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 20эпт группы Сазановец А.В. Руководитель: Кожарнович Г. И. Курсовой проект состоит из пояснительной записки на листах машинописного текста формата А4, и графической части, выполненной на двух листах формата А1. Пояснительная записка содержит 3 рисунка и 20 таблиц. Графическая часть работы включает в себя план электрической сети 0,38 кВ, расчетную схему линии 0,38 и конструкцию предохранителей, используемых в МТП. В данном курсовом проекте осуществлено проектирование электроснабжения населенного пункта Свиридовичи. Произведен выбор проводов линии 10 кВ, определено число и место расположения КТП 10/0,4 кВ, рассчитано сечение проводов линии 0,38 кВ по методу экономических интервалов мощностей, произведен расчет токов короткого замыкания, выбрано оборудование и аппараты защиты. Разработаны мероприятия по защите линий от перенапряжений, а также рассчитано заземление сети 0,38 кВ. 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. Расчёт электрических нагрузок в сетях 2.1 Расчёт электрических нагрузок в сетях напряжением 380/220 В Электрические нагрузки в сетях напряжением 380/220 В складываются из нагрузок жилых домов, общественных и коммунальных учреждений производственных потребителей, а также нагрузки наружного освещения. Подсчёт нагрузок по участкам линий проводят после выбора количества трансформаторных подстанций (ТП), места их установки и нанесения трассы линии на план объекта. Затем отходящие от ТП линии разбивают на участки длиной не более 100 м. Все однородные потребители, присоединённые к данному участку линии, объединяют в группы и определяют их суммарную нагрузку отдельно по дневному Рд
и отдельно по вечернему Рв
максимумам. При смешанной нагрузке создаются отдельные группы из потребителей жилых домов, производственных, общественных, коммунальных предприятий. Для расчета электрических нагрузок вычерчиваем план населенного пункта в масштабе, располагаем на плане производственные нагрузки, группируем все коммунально-бытовые потребители, присваиваем номера группам. Нагрузку на вводе в жилой дом определим по номограмме ([1], рис. 3.1.) исходя из существующего годового потребления электроэнергии (согласно заданию 850 кВт·ч) на седьмой расчётный год. При годовом потреблении 1050 кВт·ч/дом расчётная нагрузка на вводе составляет Рр.i.
=2,3кВт·ч/дом. Для определения суммарной расчётной активной нагрузки всего населённого пункта делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчётную нагрузку каждой группы по формулам: где Рд
, Рв
– 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; kд
, kв
– соответственно коэффициент участия нагрузки в дневном и вечернем максимуме, для коммунальных потребителей (дома без электроплит) kд = 0,3, kв = 1 ([1], стр. 39); kо – коэффициент одновременности, принимается в зависимости от количества потребителей в группе и нагрузки на вводе (для жилых домов) (таблица 5.1 [1]). Первая группа: жилые дома (107 домов): Рд.1.
= 0.258·2.3·107·0.3 = 19.1 кВт, Рв.1.
= 0.258·2.3·107·1 = 63.5 кВт. Вторая группа: административное здание, плотницкая, магазин,пожарное депо Коэффициент одновремённости k0
= 0.775 Третья группа:дом культуры, хлебопекарня, баня, фельдшерско-акушерский пункт Рд.3.
= 0.775· (5+5+3+4) =13,18 кВт, Рв.3.
= 0.775· (3+4+2+0) =6,98 кВт. Коэффициент одновремённости k0
= 0.775 Расчётная нагрузка уличного освещения определяется по формуле: где Руд.ул.
= 5.5 Вт/м – удельная нагрузка на один погонный метр улицы, для поселковых улиц с асфальтобетонными и переходными типами покрытий с шириной проезжей части 5…7 м; ℓул.
