Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
|
Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь Белорусский Государственный Аграрный Технический Университет
Кафедра Электроснабжения с/х
по дисциплине «Электроснабжение сельского хозяйства» на тему 11эпт группы Зеньков И.А. Руководитель: Кожарнович Г.И. Минск – 2009г. Содержание
Аннотация
представлена расчетно-пояснительной запиской на 40 страницах машинописного текста, содержащей 14 таблиц и графической частью, включающей 2 листа формата А1. В данном курсовом проекте осуществлено проектирование электроснабжения населенного пункта Рогово. Произведен выбор проводов линии 10 кВ, определено число и место расположения ТП 10/0,4 кВ, рассчитано сечение проводов линии 0,38 кВ по методу экономических интервалов мощностей. Осуществлена разработка конструкции и схемы соединения ТП 10/0,4 кВ, выбрано оборудование и аппараты защиты. Разработаны мероприятия по защите линий от перенапряжений, защите отходящих линий, а также рассчитано заземление сети 0,38 кВ. Содержание
2. Расчет электрических нагрузок. 6
3. Определение числа тп и места их расположения. 11
4. Расчет электрических нагрузок в населенном пункте. 16
5. Электрический расчет сети 10 кв. 34
6. Определение потерь энергии.. 41
7. Конструктивное выполнение линий 10 и 0,38 кв, трансформаторных подстанций 10/0,4 кв. 45
8. Расчет токов короткого замыкания. 47
9. Выбор аппаратов защиты.. 53
10. Защита от перенапряжений и заземление. 56
Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства и быта населения – один из важнейших факторов технического процесса. Весь опыт развития электрификации показал, что надежное, высококачественное и дешевое электроснабжение можно получить только от крупных районных электростанций, объединенных между собой в мощные электрические системы. На крупных электростанциях районного масштаба с линиями передачи большого радиуса действия вырабатывается наиболее дешевая электроэнергия, прежде всего из-за высокой концентрации ее производства, а также благодаря возможности размещать электростанции непосредственно у дешевых источников энергии – угля, сланцев, на больших реках. Самый высокий показатель системы электроснабжения – надежность подачи электроэнергии. В связи с ростом электрификации с/х производства, особенно с созданием в сельском хозяйстве животноводческих комплексов промышленного типа всякое отключение – плановое, и особенно неожиданное, аварийное, наносит огромный ущерб потребителю и самой энергетической системе. Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением городов. Основные особенности: необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных потребителей, рассредоточенных по всей территории; низкое качество электроэнергии; требования повышенной надежности и т.д. Таким образом, можно сделать вывод о большом значении проблем электроснабжения в сельском хозяйстве. От рационального решения этих проблем в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельскохозяйственном производстве. Таблица 1.1
Исходные данные для расчета линии высокого напряжения. Таблица 1.2
Исходные данные по производственным потребителям. № п/п 2.1 Расчет нагрузок коммунально-бытовых потребителей
Для расчета электрических нагрузок вычерчиваем план населенного пункта в масштабе, располагаем на плане производственные нагрузки, группируем все коммунально-бытовые потребители, присваиваем номера группам. Расчетная мощность соизмеримых потребителей определяется по формулам: где Pд, Pв, - соответственно расчетная дневная и вечерняя нагрузка потребителей и их групп, кВт; n – количество потребителей в группе, шт.; Pр – расчетная нагрузка на вводе к потребителю, кВт, определяем в зависимости от существующего годового потребления электроэнергии на одноквартирный жилой дом, Wсущ = 1250 кВт.ч по номограмме 3.6 [2] на седьмой год, Pр = 2,9 кВт; Kд, Кв – соответственно коэффициент участия нагрузки в дневном и вечернем максимуме, для коммунальных потребителей Kд = 0,3, Кв = 1 [1]; Ко – коэффициент одновременности (таблица 3.5 [2]). Проведем расчет для домов, подставляя числовые значения в формулы (2.1) и (2.2), получаем: 2.2 Расчет нагрузки наружного освещения
