Электроснабжение сельского населенного пункта 1 страница

Выполнил студент 441 группы _______________ Зорин М.В.

Проверил _______________ Цыркина Т.В.

Курсовой проект защищен с оценкой ___________________________

______________ ___________________ _________________

(дата) (подпись) (фамилия, и., о.)

Ижевск, 2013

Задание

к курсовому проекту по дисциплине

«Электроснабжение»

Выдано студенту 441 группы очного обучения

Зорину Максиму Васильевичу

Номер зачетной книжки - 094026

Шифр задания - 351

Аннотация

В данном курсовом проекте приводится расчет электроснабжения сельскохозяйственного объекта.

В первой главе проекта производится расчет электрических нагрузок населенного пункта и выбор трансформаторов.

Вторая глава состоит из расчета сети 10 и 0,38 кВ. Расчет проводится с целью выбора марки и сечения проводов линии электропередачи. Далее в главе три, проводится расчет аварийных режимов работы. Здесь же производится выбор аппаратуры.

Глава четвертая – защита от токов короткого замыкания. В последней, пятой главе технико-экономический расчет.

Содержание

Задание…………………………………………………………………………….……………………………………………………………………..2

Аннотация………………………………………………………………….……................................................................................3

Содержание..…………………………………………………………….…….….…………………………………………………………………..4

Введение...……………………………………………………………………..……………………………………………………………………….5

1.Расчет электрических нагрузок населенного пункта…………………….…..………………………………….6

2.Определение мощности и выбор трансформаторов……………….….....................................................9

3.Электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ …………........................................11

4.Построение таблицы отклонений напряжения ………………………..……..………………………………………15

5.Электрический расчет воздушной линии напряжением 0,38 кВ………...…..................................16

6.Конструктивное выполнение ВЛ 0,38 кВ, 10 кВ и ТП 10/0,38 кВ………………………………….….20

7.Расчет токов короткого замыкания…………………………………………...…………………………………………….21

8.Выбор оборудования подстанции ТП1……………………………………….………………………………………………..25

9.Защита от токов короткого замыкания…………………………………….....................................................26

10.Согласование защит……………………………………………………...…....................................................................31

11.Технико-экономическая часть……………………………………………………………………………………………………35

12. Спецвопрос: Схемы соединения трансформаторов тока и реле в устройствах

релейной защиты и автоматики……………………………………………………………………………………………..38

13.Спецификация………………………………………………………….……………………………………………………………….........44

Заключение…………………………………………………………………………………………………………………………………….….…45

Список использованной литературы…………………………….………………………………………………………….....…46

Введение

Все сельскохозяйственные объекты и жилые дома используют электрическую энергию.

Воздушные линии электропередачи охватывают почти все населенные пункты. Однако это не означает прекращение работ по их сооружению. Электрическая нагрузка в сельском хозяйстве непрерывно возрастает, появляется необходимость в расширении линий. Новое их строительство на селе все больше заменяется систематической реконструкцией. При этом часть воздушных линий заменяется подземными кабельными линиями.

Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением промышленности и городов. Главное из них - необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных объектов. В результате протяженность сетей во много раз превышает эту величину в других отраслях народного хозяйства.

Сказанное выше наглядно показывает, какое большое значение имеет проблема электроснабжения сельского хозяйства. От ее рационального решения в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельском хозяйстве и в быту сельского населения. Этого следует добиваться при соблюдении всех требований, правил, норм электроснабжения.

1. Расчет электрических нагрузок населенного пункта

Расчет электрических нагрузок производится с целью выбора сечений проводов линий и расчёта мощности ТП.

Для определения суммарной расчетной мощности потребителей населенного пункта исходные данные и результаты расчетов заносим в таблицу 1.1

