Электрический расчет сети 10кВ
Расчетно-пояснительная записка к КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ по дисциплине «Электроснабжение сельского хозяйства» на тему «Электроснабжение населенного пункта Cвиридовичи»
Выполнил: студент 4 курса АЭФ 20эпт группы Сазановец А.В. Руководитель: Кожарнович Г. И.
Минск 2009г. Аннотация
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.
Введение
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. Исходные данные
Таблица 1.1 Исходные данные для расчета линии высокого напряжения.
Таблица 1.2 Исходные данные по производственным потребителям.
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:
, (2.1) , (2.2)
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
кВт, (2.3) кВт. (2.4)
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: Вт =11.8 кВт (2.5)
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:
кВт, (2.6) кВт. (2.7)
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:
, (2.9)
где cosφi – коэффициент мощности i-го потребителя; Рi – мощность i-го потребителя, кВт.
Таблица 2.1 коэффициенты мощности производственных потребителей.
Полная расчётная нагрузка на шинах ТП дневного максимума определяется по следующей формуле:
кВ·А. (2.10)
Полная расчётная нагрузка на шинах ТП вечернего максимума определяется по следующей формуле:
кВ·А.
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
Число ТП для населённого пункта определим по формуле:
шт, (2.11) 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
кВт;
• вечерняя
кВт.
Расчётная нагрузка группы из 5 жилых домов: • дневная
кВт;
• вечерняя кВт.
Расчётная нагрузка группы из 6 жилых домов: • дневная
кВт;
• вечерняя
кВт.
Расчётная нагрузка группы из 7 жилых домов: • дневная
кВт;
• вечерняя
кВт.
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: (2.12)
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
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума кВ·А.
Участок 8-9 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А, • вечернего максимума
кВ·А.
Участок 7-8. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 2-7. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 2-1. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок ТП-2. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума .
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 5-6 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
, • вечернего максимума
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 4-5. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: дневного максимума
, • вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 3-4. Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума ,
• вечернего максимума
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок ТП-3 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт. Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 15-16 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
,
• вечернего максимума
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 14-15 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 13-14 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт, • вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 12-13 Активная нагрузка для: • дневного максимума кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А.
Участок 11-12 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума
кВ·А. Участок ТП-11 Активная нагрузка для: • дневного максимума
кВт,
• вечернего максимума
кВт.
Коэффициент мощности на участке для: • дневного максимума
• вечернего максимума
.
Полная нагрузка для: • дневного максимума
кВ·А,
• вечернего максимума кВ·А.
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
(0.007 сек.) |