Расчетная нагрузка уличного освещения определяется по следующей формуле: где Pул.осв. – нагрузка уличного освещения, Вт; Руд.ул. – удельная нагрузка уличного освещения, Вт/м, для поселковых улиц с асфальтобетонным и переходными видами покрытий и шириной проезжей части 5..7 м Руд.ул. = 5,5 Вт/м; lул. – общая длина улиц, м, из плана поселка lул. = 1648 м; Руд.пл. – удельная нагрузка освещения площадей, Вт/м; Fпл. – общая площадь площадей, м; В данном случае площадь отсутствует. Подставляя числовые значения, получаем: 2.3. Определение суммарной нагрузки
В связи с тем, что нагрузки потребителей различаются более чем в 4 раза, производим определение суммарной нагрузки с помощью надбавок, т.е.: где P – наибольшая из слагаемых мощностей, кВт; SDP – сумма надбавок по остальным мощностям (таблица 2.19 [3]), кВт. Подставляя числовые значения в формулу (2.3), получаем Расчет средневзвешенного cosj. Средневзвешенный cosj определяется из следующего выражения: где Pi – мощность i-го потребителя, кВт; cosji – коэффициент мощности i-го потребителя; Коэффициент мощности потребителей определяется из треугольника мощностей: где S – полная мощность потребителя, кВА; P – активная мощность потребителя, кВт; Q - реактивная мощность потребителя, кВАр; Рассчитаем cosφ для «Столярного цеха ». Подставляя числовые значения, получаем: Аналогичным образом рассчитываем значения cosjд, cosjв для других производственных потребителей. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2. Таблица 2.1 Расчет коэффициентов мощности производственных потребителей. Pд, кВт Qд, кВт Pв, кВт Qв, кВт Для жилых домов без электроплит принимаем (таблица 2.11 [3]): cosjд = 0,9; cosjв = 0,93; Для нагрузки наружного освещения – лампы ДРЛ принимаем: cosj = 0,9; Подставляя числовые значения, получаем: 2.4 Определение полной мощности
Полная мощность определяется по следующей формуле: где P – расчетная нагрузка, кВт; cosjср.вз – средневзвешенный коэффициент мощности. Подставляя числовые значения в формулу (2.6) определяем полную дневную и вечернюю мощность:
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ТП И МЕСТА ИХ РАСПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Определение допустимых потерь напряжения и оптимальных надбавок трансформатора
Исходными данными для расчета электрических сетей являются допустимые нормы отклонения напряжения. Для сельскохозяйственных потребителей при нагрузке 100% оно не должно выходить за пределы –5%, а при нагрузке 25% за пределы +5% от номинального. Допустимые потери напряжения в линиях 10кВ и 0.38кВ определяются путем составления таблиц отклонения напряжения. Как правило, при составлении таблиц рассматривают ближайшую и удаленную трансформаторные подстанции в режиме максимальной (100%) и минимально (25%) нагрузки. В нашем случае следует определить потери напряжения и надбавку для проектируемой ТП. Определяем допустимые потери напряжения и надбавку трансформатора результаты сводим в таблицу 3.1. Таблица 3.1 Определение допустимых потерь напряжения и оптимальных надбавок трансформатора. N п/п Трансформатор 10/0,38 кВ: надбавка потери напряжения +7,5 -4,0 +7,5 -1,0 DU%100
= 5,0+ 7,5- 4,0- (-5,0)= 13,5% DU%25
= 0- 1,875+ 7,5- 1,0=4,625% 3.2 Расчет приближенного числа трансформаторных подстанций (ТП) для населенного пункта
Так как наш поселок является протяженным, имеющим равномерно распределенную нагрузку, то приближенное число ТП можно определить по следующей формуле: где Sp
– расчетная мощность в населенном пункте, кВА; Fнп
– площадь населенного пункта, км2
, из плана поселка Fнп
= 0,302 км2
; DU% - допустимая потеря напряжения для ВЛ 0,38 кВ, %, предварительно принимаем DU% = -6 %. Определяем: Таким образом, исходя из технических и экономических соображений, принимаем к установке 1 трансформаторную подстанцию. 3.3 Определение места расположения ТП
