горінням електроустановок.

На ТП напругою 10/0,4 кВ можливі наступні причини пожежі:

1. Незадовільний стан контактів;

2. Перегрів провідників;

3. Короткі замикання електроустаткування;

4. Вибух трансформатора при коротких замиканнях з наступним загоранням трансформаторного масла;

5. Несправність чи порушення роботи (режиму) електроустаткування;

6. Необережне поводження з вогнем;

7. Проведення зварювальних робіт у приміщенні трансформаторної підстанції.

Основними пожежно-профілактичними мірами будуть наступні:

1. Обмеження поширення виникаючого пожежі за допомогою раціонального планування будинку, застосування неспалених конструкцій, пристрою протипожежних перешкод.

2. Заборона паління в приміщенні ТП.

3. Своєчасне прибирання приміщення ТП від пилу та матеріалів що можуть викликати загорання.

4. Контроль за станом контактів.

Засобами гасіння пожежі на ТП є ручні порошкові вогнегасники ОПС-10. Тривалість дії вогнегасника 30 секунд.

Перелік джерел

електрифікація провід напруга населений

1. ГКД 340.000.002-97. Визначення економічної ефективності капітальних вкладень в енергетику. Методика. Енергосистеми та електричні мережі. Міненерго України.-1997.

2. ГОСТ 13109-97 Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Киев, Госстрой Украины, 1999.

3. ДБН В. 2.5-23-2003. Проектування електрообладнання обєктів цивільного призначення. Затверджено наказом Держбуд України №160 від 24.09.2003. -К.: 2004.

4. Енергозбереження - пріоритетний напрямок державної політики України / Ковалко М.П., Денисюк С.П.; Відпов. ред. Шидловський А.К.- Київ: УЕЗ, 1998.-506 с.

5. И.А. Будзко, М.С. Левин. Электроснабжение сельскохозяйственных предприятий и населенных пунктов. - М.: Агропромиздат, 1985.

6. И.Е. Цигельман. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. - М.: Высш. шк. 1988. - 319 с.

7. Каталог заказа типовых КТП. - Х.: завод 'Укрэлектроаппарат', 1996.

8. Конюхов Е.А. Электроснабжение объектов. - М. Издательство «Мастерство», 2002. - 320 с.

9. Методические указания по технике безопасности при эксплуатации опытно-промышленных линий электропередачи напряжением 0.38 кВ со скрученными вокруг неизолированного нулевого несущего провода изолированных фазных проводов АМКА. - М. 1995

10. Правила користування електричною енергією. Затверджено постановою НКРЕ України №28 від 31.07.96р.

11. Правила устройства опытно - промышленных воздушных линий электропередачи напряжением до 1кВ с самонесущими изолированными проводами АМКА ПУ ВЛИ до 1кВ АМКА - М. 1995

12. Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР. - 6-е изд., переработ. й доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. -648 с.

13. Притака І.П., Козирський В.В. Електропостачання сільського господарства. К.: Урожай, 1995. -304 с.

14. Р 50-072-98 Методика розрахунку технологічних втрат електроенергії в мережах електропостачання напругою від 0.38 до 110 кВ включно. Київ: Держстандарт України, 1999. - 66 с.

15. Рекомендации по проектированию опытно - промышленных воздушных линий электропередачи напряжением 0.38 кВ с самонесущими изолированными проводами типа АМКА. - М. 1995

16. Справочник по проектированию электроснабжения/ Под ред. Л.Е. Федорова, Ю.Г. Барыбина и др.- М.: Энергоатомиздат, 1990.-576 с.

17. Техническая информация об изолированных проводах, скрученных в жгут для ВЛ 0.38кВ АМКА. Под редакцией: Й.Г. Барг, А.Н. Жулев, С.В. Коробанов - М. 1995