Таблица 1.1

№ п. п.	Потребитель	Расчетная мощность	Коорди- наты
РД, кВт	РВ, кВт	cosjД о.е.	cosjВ о.е.	SД, кВА	SВ, кВА	X, о.е.	Y, о.е.
Производственные потребители (слева)
	Зернохранилище с ленточным транспортером емкостью 1000 т.			0,7	0,75	35,71	13,33	8,1	15,1
28.1	Овощекартофелехранилище с отопительно-вентиляционной установкой на 500-600 т.			0,99	0,99	20,20	20,20	6,2	15,1
33.2	Центральная ремонтная мастерская на 75 тракторов			0,7	0,75	114,28	26,66	5,8	12,7
34.2	Гараж на 50 автомашин с закрытой стоянкой: на 14 машин			0,7	0,75	21,42	6,66	8,5	12,7
40.2	Мельница вальцовая производительностью: 25 т./сутки			0.8	0,85	43,75	2,35	11,0	12,7
Производственные потребители (справа)
1.2	Коровник без механизации процессов: 200 голов			0,75	0,85	8,00	7,05	26,8	15,6
6.1	Помещения для ремонтного и откормочного молодняка: на 170 – 180 голов			0,75	0,85	1,33	3,52	30,0	15,6
6.2	Помещения для ремонтного и откормочного молодняка: на 240 – 260 голов			0,75	0,85		5,88	32,0	15,6
	Летний лагерь молодняка КРС: 400-500 голов			1,0	1,0			31,0	2,7
	Свинарник-маточник на 50 гол. с навозоуборочным транспортером			0,75	0,85		5,88	34,3	12,7
	Свинарник-маточник на 50 гол. с навозоуборочным транспортером и электрообогревом			0,92	0,96	30,4	29,1	35,2	15,6
20.1	Кормоцех для свинофермы: на 100 маток и 1000 голов откорма или на 2000 голов откорма			0,75	0,78	34,66	12,82	31,0	10,0
	Ветеринарный пункт			0,85	0,9	1,17	1,11	28,6	12,7
Коммунально-бытовые потребители
51.3	Административное здание на 70 рабочих мест			0,85	0,9	41,17	16,66	9,0	10,1
52.1	Клуб со зрительным залом: на 150-200 мест			0,85	0,9	3,52	11,11	16,8	2,5
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	2,9	12,2
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	2,9	9,7
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	2,9	7,1
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	2,9	4,6
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	3,3	2,5
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	11,0
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	9,3
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	7,6
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	5,9
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	4,2
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	5,8	2,5
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	11,5	3,1
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	14,0	3,1
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	19,3	10,7
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	19,3	8,2
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	19,3	5,6
		0,54	1,8	0,9	0,93	0,6	1,93	19,3	3,1
55.2	Жилой дом: четырехквартирный	2,2	7,2	0,9	0,93	2,44	7,74	9,0	10,1
		2,2	7,2	0,9	0,93	2,44	7,74	16,8	11,0
		2,2	7,2	0,9	0,93	2,44	7,74	16,8	9,3
55.3	Жилой дом: восьмиквартирный	4,3	14,4	0,9	0,93	4,77	15,48	9,0	5,5
		4,3	14,4	0,9	0,93	4,77	15,48	9,0	3,1
		4,3	14,4	0,9	0,93	4,77	15,48	16,8	7,6
		4,3	14,4	0,9	0,93	4,77	15,48	16,8	5,9
		4,3	14,4	0,9	0,93	4,77	15,48	16,8	4,2

Определим суммарную расчетная мощность дневного и вечернего максимумов нагрузки всех потребителей населенного пункта:

Полная мощность определяем по формуле:

(1.1)

где и Р- определяем из таблицы Е1.

Для одинаковых потребителей, имеющих одну и ту же расчетную нагрузку, суммарная нагрузка дневного и вечернего максимумов определяется по формуле:

, (1.2)

где k_o – коэффициент одновременности, значение которого берем из таблицы Н1.

Группа жилых одноквартирных домов;

кВт, кВт.

Группа жилых четырехквартирных домов;

кВт, кВт.

Группа жилых восмиквартирных домов;

(кВт), (кВт).

Расчетную мощность дневного максимума нагрузки потребителей населенного пункта определяем по формуле:

, (1.3)

где Р_доб1, Р_доб2, Р_доб3,… Р_{доб m-1} – добавки, кВт; берем из таблицы Н2

Определим нагрузку наружного освещения населенного пункта, которая включает нагрузку уличного освещения и нагрузку наружного освещения территории хозяйственных дворов:

, (1.4)

Расчетная мощность вечернего максимума нагрузки потребителей населенного пункта определяется по формуле:

, (1.5)

Расчетная мощность дневного максимума нагрузки производственных потребителей населенного пункта:

Расчетная мощность вечернего максимума нагрузки производственных потребителей населенного пункта:

Коэффициент мощности дневного и вечернего максимума суммарной нагрузки всех потребителей населенного пункта определяется по кривым:

; →

; →

Полная расчетная мощность дневного и вечернего максимума нагрузки всех потребителей населенного пункта;

, .

2. Определение мощности и выбор трансформаторов

Количество трансформаторных подстанций в населенном пункте определяем по эмпирической формуле:

, (2.1)

где S_p – наибольшее значение расчетной полной мощности всех потребителей населенного пункта, кВА;

F = 0,2664 км² – площадь населенного пункта;

DU = 10% – допустимая потеря напряжения в линиях 0,38 кВ;

В = 0,07 %/кВА*км² – коэффициент.

Так как, протяженность населенного пункта превышает 0,5 км, поэтому выбираем 3 трансформаторные подстанций.

