Диссертация Кинжибаев

шин и т.п. В качестве послеаварийного режима принимается режим при повреждении одного луча магистрали.

Расчет наибольшего тока в послеаварийном режиме работы:

	I РАСЧП.АВ.					S П.АВ.
				3	U НОМ n П.АВ.				(3.2)
	где SП.АВ. – мощность нагрузки кабеля в послеаварийном режиме
	работы, кВА;
	Uном – номинальное напряжение кабеля, кВ;
	nП.АВ. – количество кабелей в послеаварийном режиме работы
	I РАСЧП. АВ.			310.74			236,06А
				3	0,38 2
	Iдоп = Iдоп.табл.·kn· kt ·kзагр.,								(3.3)

где Iдоп.табл. – допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией, прокладываемых в земле.

Iдоп.табл 120(3) = 295 А для трехжильных алюминиевых кабелей с пластмассовой изоляцией, в нашем расчете применяются кабель четырехжильный, согласно ПУЭ п.1.3.7. длительно допустимые токовые нагрузки для четырехжильных кабелей до 1 кВ с резиновой или

пластмассовой изоляцией применяется коэффициент 0,92

Iдоп.табл 120(4) = Iдоп.табл 120(3) * k = 295 * 0,92 =271,4 А

kn – коэффициент прокладки, учитывающий число кабелей,

проложенных в траншее, приведены в таблице [8] табл. 1.3.26.

Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей,

лежащих рядом в земле (в трубах или без труб) kn:

Таблица 3.1 – Поправочный коэффициент

Расстояние между кабелями	Коэффициент при количестве кабелей
в свету, мм2
	1	2	3	4	5	6
100	1	0,9	0,85	0,8	0,78	0,75

21

kt – поправочные коэффициенты на токи при расчетной температуре среды, принимаются равным 1,06 [8] табл 1.3.3.

k загр = 0,7 - коэффициент загрузки в нормальном режиме

k загр = 1,15-коэффициент загрузки в послеаварийном режиме,

Iдоп 271,4 0,8 1,06 0,7 161,1А

IПдоп.АВ. 271,4 0,9 1,06 1,15 297,75А

Следовательно, выбираем к прокладке четыре кабеля сечением 120

мм2.

3.3 Проверка выбранных сечений по допустимым потерям

напряжения

Допустимые потери напряжения в сетях 0,38 кВ в нормальных режимах не должны превышать 5%.

Потери напряжения определяем по следующей формуле:

U P r0 Q x0 l

	U ном		(3.4)
где r0, x0 – активное и реактивное сопротивление на единицу длины
линии;
l – длина линии, км
U	U	100%
			(3.5)
	U ном

Пример расчета приведен для дома №12:

Суммарные потери напряжения от ТП1 до здания №12 будут равны:

U лин.1	296, 61 0, 258 92, 64 0, 076 0,16 8, 79
		0,38 4			В
	U лин.1%		8,79		100 2,31
		380			%

22

4. Качество напряжения на электроприемниках

4.1 Оценка и обеспечение качества напряжения по его отклонению

номинального

По ГОСТ 13109-97 допустимые отклонения напряжения от номинального составляют:

-в сетях до 1000 В: в нормальном режиме 5 %

-в послеаварийном режиме 10 %

Проверка соблюдения допустимых отклонений напряжения на электроприѐмниках 380 В жилых и общественных зданий проводиться по условию:

δUy ЭП		δUy ЭП δUy ЭП , % или о.е.,
где δUY ЭП 5 или -10 %
δUy ЭП		5 или +10 %
Действительные отклонения напряжения у электроприѐмников:
		δUу ЭП δUу ИП	UΣ ЕT	(4.1)
		UΣ UЛСН UTP	UЛНН UВН.ЗД.	(4.2)

δUу ИП - отклонение напряжения на шинах 10 кВ ИП;

UЛСН - расчѐтные потери напряжения в линиях 10 кВ;

UTP - расчѐтные потери напряжения в трансформаторах ТП;

UЛНН - расчѐтные потери напряжения в наружной сети до рассматриваемого здания;

UВН.ЗД. - расчѐтные потери напряжения во внутренней сети здания;

ЕT - ―надбавка‖ напряжения, зависящая от выбранного рабочего ответвления на трансформаторах ТП;

23

δUy ЭП

δUy ЭП

Расчѐты выполняются для нормальных режимов сети при наибольших и наименьших нагрузках потребителей, а также – для наиболее тяжѐлых послеаварийных режимов при наибольших нагрузках потребителей.

