Электроснабжение населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйствия и продовольствия

УО «Жировичский государственный аграрно-технический колледж»

Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства

Курсовой проект

по дисциплине: Электроснабжение сельского хозяйства

на тему: Электроснабжение населенного пункта

Введение

Особенностью электроснабжения сельских потребителей является необходимость подводить электрическую энергию к огромному числу сравнительно маломощных объектов, расположенных по всей территории республики. Это требует сооружения и последующей эксплуатации большой протяженности распределительных электрических сетей. От рационального решения задач сельского снабжения в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электрической энергии в сельскохозяйственном производстве и быту сельского населения. Первостепенной задачей правильного электроснабжения является доведение стоимости электроэнергии до минимальной. Большинство производственных процессов в сельском хозяйстве сегодня электрифицированы. Ежегодно на нужды сельских потребителей расходуется более 3 млрд. кВт·часов электрической энергии.

В связи с ростом электрификации сельскохозяйственного производства, особенно с созданием промышленных комплексов по производству мяса и молока, с строительством птичников в колхозах и совхозах, теплиц возросло число электропотребителей второй и первой категории. Так по II категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции,, массовым простоям рабочих и механизмов, нарушению нормальной деятельности и др.

Поэтому необходимо применять эффективные и экономически целесообразные меры по обеспечению оптимальной надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1. Выбор числа и места расположения ТП

Количество ТП определяется по формуле:

( 1,1)

Где Sp - полная расчетная нагрузка в поселке, В•А; L - длина улиц поселка, км; ДU% - допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ.

Для определения полной расчетной нагрузки в поселке определим дневные и вечерние максимумы нагрузок, для жилых домов, общественных, коммунально-бытовых и производственных потребителей

Дневные и вечерние максимумы нагрузок для жилых домов определяем методом коэффициентом одновременности.

, (1,2)

, (1,3)

Где Pдi - мощность на вводе в один жилой дом, который определяется по номограмме, в зависимости от потребления электрической энергии в год одним домом и с перспективой развития на семь лет (/1/,табл.1.1,стр.9);

Ko - коэффициент одновременности, зависит от количества жилых домов (/1/,табл.1.13,стр.39);

Kд - коэффициент участия в дневном максимуме

Кд=0,3…0,4;

Кв - коэффициент участия в вечернем максимуме

Кв=1; n - количество жилых домов поселке.

Pд=2.4•0.25•0.3•85=15.3 кВт; Pв=2,4•0,25•1•85=51 кВт;

Дневные и вечерние максимумы нагрузок для общественных, коммунально-бытовых и производственных потребителей определяем табличным методом.

Коровник привязного содержания на 200 коров

Pд=6 кВт;

Рв=6 кВт;

Кормоцех фермы КРС на 800 голов

Рд=50 кВт;

Рв=50 кВт;

Агрегат для приготовления травяной муки

Рд=80 кВт;

Рв=80 кВт;

Клуб со зрительным залом на 100 мест

Рд=3 кВт;

Рв=10 кВт;

Начальная школа на 40 уча-ся

Рд=5 кВт;

Рв= 2кВт;

Определим дневной и вечерний максимум нагрузки в поселке

(1,4)

(1,5)

Где Рбд - наибольшая нагруска в поселке, кВт; ДРмnд - надбавка от меньших нагрузок, кВт(/1/,стр.40,табл.1,15) ; Рул - мощность уличного освещения, кВт;

Рд=80+9,2+3,6+3+1,8+34+3,6+3,6=138,8 кВт,

Рв=80+34,7+3,6+3,6+3,6+34+1,2+6+19,2=185,9 кВт,

Определим мощность уличного освещения в поселке

, (1.6)

Где Р'уд - удельная нагрузка на один погонный метр длины улицы, Р'уд=7 Вт/м; L - длина улицы поселка, м; Руд - удельная нагрузка для освещения территории общественных, коммунально-бытовых и производственных потребителей, Руд=250 Вт/зданий n - количество общественных, коммунально-бытовых и производственных потребителей;

Pул=7•1000•250•7=19250Вт = 19,2 кВт;