На плане населенного пункта наметим трассы ВЛ 380/220 В. Разобьем их на участки длиной 60- 100 м, сгруппируем однородные потребители в группы и присвоим им номера 1, 2, 3 и т.д. На плане населенного пункта нанесем оси координат и определим оси координат нагрузок групп жилых домов и отдельных потребителей. По формулам (2.1) и (2.2) определим нагрузки групп жилых домов отдельно для дневного и вечернего максимумов. Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2. Таблица 3.2 Результаты расчета нагрузки и определения координат нагрузок и их групп. Расчетная нагрузка групп из трёх жилых домов: Расчетная нагрузка групп из четырёх жилых домов: Коэффициент одновременности взят из таблицы 5.1[2]. Коэффициент мощности для групп потребителей взят из таблицы 4.2[2]. Определяем координаты центра нагрузки. Так как нагрузки вечернего максимума большие, расчет координат центра нагрузки определяются по вечернему максимуму, по следующим формулам: где Xi
и Yi
– координаты центров нагрузок; Pp
– расчетная мощность потребителей или их групп. Используя данные таблицы 3.2, подставляя числовые значения в формулы (3.2) и (3.3) получаем: Расположение ТП корректируем по месту с учетом требований заказчика, возможности подхода линии высокого напряжения и выхода линий низкого напряжения. Это место должно быть свободным от застроек. Компоновка оборудования подстанции должна обеспечивать простые и удобные подходы и выходы ВЛ всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования и возможность дальнейшего расширения подстанции. Cоставим расчетную схему низковольтной сети. Привяжем ее к плану населенного пункта и намеченным трассам низковольтных линий. Нанесем потребители, укажем их мощность, обозначим номера расчетных участков и их длину. Определим нагрузки на участках низковольтной линии. Суммирование нагрузок групп и отдельных потребителей проведем по выше перечисленной методике: формулам (2.1) и (2.2) и таблице 5.3[2]. Результаты расчета сводим в таблицу 4.1. Рис 4.1 Расчетные схемы сети 0,38кВ. Таблица 4.1. Расчетная нагрузка на участках ВЛ 380/220 В. Расчет ный участок Наружное освещениекВт 3,1 1,2 3,1 0,6 Участок 2-1.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д2-1
=cos
j
д1
=0,9 вечернего максимума cos
j
в2-1
=cos
j
в1
=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок
X
-2.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д
X
-2
=( Рд2
.
cos
j
д2
+ Рд1
.
cos
j
д1
)/(Рд2
+Рд1
)= =(1,67.
0,9+ 1,67.
0,9)/(1,67+1,67)=0,9 вечернего максимума cos
j
в
X
-2
= (Рв2
.
cos
j
в2
+Рв1
. cos
j
в1)
/(Рв2
+Рв1
)= =(5,38.
0,93+5,38.
0,93)/(5,38+5,38)=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 4-3.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д4-3
=cos
j
д3
=0,9 вечернего максимума cos
j
в4-3
=cos
j
в3
=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок
X
-4.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д
X
-4
=( Рд4
.
cos
j
д4
+ Рд3
.
cos
j
д1
)/(Рд4
+Рд3
)= =(1,67.
0,9+ 1,67.
0,9)/(1,67+1,67)=0,9 вечернего максимума cos
j
в
X
-4
= (Рв4
.
cos
j
в4
+Рв3
. cos
j
в3)
/(Рв4
+Рв3
)= =(5,38.
0,93+5,38.
0,93)/(5,38+5,38)=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок
X
-5.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д
X
-5
=cos
j
д5
=0,9 вечернего максимума cos
j
в
X
-5
=cos
j
в5
=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 6-
X
.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д6-
X
= (Рд
X
-2
.
cos
j
д
X
-2
+ Рд
X
-4
.
cos
j
д
X
-4
+ Рд
X
-5
.
cos
j
д
X
-5
)/(Рд
X
-2
+Рд
X
-4
+Рд
X
-5
)=(2,51.
0,9+2,51.
0,9+2,04.
0,9)/( 2,51+2,51+2,04)=0,9 вечернего максимума cos
j
в6-
X
= (Рв
X
-2
.
cos
j
в
X
-2
+ Рв
X
-4
.
cos
j
в
X
-4
+ Рв
X
-5
.
cos
j
в
X
-5
)/(Рв
X
-2
+Рв
X
-4
+Рв
X
-5
)= =(8,07.
0,93+8,07.
0,93+6,79.
0,93)/( 8,07+8,07+6,79)=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 7-6.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д7-6
=( Рд6-
X
.
cos
j
д6-
X
+ Рд6
.
cos
j
д6
)/(Рд6-
X
+Рд6
)= =(4,52.
