Детальная информация

Объектом исследования является система электроснабжения жилого многоквартирного дома, включающая трансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ и распределительные сети 0,4 кВ. Предмет исследования – параметры электрических режимов, методы расчёта нагрузок и критерии выбора основного электрооборудования подстанции. Цель работы – проектирование трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ для электроснабжения жилого многоквартирного дома, обеспечивающей надёжное, качественное и безопасное электроснабжение всех потребителей с учётом требований действующих нормативных документов. Методы исследования включают аналитический расчёт электрических нагрузок методом коэффициента спроса и удельных нагрузок согласно СП 256.1325800.2016, численное моделирование установившихся режимов в программно-вычислительном комплексе RastrWin3, расчёт токов короткого замыкания аналитическим методом, а также выбор оборудования. Полученные результаты: 1) Обоснована двухтрансформаторная структурная схема подстанции с четырёхсекционным распределительным устройством 0,4 кВ и автоматическим вводом резерва, соответствующая II категории надёжности электроснабжения. 2) Выбраны два сухих трансформатора ТСЗ-630/10 (630 кВА), питающие кабели 10 кВ сечением 25 мм² (сшитый полиэтилен, алюминий), обеспечивающие допустимую загрузку в нормальном (35–51 %) и аварийном (86 %) режимах. 3) Выполнены расчёты в программно-вычислительном комплексе RastrWin3 для нормального и двух аварийных режимов (отключение трансформатора и отключение ввода 10 кВ), подтвердившие, что отклонения напряжения на шинах 0,4 кВ не превышают ±5 % согласно ГОСТ 32144–2013. 4) Рассчитаны токи трёхфазного короткого замыкания: на шинах 10 кВ системы (8,248 кА), на шинах 10 кВ ТП (5,937 кА), на шинах 0,4 кВ ТП (8,575 кА). 5) Выбраны коммутационные аппараты: выключатели нагрузки ВНПп М1-10/630-20з с предохранителями ПКТ 101-10-31,5-12,5 У3 для РУ-10 кВ и автоматические выключатели серий ВА 74-40, ВА13-29, ВА51-31, ВА57-35 для РУ-0,4 кВ с проверкой по отключающей способности. 6) Проведена проверка кабелей 10 кВ на термическую стойкость при коротком замыкании; конечная температура нагрева жил (46,4 °C) не превысила предельно допустимого значения 250 °C. Разработанные технические решения соответствуют требованиям ПУЭ, СП 256.1325800.2016 и ГОСТ 32144–2013. Результаты работы могут быть использованы при разработке рабочей документации для строительства или реконструкции системы электроснабжения жилых комплексов.

The subject of the study is the power supply system of a multi-apartment residential building, including a 10/0.4 kV transformer substation and 0.4 kV distribution networks. The object of the study comprises the parameters of electrical operating conditions, load calculation methods, and criteria for selecting the main electrical equipment of the substation. The aim of the work is to design a 10/0.4 kV transformer substation for the power supply of a multi-apartment residential building, ensuring reliable, high-quality, and safe electricity supply to all consumers while complying with the requirements of applicable regulatory documents. Research methods include analytical calculation of electrical loads using the demand factor and specific load methods according to SP 256.1325800.2016, numerical modeling of steady-state conditions in the RastrWin3 software package, analytical calculation of short-circuit currents, as well as the reference and normative method for equipment selection. Obtained results: 1) A two-transformer structural scheme of the substation with a four-section 0.4 kV switchgear and automatic transfer switch (ATS) is substantiated, corresponding to Category II of power supply reliability. 2) Two dry-type transformers of type TSZ-630/10 (630 kVA) and 10 kV supply cables with a cross-section of 25 mm² (cross-linked polyethylene, aluminum) are selected, ensuring acceptable loading under normal (35–51%) and emergency (86%) conditions. 3) Calculations in RastrWin3 are performed for the normal and two emergency operating conditions (transformer outage and 10 kV feeder outage), confirming that the voltage deviations on the 0.4 kV busbars do not exceed ±5% in accordance with GOST 32144–2013. 4) Three-phase short-circuit currents are calculated: at the 10 kV system busbars (8.248 kA), at the 10 kV substation busbars (5.937 kA), and at the 0.4 kV substation busbars (8.575 kA). 5) Switching devices are selected: VNPp M1-10/630-20z load-break switches with PKT 101-10-31.5-12.5 U3 fuses for the 10 kV switchgear, and VA 74-40, VA13-29, VA51-31, VA57-35 circuit breakers for the 0.4 kV switchgear, verified for breaking capacity. 6) A verification of the 10 kV cables for thermal withstand under short-circuit conditions is performed; the final heating temperature of the conductors (46.4 °C) does not exceed the maximum permissible value of 250 °C. The developed technical solutions comply with the requirements of the Electrical Installation Code (PUE), SP 256.1325800.2016, and GOST 32144–2013. The results of the work can be used in the development of working documentation for the construction or reconstruction of power supply systems for residential complexes.