При отсутствии необходимых данных допускается проводить расчеты режима наименьших нагрузок по нагрузкам, равным 25-30 % от наибольшей.

Расчетными контрольными узлами по напряжению являются:

1.Наиболее электрически близкие к ИП и наиболее электрически удаленные ТП 10/0,38 кВ;

2.Вводы наиболее близких к ТП и наиболее удаленных электроприемников 380 В.

При этом должны учитываться потери напряжения во внутридомовых сетях 380 В, которые составляют: 2-3 % для зданий в 5-15 этажей; 3-4 % для

зданий в 16-22 этажа; 3-4 % для общественных и промышленных зданий.

Соблюдение условия δUy ЭП обеспечивается

встречным регулированием напряжения на ИП и выбором рабочих ответвлений трансформаторов 10/0,4 кВ на каждой ТП.

Трансформаторы 10/0,4 кВ, кроме основного вывода (10 кВ), имеют

рабочие	ответвления 2 2,5%,	которым	соответствуют определенные
значения Е T (0…+10 %).
На	основании приведенных	сведений	выбирается необходимое Е T ,

удовлетворяющее режимам наибольших и наименьших нагрузок (а также и послеаварийным режимам. Минимальный объем расчетов, который подтверждает принципиальную возможность обеспечить необходимые отклонения напряжения у всех электроприемников, состоит в проверке выполнения условия на электрически наиболее удаленных и наиболее близких к ИП электроприемниках.

24

UВН.ЗД.).

Наиболее электрически удаленные электроприемники соответствуют учѐту наибольших отклонений напряжения в линиях среднего и низшего

напряжений ( UЛСН и UЛНН ), а так же полной величине потерь напряжения внутри зданий (

Наиболее электрически близкие электроприемники соответствуют учѐту наименьших отклонений напряжения в линиях среднего и низшего

напряжений ( UЛСН и UЛНН ).

1. Наиболее электрически удаленным трансформатором будем считать

трансформатор, присоединенный к магистрали 2а – ТП 4, а наиболее электрически удаленный электроприемник дом №5.

Сопротивления трансформатора – Rтp=0,69 Ом , Хтр=4,35 Ом.

Режим наибольших нагрузок:

PТР

rТР

QТР

1374,6

0,69

439,3

xТР

4,35

2

2

2

2

U

ТР / НБ

100

100

1,4%

U ном2

1000

102 1000

(4.3)

UКЛ_10/нб = 4,4 %,

UКЛ_0,38/нб = 2,44 %,

Uзд/нб = 3 %,

(4.4)

Uнб

=

UКЛ_10/нб +

UТР/нб +

UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб = 4,4+1,4+2,44+3 =

11,24%

Режим наименьших нагрузок:

UТР/нм = 0,25 ∙ UТР/нб = 0,25∙1,4 = 0,35%,(7.6)

UКЛ_10/нм = 0,25 ∙ UКЛ_10/нб = 0,25∙4,4 = 1,1%,(7.7)

UКЛ_0,38/нм = 0,25 ∙ UКЛ_0,38/нб = 0,25∙2,44 = 0,61%,(7.8)

Uзд/нм = 0,25 ∙ Uзд/нб = 0,25∙3 = 0,75%(7.9)

Uнм

=

UКЛ_10/нм

+

UТР/нм

+

UКЛ_0,38/нм

+

Uзд/нм =

0,35+1,1+0,61+0,75=2,81%

Выбор «надбавки» напряжения:

-5-(5) + 11,24 ≤ Е ≤ 5-0+2,81

25

1,24 ≤ Е ≤ 7,81

Выбираем предварительно «надбавку» напряжения Ет = +5 %

Послеаварийный режим наибольшая потеря напряжения происходит в

сети 10 кВ (4,4%), следовательно, аварийный режим рассматривается в этом элементе сети

U∑(п/ав)= UКЛ_10/нб+ Uп/авТР+ UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб = 4,4∙2+1,4+2,44+3 =

15,64%

Отклонение напряжения на электроприемнике:

Uэп = UИП – Uс – Uт + Ет – Uн – Uзд = UИП – U∑(п/ав) + Ет = 5–

15,64+5= –5,64% > [дUэп].