– общая длина улиц м; Суммируя расчётные нагрузки всех трёх групп Данное действие производится согласно формуле: где РБ
– большая из нагрузок, кВт; ∆РД.i
, ∆РВ.i
– соответственно надбавка соответствующая меньшей дневной и вечерней нагрузке, кВт. Расчётная мощность ТП определяется по вечернему максимуму нагрузки, т.к. он больший. С учётом уличного освещения расчётная мощность ТП определяется по формуле: РТП
= РТП.В.
+ РР.УЛ.
= 77+ 11.8 = 88,8 кВт. (2.8) Определяем средневзвешенный коэффициент мощности по формуле: где cosφi
– коэффициент мощности i-го потребителя; Рi
– мощность i-го потребителя, кВт. Таблица 2.1 коэффициенты мощности производственных потребителей. Pд, кВт Qд, кВт Pв, кВт Qв, кВт Полная расчётная нагрузка на шинах ТП дневного максимума определяется по следующей формуле: Полная расчётная нагрузка на шинах ТП вечернего максимума определяется по следующей формуле: Для определения числа ТП первоначально необходимо определить допустимые потери напряжения. 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 0% 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 2.2. Таблица №2.2. 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 Линия 0,38 кВ потери во внутренних сетях потери во внешних сетях -1,5 -6 0 0 Число ТП для населённого пункта определим по формуле: Принимаем NТП
=2 где F = 0.37 км2
– площадь населённого пункта; ∆U%
=6% – допустимая потеря напряжения, которая определена согласно табл. 2.2 (потери во внешних сетях). Т.к. число ТП равно двум, то делим населённый пункт на две примерно равные зоны и дальнейший расчёт производим для каждой зоны отдельно. В каждой зоне сгруппируем однородные потребители в группы и присвоим им номера 1, 2, 3 и т.д. На плане населённого пункта наметим трассы ВЛ 380/220В и разобьём их на участки не более 100 м. На плане населённого пункта нанесём оси координат и определим координаты нагрузок групп жилых домов и отдельных потребителей для каждой из зон отдельно. Определим нагрузки групп жилых домов отдельно для дневного и вечернего максимумов. Расчётная нагрузка группы из 4 жилых домов: • дневная • вечерняя Расчётная нагрузка группы из 5 жилых домов: • дневная • вечерняя Расчётная нагрузка группы из 6 жилых домов: • дневная • вечерняя Расчётная нагрузка группы из 7 жилых домов: • дневная • вечерняя Полученные значения координат нагрузок, дневные и вечерние расчётные нагрузки, а также значения коэффициентов мощности (см. табл. 2.1) сведём в таблицу 2.3. Таблица №2.3. Результат расчёта нагрузок отдельных потребителей и групп однородных потребителей и их координат Определим центр нагрузок для каждой зоны по формуле: Аналогичным образом производим расчёт центра нагрузки для второй зоны и получаем, что Х2
= 393м и Y2
= 348м
3.