0,9+ 1,67.
0,9)/(4,52+1,67)=0,9 вечернего максимума cos
j
в7-6
= (Рв6-
X
.
cos
j
в6-
X
+Рв6
. cos
j
в6)
/(Рв6-
X
+Рв6
)= =(14,68.
0,93+5,38.
0,93)/(14,68+5,38)=0,93 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 8-7.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д8-7
=( Рд7-6
.
cos
j
д7-6
+ Рд7
.
cos
j
д7
)/(Рд7-6
+Рд7
)= =(4,64.
0,9+ 2.
1)/(4,64+2)=0,93 вечернего максимума cos
j
в8-7
=( Рв7-6
.
cos
j
в7-6
+ Рв7
.
cos
j
в7
)/(Рв7-6
+Рв7
)= =(15,05.
0,93+4.
1)/(15,05+4)=0,94 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 9-8.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д9-8
=( Рд8-7
.
cos
j
д8-7
+ Рд8
.
cos
j
д8
)/(Рд8-7
+Рд8
)= =(5,84.
0,93+1,67.
0,9)/(5,84+1,67)=0,92 вечернего максимума cos
j
в9-8
=( Рв8-7
.
cos
j
в8-7
+ Рв8
.
cos
j
в8
)/(Рв8-7
+Рв8
)= =(17,45.
0,94+5,38.
0,93)/(17,45+5,38)=0,94 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок 10-9.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
д10-9
=( Рд9-8
.
cos
j
д9-8
+ Рд9
.
cos
j
д9
)/(Рд9-8
+Рд9
)= =(6,74.
0,92+1,67.
0,9)/(6,74+1,67)=0,92 вечернего максимума cos
j
в10-9
=( Рв9-8
.
cos
j
в9-8
+ Рв9
.
cos
j
в9
)/(Рв9-8
+Рв9
)= =(20,75.
0,94+5,38.
0,93)/(20,75+5,38)=0,94 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Участок ТП-10.
Активная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума cos
j
дТП-10
=( Рд10-9
.
cos
j
д10-9
+ Рд10
.
cos
j
д10
)/(Рд10-9
+Рд10
)= =(7,64.
0,92+1,67.
0,9)/(7,64+1,67)=0,92 вечернего максимума cos
j
вТП-10
=( Рв10-9
.
cos
j
в10-9
+ Рв10
.
cos
j
в10
)/(Рв10-9
+Рв10
)= =(24,05.
0,94+5,38.
0,93)/(24,05+5,38)=0,94 Полная нагрузка для: дневного максимума вечернего максимума Аналогично выполняем остальные расчеты и результаты заносим в таблицу 4.1. Расчетную нагрузку уличного освещения на участках линии напряжением 380/220 В, определяем по формуле (2.2). Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2. Зная расчетную нагрузку на участках линии, уточним суммарную нагрузку на шинах ТП. Она получается путем суммирования расчетных нагрузок от ТП линии (участки ТП-10,ТП-13,ТП-Y) по таблице 5.3[2]. РТПд = DРдТП-10 + DРдТП-13 + DРдТП-Y=8,54+67,65+8=84,19 кВт; РТПв = DРвТП-10 + DРвТП-13 + DРвТП-Y=27,35+53,5+10,39=91,24 кВт. Активная нагрузка ТП с учётом уличного освещения РТП = Рв + DРр.ул. =91,24+ 8,48=99,72 кВт. Полная расчётная мощность ТП Значение коэффициента мощности получим по формуле: cos
j
вТП
=(РвТП-10
.
cos
j
вТП-10
+РвТП-13
.
cos
j
вТП-1
+РвТП-
Y
.
cos
j
вТП-
Y
)/(РвТП
-10
+РТП-
13
+РТП-
Y
)=(27,35.
0,94+53,5.
0,89+10,39.
0,86)/( 27,35+53,50+10,39)=0,90 По полной расчётной мощности Выбираем ТП с трансформатором TM160/10 мощностью SТР
=160кВА. Находим эквивалентные мощности на участках Расчёт ведём по вечерней нагрузке, т.к. РВ
>РД
S
ЭУЧ
=
S
УЧ
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||