Т.к. вечерний максимум больше дневного, то полную расчетную нагрузку определяем по вечернему максимуму

, (1,7)

121 кВ•А,

Допустимую потерю напряжения в линии 0.38 кВ определяем из таблицы отклонения напряжений. Вычерчиваем схему электроснабжения потребителей

Таблица 1.1 Таблица отклонения напряжения

Наименование элемента схемы	Нагрузка
	100%	25%
Шины 10 кВ ВЛ 10 кВ ТП 10/0,4 кВ - потери - постоянная надбавка - переменная надбавка ВЛ 0,38 кВ	+4 -5 -4 +5 0 -5	+0 -1,25 -0 +5 0 0
Отклонения напряжения у потребителя	-5	+3,75

,

,

Определяем количество ТП

(1.1)

Применяем 2 ТП

Определяем место расположение ТП

Координаты расчетного центра нагрузки определяем по следующим формулам

, (1,8)

, (1,9)

Где Pi - нагрузка потребителей; X1, Y1 - координаты потребителей;

ТП1

Pdi4

Pdi5

Pdi8

Pdi3

Pdi16

Pdi13

Pdi1

ТП2

2. Определение нагрузок по участкам линии

Подсчет нагрузки по участкам линии проводят после выбора места установки ТП и нанесения трасы линии на план объекта. От ТП отходят не более трех линий. На основании плана населенного пункта составляем расчетную схему. Все отходящие от ТП линии разбиваются на участки длиной 60-100 м. В конце каждого участка группируем нагрузки. Если на линии есть общественные, коммунально-бытовые и производственные потребители, то блину участка можно сократить. Большая длина участка может быть принята, если на значительной части участка нет потребителей. Все нагрузки потребителей присоединенных к данному участку суммируют по дневному и вечернему максимуму и наносят на расчетную схему виде дроби: Дневной максимум в числителе, а вечерний в знаменателе. Кроме этого на расчетной схеме указывают длины участков и их номера. Участки нумеруют от начала к концу линии. После составления расчетной схемы, определяют путем суммирования расчетные мощности всех участков линии, начиная с конечного участка. При одноименной нагрузке суммирование производиться с помощью коэффициента одновременности Ko, при разноименной нагрузке суммирование производиться табличным методом.

Линия 1

Pд3 =2,4•0,64•0,3•3=1,4 кВт,

Pв3 =2,4•0,64•3=4,6кВт,

Pд8=2,4•0,45•0,3•8=2,6 кВт,

Pв8=2,4•0,45•8•1=8,6 кВт,

Pд2=2,4•0,75•0,3•2=1,08 кВт,

Pв2=2,4•0,75•2=3,6 кВт,

Pд7=2,4•0,47•0,3•7=2,4 кВт,

Pв7=2,4•0,47•7=7,9 кВт,

Pд12=2,4•0,39•0,3•12=3,4 кВ,

Pв12=2,4•0,39•12=12=11,2 кВт,

Pд5=2,4•0,53•0,3•5=1,9=1 кВт,

Pв5=2,4•0,53•5=6,36 кВт,

Pд4=2,4•0,57•0,3•4=1,6 кВт,

Pв4=2,4•0,57•0,3•6=5,5 кВт,

Pд6=2,4•0,5•0,3•6=2,16 кВт,

Pв6=2,4•0,5•1•6=7,2 кВт,

Определяем дневные и вечерние максимумы нагрузок по участкам линии.

Линия 1

Уч. 3-2 Pд???=2,6 кВт, Sg3-

22.8 кВА, Pв3-2=8,16 кВт,

Sв3-2=8.7 кВА,

Уч.1-2 Pд1-2=6.8 кВт, Sд1-2= кВА, Pв1-2=8.16+1.2+0.9=10.26 кВт,

Sв1-2= кВА,

Уч. 12-13

Pд1??1?= 3.4 кВт, Sд1??1?=3.77 кВА, Pв1??1?=11.2 кВт,

Sв1??1?=12.04 кВА,

Уч. 1-12

Pд??1?= 3.4+1.8=5.12 кВт, Sд??1?=5.77 кВА,

Pв??1?=11.2+5.1=16.3 кВт,

Sв??1?=17.52 кВА,

Аналогично выполняем расчет остальных линий. Расчеты заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Нагрузки на участках линии