Определение допустимых потерь напряжения и оптимальных надбавок трансформатора 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. Результаты расчета сводим в таблицу 3.1. Рис. 1. Расчётная схема ВЛ 0,38 кВ для ТП1 Рис.2. Расчётная схема ВЛ 0,38 кВ для ТП2 ТП-1 Участок 9-10 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 8-9 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 7-8. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 2-7. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 2-1. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок ТП-2. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 5-6 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 4-5. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 3-4. Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок ТП-3 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 15-16 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 14-15 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 13-14 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 12-13 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок 11-12 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Участок ТП-11 Активная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума • вечернего максимума Полная нагрузка для: • дневного максимума • вечернего максимума Аналогичным образом рассчитываем оставшийся участки для ТП-2, полученные результаты занесем в таблицу 3.1 Таблица 3.1. Расчетная нагрузка на участках ВЛ 380/220 В. ТП1 Номер участка Наружное освещение кВТ Таблица 3.1. Расчетная нагрузка на участках ВЛ 380/220 В. ТП2 Номер участка Наружное освещение кВТ Зная расчётную нагрузку на участках линии, уточним суммарную нагрузку на шинах ТП. Она получается путём суммирования расчётных нагрузок отходящих от ТП линий (для ТП1 участки ТП1-2, ТП1-3, ТП1-11; для ТП2 участки ТП2-17, ТП2-20, ТП2-25). ТП1: ТП2: Т.к. расчётная нагрузка в вечерний максимум выше, то расчёт мощностей ТП ведём по вечернему максимуму. Активная нагрузка ТП1 и ТП2 с учетом уличного освещения определим по формуле: Определим более точные значения коэффициента мощности для ТП1 и ТП2 по формуле: Для ТП1: Для ТП2: Определим полные расчётные мощности ТП по формуле: Для ТП1: Для ТП2: По полной расчётной мощности выбираем мощность и тип трансформатора. Согласно ([2], приложение 19) выбираем для ТП1 и ТП2 трансформатор ТМ63-10/0,4 со следующими техническими данными: Номинальная мощность SТР
, кВ·А ………………………………… 63 Схема соединения обмоток ……………………………………..Y/Yн-0
Потери холостого хода ∆РХХ
, Вт ………………………………….. 240 Потери короткого замыкания ∆РКЗ
, Вт ………………………….. 1280 Напряжение короткого замыкания UКЗ
, % от UН
…………………. 4,5 Находим экономические нагрузки на участках по формуле: где SУЧ
– полная мощность участка, кВ·А; КД
= 0,7 – коэффициент динамики роста нагрузок ([3], стр. 28). Произведём расчёт для ТП1: Дневной максимум: Вечерний максимум: Проводим аналогичный расчёт для ТП2 и результат расчёта сводим в табл. 2.5. По экономическим интервалам нагрузок ([2] приложение 32) выберем марку и сечение проводов. Минимальное допустимое сечение по механической прочности 25 мм2
для проводов марки «А» ([4], таблица 3.2). В целях удобства монтажа и эксплуатации ВЛ рекомендуется применять не более 3…4 сечений. Первоначально на всей линии используем провод А25. Район по гололеду 1-й. Для 1-ой группы по скоростному напору ветра V = 16 м/с и наибольшей стреле провеса среднегеометрическое расстояние между проводами D не менее 400 мм. Определяем фактические потери напряжения на участках и сравним их с допустимыми (согласно табл. 2.2 допустимая потеря напряжения не должна превышать для ВЛ 0,38 кВ (внешние сети) 6%). где SУЧ
– полная мощность участка, кВ·А; ℓУЧ
– длина участка, км; UН
– номинальное линейное напряжение, кВ; r0
– удельное активное электрическое сопротивление провода постоянному току при 20 0
С, Ом/км (принимаем согласно [2] приложение 1); х0
– индуктивное сопротивление для ВЛ, Ом/км (принимаем согласно [2] приложение 15) при среднем геометрическом расстоянии между проводами 400 мм; Для линии 1: Для дневного максимума: Для вечернего максимума: Определим потерю напряжения на участках в % по следующей формуле: где UН
– номинальное линейное напряжение, В. Для линии 1: Для дневного максимума: Для вечернего максимума: Проводим аналогичный расчёт для остальных участков и результат сводим в табл. 2.5. Затем следует произвести проверку на соответствии потери напряжения в конце линий. Если сумма потерь напряжения участков будет большей, чем 3.5%, то необходимо на первом участке от ТП увеличить сечение провода на одну ступень (например, вместо А25 взять А35), что приведёт к изменению r0
и х0
, а следовательно и к уменьшению потерь напряжения. Замену проводов на участках производить до тех пор, пока потери напряжения не войдут в допустимые пределы. Максимально возможное сечение проводов для ВЛ 0,38 кВ (в крайних случаях) составляет 70 мм2
, т.е. провод А70. Таблица №2.5. Результат расчёта ВЛ 0,38 кВ
|