На плане населенного пункта сгруппируем потребители по зонам с учетом места их расположения и характера нагрузки (производственной, коммунально-бытовой или смешанной).

Для каждой зоны по данным таблицы 1.1 и формулам (1.2)…(1.5) определим полную расчетную мощность дневного и вечернего максимума нагрузки.

После выбора трансформантов определяем координаты ТП по формулам:

, (2.2)

1 зона – Производственные здания:

(кВА), (кВА).

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью S = 160 кВА.

Определим координаты ТП1

;

.

2 зона – Населенный пункт:

(кВт).

(кВт).

(кВА), (кВА).

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью S = 40 кВА.

Определим координаты ТП2

; .

3 зона – Производственные здания:

(кВт);

(кВт).

(кВА), (кВА).

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью S = 63 кВА.

Определим координаты ТП3

;

3. Электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ

Электрический расчет воздушных линий (ВЛ) производится с целью выбора марки и сечения проводов, определения потерь напряжения и энергии в линии.

Расчетная реактивная и полная мощность нагрузки для дневного и вечернего максимума по каждому участку ВЛ 10 кВ определяются по формулам:

(3.1)

, (3.2)

Рабочий ток на участках линии определяется по формуле:

, (3.3)

где U_ном=10 кВ – номинальное напряжение линии.

Потеря напряжения на каждом участке линии определяется по формуле:

, (3.5)

где l, Р и Q – длина участка и мощности, передаваемые по участку.

Сечение проводов определяем по экономической плотности тока:

, (3.4)

где j_ЭК=1,3 А/мм² – экономическая плотность тока, выбранная по таблице 5.1 [2,3]. Полученное расчетное сечение округляется до ближайшего стандартного и корректируется по требованиям к механической прочности, в соответствии с которыми провода выбирают сталеалюминиевыми, сечениями не менее: 70 мм² для магистрали и 35 мм² для отпаек. В целях удобства монтажа в линии обычно монтируется не более трех различных сечений проводов. Параметры выбранных проводов сводятся в таблицу 3.2.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема линии 10 кВ

кВт

кВт

кВт

(кВт)

(кВт)

Дальнейший расчет проведем на примере участка линии 3-5 для дневного максимума нагрузки.

Реактивная составляющая находиться следующим образом:

кВАр

Полная расчетная мощность по участке:

кВА

Рабочий ток на участке:

А

Uном=10 кВ- номинальное напряжение линии.

Сечение провода на участке:

мм ². Выбираем сталеаллюминиевые провода АС-70 по механической прочности.

Потеря напряжения на участке:

В

%

Потери электрической энергии на участке:

(кВт*ч)

Расчет остальных участков линии 10 кВ аналогичен и полученные результаты расчета сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. Расчетные данные по участкам линии 10 кВ.

Участок ВЛ 10кВ	Расчётная активная мощность участка, кВт	РДП/РДО	РВП/РВО	Cosjд	Cosjв	tgjд	tgjв	Расчётная мощность	Рабочий ток, А	Марка и сечение ппровода	Потери напряжения, %	Потери энергии, кВт×ч
Номер	Длина, км	Днём	Вечером	Реактивная квар	Полная, кВА	Днём	Вечером
на участке	От шин 10 кВ до конца участка	на участке	От шин 10 кВ до конца участка
Рдо	Рдп	Рво	Рвп	QД	QВ	SД	SВ	IД	IВ
0-1	2,6	974,1	467,5	1224,85	432,23	0,48	0,35	0,81	0,87	0,72	0,57	447,62	698,16	1202,59	1407,87	69,43	81,28	АС-70	1,52	1,52	2,05	2,05	41121,12
1-3	10,2				275,5	0,49	0,32	0,81	0,87	0,72	0,57	452,88	494,19	776,54	996,55	44,83	57,54	АС-70	4,5	6,02	5,69	7,74	180847,02
3-4	11,2					0,45	0,33	0,82	0,87	0,69	0,57			243,9	344,8	14,08	19,91	АС-70	1,54	7,56	2,16	9,9	10628,81
3-5	9,5					0,52	0,36	0,8	0,87	0,75	0,57				574,71	30,31	33,18	АС-70	2,44	8,46	0,31	8,05	20983,91
1-2	6,8					O,48	O,47	0,81	0,85	0,72	0,62	213,84	200,88	366,7	381,2	21,17	22,01	АС-70	1,42	2,94	1,46	3,51	7886,29
2-6	9,5					0,53	O,38	0,79	0,86	0,78	0,59		94,4	192,31	186,1	11,10	10,74	АС-70	1,03	3,97	0,98	4,49	2802,17

Таблица 3.2 - Параметры выбранных проводов

Дата добавления: 2015-07-16