Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь Белорусский Аграрный Технический Университет Кафедра Электроснабжения с/х по дисциплине "Электроснабжение сельского хозяйства" на тему 17э группы Сачек А.В. Минск – 2009 Аннотация представлена расчетно-пояснительной запиской на страницах машинописного текста, содержащей 22 таблицы, 5 рисунков и 5 схем и графической частью, включающей 2 листа формата А1. В работе выполнены расчеты для определения расчетных электрических нагрузок, выбор числа и мощности трансформаторов, были составлены расчетные схемы сетей 10 и 0.38кВ, были произведены электрические расчеты этих сетей, определение допустимых потерь напряжения в этих сетях, а также потерь электрической энергии в этих сетях. Далее, было описано конструктивное исполнение линий и ТП, защита от перенапряжений и заземление, произведен расчет токов короткого замыкания и выбор аппаратов подстанции. Графическая часть работы выполняется на двух листах формата А1 и включает в себя план электрических сетей 0.38 , расчетную схему линии 0.38кВ , а также конструктивная часть распределительных пунктов . Содержание Задание на курсовой проект Аннотация Содержание Введение 1. Исходные данные 2. Расчет электрических нагрузок 3. Выбор числа и мощности трансформаторов 4. Определение числа ТП и места их расположения 5. Составление схем сетей 10 и 0.38 кВ 6. Электрический расчет сети 0.38кВ 7. Электрический расчет сети 10кВ 8. Определение потерь электрической энергии 9. Конструктивное выполнение линий и ТП 10. Расчет токов короткого замыкания 11. Выбор аппаратуры подстанции 12. Защита от перенапряжений и заземление 13. Защита отходящих линий 0.38кВ Литература Введение Электрификация, то есть производство, распределение и применение электрической энергии во всех отраслях народного хозяйства – один из важнейших факторов технического прогресса. На базе электрификации стала развиваться промышленность, электроэнергия стала "проникать" в сельское хозяйство и транспорт. Сегодня все объекты сельского хозяйства используют электроэнергию, все жилые дома в сельских населенных пунктах имеют электрический ввод. Воздушными ЛЭП охвачены все населенные пункты. Однако, это не значит, что работы по электрификации сельского хозяйства закончились – электрическая нагрузка в сельском хозяйстве непрерывно возрастает, появляется необходимость в реконструкции, расширении линий электропередачи. Достаточно большие перспективы открываются перед электрификацией сельского хозяйства в будущем. Намечается повысить энерговооруженность сельского хозяйства, увеличить объем потребления электроэнергии в сельскохозяйственном производстве, а также отпуск ее на коммунально-бытовые нужды сельского населения. Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением промышленных предприятий и городов. Основные особенности – необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных потребителей, рассредоточенных по все территории, низкое качество электроэнергии, требования повышенной надежности и т.д. Таким образом, можно сделать вывод о большом значении проблем электроснабжения в сельском хозяйстве. От рационально решения этих проблем в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельскохозяйственном производстве. 1. Исходные данные 1. Населенный пункт Волынцы; 2. Существующее годовое потребление электроэнергии на одноквартирный жилой дом 1950 кВт·ч; 3. Тип потребительской подстанции – КТП; 4. Сопротивление грунта ρ=195 Ом·м 5. Коммунально-бытовые и производственные потребители в таблице 1.1 (из таблицы 2.1[2]) Таблица 1.1 Коммунально-бытовые и производственные потребители. Шифр нагрузки Наименование объекта Дневной максимум Вечерний максимум cosφД
cosφВ
РД
, кВт QД
, кВар РВ
, кВт QВ