Таким образом, при выбранной предварительно "надбавке" напряжения Ет = +5% отклонение напряжения на электроприемнике в послеаварийном режиме удовлетворяет требованиям ГОСТа.

2. Наиболее электрически удаленный трансформатор магистрали 2а –

ТП 4, а наиболее электрически близкий электроприемник дом №2.
UКЛ_10/нб = 4,4 %, UКЛ_0,38/нб = 1,25 %,					Uзд/нб = 3 %,	UТР/нб = 1,4%
Uнб	=	UКЛ_10/нб +	UТР/нб +	UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб = 4,4+1,4+1,25+3 =
10,05%
Режим наименьших нагрузок:
Uнм	=	UКЛ_10/нм	+	UТР/нм +	UКЛ_0,38/нм	+	Uзд/нм =

0,35+1,1+0,31+0,75=2,51%

Выбор «надбавки» напряжения:

-5-(5) + 10,05 ≤ Е ≤ 5-0+2,51

0,05 ≤ Е ≤ 7,51

Для электрически близкого и электрически дальнего электроприемника выбираем "надбавку" Ет=+5%

26

3. Наиболее электрически близким трансформатором будем считать трансформатор, присоединенный к магистрали 1б – ТП4, а наиболее

электрически близкий электроприемник дом №8.
Режим наибольших нагрузок:
UКЛ_10/нб = 2,2%, UКЛ_0,38/нб = 1,29 %,				Uзд/нб = 3 %, UТР/нб = 1,4%
Uнб =	UКЛ_10/нб + UТР/нб +		UКЛ_0,38/нб +		Uзд/нб = 2,2+1,4+1,29+3 =
7,89%
Режим наименьших нагрузок:
UТР/нм = 0,25 ∙ UТР/нб = 0,25∙1,4 = 0,35%,
UКЛ_10/нм = 0,25 ∙ UКЛ_10/нб = 0,25∙2,2 = 0,55%, и т.д.
UКЛ_0,38/нм = 0,25 ∙ UКЛ_0,38/нб = 0,25∙1,29 = 0,32%,
Uзд/нм = 0,25 ∙ Uзд/нб = 0,25∙3 = 0,75%
Uнм	=	UКЛ_10/нм +	UТР/нм	+	UКЛ_0,38/нм +	Uзд/нм

=0,35+0,55+0,32+0,75=1,97%

Выбор «надбавки» напряжения:

-5-(5) + 7,89≤ Е ≤ 5-0+1,97 -2,11 ≤ Е ≤ 6,97

Выбираем предварительно «надбавку» напряжения Ет = +5 %

Послеаварийный режим наибольшая потеря напряжения происходит в сети 10 кВ (2.2%), следовательно, аварийный режим рассматривается в этом элементе сети

U∑(п/ав)= UКЛ_10/нб+ Uп/авТР+ UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб = 2,2∙2+1,4+1,29+3

= 10,09%

Отклонение напряжения на электроприемнике:

Uэп = UИП – Uс – Uт + Ет – Uн – Uзд = UИП – U∑(п/ав) + Ет = 5–

10,09+5= –0,09% > [ Uэп].

27

Таким образом, при выбранной предварительно "надбавке" напряжения Ет = +5% отклонение напряжения на электроприемнике в послеаварийном режиме удовлетворяет требованиям ГОСТа.