, кВар 503 Общеобразовательная школа 14 7 20 10 0,85 0, 9 512 Детские ясли сад на 25 мест 4 -- 3 -- 0,85 0,9 518 Административное здание совхоза. 15 10 8 -- 0,85 0,9 526 Клуб со зрительным залом на 300…400 мест 6 3 18 10 0,85 0,9 535 Сельская амбулатория на 3 врачебные должности. 10 3 10 3 0,85 0,9 551 Магазин продовольственный на 4 места. 10 5 10 5 0,85 0,9 561 Баня на 20 мест. 8 5 8 5 0,85 0,9 559 Баня на 5 мест. 3 2 3 2 0,85 0,9 2. Расчет электрических нагрузок Для расчета электрических нагрузок вычерчиваем план населенного пункта в масштабе, располагаем на плане производственные нагрузки, группируем всех коммунально-бытовых потребителей, 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 = 1950 кВт.ч по номограмме 3.1 [2] на седьмой год, Pр = 3,4 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]). Группа1 Проведем расчет для группы из 5 (Д-5) домов, подставляя числовые значения в формулы (2.1) и (2.2), получаем: Аналогичным образом рассчитываем нагрузки для других групп. Данные сводим в таблицу 2.1. Таблица 2.1 Расчетные нагрузки коммунально-бытовых потребителей Группа потребителей Рр,КВт Кол-во, групп Ko Pд,кВт Pв,кВт Группа из 5 домов (Д-5) 3.4 2 0,55 2.8 9.4 Группа из 6 домов (Д-6) 3.4 8 0,53 3.2 10.8 Группа из 7 домов (Д-7) 3.4 3 0,49 3.5 11.7 Расчетная нагрузка всего н.п. Рр Делим, все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчетную нагрузку каждой группы: Группа1 Жилые дома (79). Группа2 Общеобразовательная школа на 190 учащихся, Клуб со зрительным залом на 300-400 мест, Сельская амбулатория на 3 врачебные должности, Баня на 5 мест. Группа3 Детские ясли сад, Баня на 20 мест, Магазин на 4 места продовольственный. 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 простейшим типом покрытий и шириной проезжей части 5..7 м Руд.ул. = 5,5 Вт/м; lул. – общая длина улиц, м, из плана поселка lул. = 1712 м; Руд.пл. – удельная нагрузка освещения площадей, Вт/м; Fпл. – общая площадь площадей, м. В данном случае площадь отсутствует. Подставляя числовые значения, получаем: 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; Потребитель "Общеобразовательная школа с мастерскими на 190 учащихся". Подставляя числовые значения, получаем: Аналогичным образом рассчитываем значения cosjд, cosjв для других производственных потребителей. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2. Таблица 2.2 Расчет коэффициентов мощности производственных потребителей Потребитель Pд, кВт Qд, кВАр Pв, кВт Qв, кВАр cosjд cosjв 1 Общеобразовательная школа с мастерскими на 190 учащихся. 14 7 20 10 0,85 0, 9 2 Детские ясли сад 4 -- 3 -- 0,85 0,9 3 Административное здание совхоза 15 10 8 -- 0,85 0,9 4 Клуб со зрительным залом 6 3 18 10 0,85 0,9 5 Сельская амбулатория 10 3 10 3 0,85 0,9 6 Магазин продовольственный 10 5 10 5 0,85 0,9 7 Баня на 20 мест 8 5 8 5 0,85 0,9 8 Баня на 5 мест 3 2 3 2 0,85 0,9 Для жилых домов без электроплит принимаем (таблица 13,1 [5]): cosjд = 0.9; cosjв = 0.93; Для нагрузки наружного освещения – лампы ДРЛ принимаем cosj = 0.9; Подставляя числовые значения, получаем: Суммируя расчетные нагрузки всех 3-ех групп по таблице 5.3[] получим расчетную нагрузку на шинах ТП без учета наружного освещения: Расчетная мощность ТП определяется по вечернему максимуму нагрузки, так как он больший. С учетом наружного освещения расчетная мощность ТП: Полная мощность определяется по следующей формуле: где cosjср.вз. – средневзвешенный коэффициент мощности. Подставляя числовые значения в формулу (2.6) определяем полную дневную и вечернюю мощность: 3. Выбор числа трансформаторных подстанций. Определение допустимых потерь напряжения в сетях 0,38кВ Для дальнейшего расчета составляем таблицу отклонений напряжения и определяем по ней допустимые потери напряжения в сетях. Согласно нормам технологического проектирования электрических сетей, потери в электрических сетях 0,38 кВ не должна превышать 8%, из них во внутренних сетях – 2%, во внешних - 6%. Потери напряжения в линии 10 кВ не должны превышать 10%. Надбавку трансформатора принимаем +7.5%, потери в трансформаторе -4% (при 100% нагрузке) и -1% (при 25%). Напряжение у потребителя не должно повышаться или снижаться более чем на 5% от номинального. Таблица 3.1. Таблица отклонений напряжений Полученные значения потерь напряжения в сетях будут использованы в дальнейшем расчете курсового проекта. Число ТП для населенного пункта определяется по формуле: Площадь населенного пункта F=0,313 Допустимая потеря напряжения определяется по таблице отклонений [6] . В расчете мы приняли Так как Для определения места расположения ТП на план поселка наносим оси координат, определяем координаты нагрузок и их групп. Результаты сводим в таблицу 4.1. Далее определяем координаты центра нагрузки, т.е. место расположения ТП. Координаты центра нагрузки определяются по следующим формулам: где Xi и Yi – координаты центров нагрузок; Pр – расчетная мощность потребителей или их групп. Таблица 4.1. Результаты расчета нагрузки и определения координат нагрузок и их групп для Т П 1 Наименование потребителя Расчетная мощность, кВт Координаты нагрузок Pд Pв X Y 1 Общеобразователь-ная школа 14 20 172 572 2 Детские ясли сад 4 3 164 520 3 Д-4 2,6 6,6 120 620 4 Д-5 3,1 7,8 60 508 5 Д-6 3,5 8,9 272 540 6 Д-6 3,5 8,9 412 540 7 Д-4 2,6 6,6 204 460 8 Д-4 2,6 6,6 328 460 9 Д-4 2,6 6,6 104 448 Таблица 4.2. Результаты расчета нагрузки и определения координат нагрузок и их групп для Т П 2 N Наименование потребителя Расчетная мощность, кВт Координаты нагрузок Pд Pв X Y 1 Административное здание совхоза 15 8 172 420 2 Клуб со зрительным залом 6 18 280 408 3 амбулатория 10 10 152 364 4 Продовольственный магазин 10 10 272 364 5 Баня на 20 мест 8 8 100 232 6 Баня на 5 мест 3 3 204 232 7 Д-4 2,6 6,6 412 380 8 Д-5 3,1 7,8 100 328 9 Д-6 3,5 8,9 192 312 10 Д-4 2,6 6,6 328 332 11 Д-4 2,6 6,6 328 252 12 Д-5 3,1 7,8 196 180 13 Д-5 3,1 7,8, 328 164 14 Д-5 3,1 7,8, 220 72 15 Д-5 3,1 7,8, 328 72 Используя данные таблицы 4.1 и 4,2, подставляя числовые значения в формулы (4.2) и (4.3) получаем: Для ТП1 Для ТП 2 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. Используя методические указания по составлению расчетной схемы 0.38кВ составляем расчетные схемы. На расчетной схеме указываем: - Источник питания (ТП); - Линии (Л1,Л2, Л3); - Номера узлов; - Расстояние между узлами (в метрах); - Шифр потребителя; - Дневную и вечернюю расчетную мощность потребителя. Рис.5.1 Схема сети 0,38 кВ ТП-1 6. Электрический расчет сети 0,38 кВ Электрический расчет сети 0.38кВ производится с целью выбора сечения и марки проводов линии, а также проверки качества напряжения у потребителя. При расчете пользуемся методом расчета электрических сетей по экономическим интервалам нагрузок. Расчетные максимальные нагрузки участков сети определяются по сумме расчетных мощностей участков сети, по следующей формуле: Pр = Pнаиб. + SDР, где Рр – расчетное значение максимальной мощности, кВт; Рнаиб. – наибольшее значение мощности, кВт; SDР – сумма надбавок, кВт. Пользуясь расчетной схемой низковольтной сети (рисунок 5.1) определяем максимальные нагрузки. Для ТП 2, фидер 1: Участок сети Расчет максимальной нагрузки 5-6 Р5-6д = Р6д =2,6кВт, Р5-6в = Р6в
=6,6 кВт, 4-5
Р4-5д = Р5-6д+
Р4-5= Р5-6в+ 3-4
1-2
1-3
1-тп2
Далее рассчитываем средневзвешенный коэффициент мощности по следующей формуле: где Pi