4. Наиболее электрически близким трансформатором будем считать трансформатор, присоединенный к магистрали 1б – ТП 4, а наиболее

электрически удаленным электроприемник дом №12.
UКЛ_10/нб = 2,2 %,			UКЛ_0,38/нб = 2,31 %,		Uзд/нб = 4 %, UТР/нб = 1,4%
Uнб =	UКЛ_10/нб +		UТР/нб +	UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб = 2,2+1,4+2,31+3 =
6,96%
Режим наименьших нагрузок:
Uнм	=	UКЛ_10/нм +		UТР/нм	+	UКЛ_0,38/нм +	Uзд/нм
=0,55+0,35+0,58+0,75=2,23%

Выбор «надбавки» напряжения:

-5-(5) + 6,96 ≤ Е ≤ 5-0+1,78 -3,04 ≤ Е ≤ 6,78

Послеаварийный режим наибольшая потеря напряжения происходит в сети 0,38 кВ (2,31%), следовательно, аварийный режим рассматривается в этом элементе сети

U∑(п/ав)= UКЛ_10/нб+ Uп/авТР+ UКЛ_0,38/нб + Uзд/нб=2,31∙2+1,4+1,29+3 =

10,31%

Отклонение напряжения на электроприемнике:

Uэп = UИП – Uс – Uт + Ет – Uн – Uзд = UИП – U∑(п/ав) + Ет = 5–

10,31+5= – 0,31% > [дUэп].

Таким образом, при выбранной предварительно "надбавке" напряжения Ет = +5% отклонение напряжения на электроприемнике в послеаварийном режиме удовлетворяет требованиям ГОСТа.

28

5. Разработка системы горячего водоснабжения с

применением энергии солнца

5.1 Расчет теплового баланса помещений здания

Системы отопления относятся к инженерным сетям зданий и являются системами жизнеобеспечения. Без них постоянное пребывание людей в зданиях невозможно. При конструировании здания предусматривают возможность размещения и удобной эксплуатации инженерных сетей и оборудования, обеспечивающих благоприятный климат в помещениях.

Расчеты систем отопления основываются на законах физики,

гидравлики, аэродинамики. Гидравлические и аэродинамические расчеты этих систем аналогичны расчетам систем водоснабжения.

Для нормальной жизнедеятельности людей в помещении необходимо поддерживать оптимальные тепловой, воздушный и влажностный режимы.

При определении расчетных метеорологических условий в помещениях учитываются интенсивность труда, характер тепловыделений и выделений,

загрязняющих атмосферу веществ, период года. Для помещений жилых домов расчетные параметры, определяющие микроклимат, принимаются по таблице допустимых норм.

Расчетные параметры наружного воздуха устанавливаются на основании данных метеорологических наблюдений в географических пунктах. При проектировании систем отопления жилых и гражданских зданий в качестве расчетной температуры принимается средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 .

В этой главе рассматривается переоборудование системы отопления с введением в систему комплекс солнечных коллекторов, которые будут брать на себя часть необходимого теплообеспечения. Для расчѐта опираемся на расчѐт необходимой тепловой нагрузки и возможности коллекторов.

29

Наружные ограждающие конструкции здания утепляются. Имеют теплоизоляцию и изоляцию от проникновения наружного холодного воздуха.

Так же имеют пароизоляцию от диффузии водяного пара из помещений,

обеспечивающие:

•требуемую температуру и отсутствие конденсации влаги на внутренних поверхностях конструкций внутри помещений;

•предотвращение накопления излишней влаги в конструкциях.

Вначале надо определить приведенное сопротивление теплопередаче

R0 (м2·°С/Вт) ограждающей конструкции, далее найти толщину слоя утеплителя при вычисленном приведенном сопротивлении теплопередаче и

найти фактическое значение приведѐнного	термического сопротивления
2	0
теплопередаче ограждающей конструкции (м	С/Вт), затем коэффициента
теплопередачи (Вт/м2.0С).
5.1.1 Наружная стена

Штукатурка	Кирпич обыкновенный	Минеральная вата	Штукатурка (выравнивающий слой)	Штукатурка (декоративный слой)
1.	2.	3.	4.	5.
40	640	150	40	40

λ1= 0,21	ρ1= 1800кг/м3
λ2= 0,67	ρ2= 1600кг/м3
λ3= 0,0045	ρ3= 50кг/м3
λ4= 0,21	ρ4= 1800кг/м3
λ5= 0,21	ρ5= 1800кг/м3

Градусо-сутки отопительного периода:

30