– расчетная мощность i – го потребителя, кВт; cosji - коэффициент мощности i – го потребителя. Результаты дальнейших расчетов также приведем в таблице 7.1. Далее, определяем полную расчетную мощность на всех участках сети, кВА по следующей формуле: где Рр – расчетная мощность на участке, кВт; cosj - коэффициент мощности. Для ТП2 фидер 1 участок сети 5-6: Аналогичным образом определяем полную мощность на других участках сети. Полученные значения сводим в таблицу 6.1. Затем определяем эквивалентную нагрузку по следующей формуле: где Sр – расчетная мощность на участке, кВА; Kд – коэффициент, учитывающий динамику роста нагрузок. Принимаем для вновь сооруженных сетей Kд = 0.7 Для ТП2 фидер 1 участок сети 5-6: Аналогичным образом определяем эквивалентную мощность на других участках сети. Полученные значения сводим в таблицу 6.1. Таблица 6.1 Результаты расчетов полной и эквивалентной мощностей №ТП Участок сети Pд,кВт Pв,кВт сosjд сosjв Sд,кВА Sв,кВА Sэд,кВА Sэв,кВА фидер1 ТП1 10-12 3,5 8,9 0,9 0,93 3,8 9,5 2,66 6,65 9-10 5,1 12,9 0,9 0,93 5,6 13,8 3,92 9,66 1-9 7,2 18,4 0,89 0,93 8 19,7 5,6 13,79 6-7 3,1 7,8 0,9 0,93 3,4 8,38 2,38 5,86 6-8 2,6 6,6 0,9 0,93 2,8 7 1,96 4,9 4-6 4,7 11,8 0,9 0,93 5,2 12,6 3,64 8,82 4-5 2,6 6,6 0,9 0,93 2,8 7 1,96 4,9 3-4 6,3 15,8 0,9 0,93 7 16,9 4,9 11,83 2-3 8,8 18,8 0,93 0,91 9,4 20,6 6,58 14,42 1-2 19,4 32 0,9 0,9 21,5 35,5 15,05 24,85 1-ТП 23,9 20,4 0,9 0,92 26,5 22,1 18,55 15,47 ТП2 Фидер2 13-ТП 2,6 6,6 0,9 0,93 2,8 7 1,96 4,9 Фидер1 5-6 2,6 6,6 0,9 0,93 2,8 7 1,96 4,9 4-5 4,2 10,6 0,9 0,93 4,6 11,3 3,22 7,91 3-4 5,8 14,6 0,9 0,93 6,4 15,6 4,48 10,9 1-2 3,1 7,8 0,9 0,93 3,4 8,3 2,38 5,81 1-3 7,7 19,4 0,9 0,93 8,5 20,8 5,95 14,56 1-ТП2 9,6 24,2 0,87 0,92 10,6 26,8 7,42 18,76 фидер2 7-тп2 3,1 7,8 0,9 0,93 3,4 8,3 2,38 5,81 фидер3 16-15 6 18 0,89 0,87 6,7 20,6 4,69 14,42 15-14 13,7 24,3 0,87 0,86 15,7 28,2 10,99 19,74 14-13 29,2 35,1 0,88 0,93 33,1 37,7 23,17 26,39 13-12 31,1 28,9 0,89 0,93 34,9 31 24,43 21,7 12-9 35,9 33,7 0,86 0,88 41,7 38,2 29,19 26,74 10-11 3,5 8,9 0,9 0,93 3,8 9,5 2,66 6,65 9-10 5,3 10,7 0,86 0,88 6,1 12,1 4,27 8,47 8-9 39,1 40,2 0,86 0,88 45,4 45,6 31,78 31,92 8-ТП2 41 44,8 0,88 0,9 46,5 49,7 32,55 34,79 Выберем марку и сечение проводов. В целях удобства монтажа и эксплуатации ВЛ рекомендуется применять не более 3 – 4 сечений. При этом учитываем, что минимальное допустимое сечение по механической прочности 25 мм2
. Толщина слоя гололёда b=5 мм. Для выбора сечения проводов используем справочные таблицы. Сечения подбираем таким образом чтобы эквивалентная мощность входила в пределы интервала экономических нагрузок. Результаты сводим в таблицу 6.2. №ТП Интервал экономических нагрузок Марка провода ТП1 Фидер1 10-12 5,6…26 4А50+А50 9-10 5,6…26 4А50+А50 1-9 5,6…26 4А50+А50 6-7 5,6…26 4А50+А50 6-8 5,6…26 4А50+А50 4-6 5,6…26 4А50+А50 4-5 5,6…26 4А50+А50 3-4 5,6…26 4А50+А50 2-3 5,6…26 4А50+А50 1-2 5,6…26 4А50+А50 1-ТП 5,6…26 4А50+А50 фидер2 13-ТП 5,6…26 4А25+А25 ТП2 Фидер1 5-6 5,6…26 4А70+А70 4-5 5,6…26 4А70+А70 3-4 5,6…26 4А70+А70 1-2 5,6…26 4А70+А70 1-3 5,6…26 4А70+А70 1-ТП2 5,6…26 4А70+А70 фидер2 7-тп2 5,6…26 4А50+А25 фидер3 16-15 5,6…26 4А70+А70 15-14 5,6…26 4А70+А70 14-13 5,6…26 4А70+А70 13-12 5,6…26 4А70+А70 12-9 5,6…26 4А70+А70 10-11 5,6…26 4А70+А70 9-10 5,6…26 4А70+А70 8-9 5,6…26 4А70+А70 8-тп2 5,6…26 4А70+А70 Находим фактические потери напряжения на участках ВЛ: где Sp - расчетная мощность участка сети, кВА; lуч
– длина участка, км; Uн – номинальное напряжение на участке, кВ; r0, x0 – соответственно, удельные активное и индуктивное сопротивления провода, Ом/км, принимаются по справочным таблицам для среднегеометрического расстояния между проводами 400 мм; Потеря напряжения для ТП2 фидер 1 на участке 5-6 сети в процентах: Аналогичным образом рассчитываем потери напряжения на остальных участках линии. Результаты расчетов сводим в таблицу 6.3. Таблица 6.3 Потери линии 0,38 кВ № ТП Участок L км Рд
кВт Рв
кВт сosφд
сosφв
Sд
кВА Sв
кВА марка и сечение провода ∆Uд
В ∆Uв
В ∆Uд
% ∆Uв
% 10-12 0,1 3,5 8,9 0,9 0,93 3,8 9,5 4А50+А50 0,66 1,62 0,17 0,43 9-10 0,032 5,1 12,9 0,9 0,93 5,6 13,8 4А50+А50 0,31
|