№ Уч-ка	Длин ,м	Дневная нагрузка	Вечерняя нагрузка
		Pд, кВт	Sд, кВА	cosцд	Pв, кВт	Sв, кВА	cosцв
ТП1 ТП-1 1-2 1-12 12-13 2-3 ТП-4 4-5 ТП-6 6-7 7-8 7-10 8-9 10-14 10-11 ТП2 ТП-16 16-17 ТП-18 ТП-15	30 23 90 87 81 55 90 60 40 100 40 60 50 64 25 40 20 35	13,2 6,8 5,2 3,4 2,6 4,9 3,4 8 4,6 3,8 3,4 2,16 1,6 1,4 13,2 9,6 50 80	14,7 7,8 5,77 3,77 2,8 5,44 3,77 8,88 7,31 4,22 3,77 2,4 1,77 1,55 17,6 12,8 66,6 106,6	0,89 0,87 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,75 0,75 0,75 0,8	28,9 18,1 16,3 11,5 8,6 16,3 11,2 22,7 18,8 12,8 11,5 7,2 5,5 4,6 13,2 9,6 50 80	31,4 49,8 17,52 12,04 8,7 18,1 12,04 24,4 20,21 13,76 12,04 7,77 5,91 5,11 15,52 11,29 56,8 90,9	0,92 0,93 0,91 0,93 0,93 0,9 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,93 0,85 0,85 0,88 0,8

3. Выбор числа, типа и мощность трансформаторов

Для выбора мощности трансформатора суммируем дневные и вечерние максимумы нагрузок в начале линии.

Pд=Pдтп-6+Pдтп-1+Pдтп-13, (3,1)

Pд=12.2+4.9+8=25.1 кВт,

Рв=Pвтп-6+Pвтп-1+Pвтп-13+Pул, (3,2)

Pв=23+10,3+22,7+6,6=68,6 кВт,

Pул=7•870+250•2=6590Вт =6,6 кВт,

Т.к. вечерний максимум больше дневного, то мощность выбираем по вечернему максимуму.

Pтр-ра=Pб+ДPм?+ДPм?+Pул, (3,3)

Pтр-ра=23+9,8+14,4+6,6=53,8 кВт,

Определяем полную мощность тр-ра

Sтр-ра=, (3,4)

Sтр-ра= кВт,

Выбираем 1 трансформатор ТМ 63/10

Sнтр=63кВА,

ДPх.х=0,24 кВт,

ДPм=1,47 кВт, Uк%=4,7 %

Pд=80+50+13,2=143,2 кВт,

Pв=80+50+13,2+2,09=145,29 кВт,

Pул=7•120+250•5=2090 Вт=2,09 кВт,

Т.к. вечерний максимум больше дневного, то мощность выбираем по вечернему максимуму.

Pтр-ра=80+34+7,9+2,09=123,99 кВт,

Определяем полную мощность

Sтр-ра= кВА

Выбираем 1 трансформатор ТМ 160/10 Sнтр=160 кВА,

ДPх.х=0,51 кВт,

ДPм=3,1 кВт,

Uк%=6,8 %.

4. Выполнение воздушных линий

Электроснабжение сельских населенных пунктов осуществляется от Государственной энергетической системы. Низковольтные линии напряжением 380/220В трехфазного переменного тока система с глухозаземленной нейтралью выполняем на ж.б. опорах. Магистральные линии выполняем пятипроводными три фазных провода, нулевой провод и один провод для подключения фонарей уличного освещения. Воздушные линии выполняем голыми алюминиевыми проводами марок А25; А35; А50; А70; А95. Провода на опорах располагают следующим образом: три фазных провода- в самом верху, ниже их фонарный провод и самым нижним- нулевой провод сети. Расстояние между проводами на опоре при максимальной стреле провеса в 1,2 м не должно быть менее 40 см. На воздушных линях применяют промежуточные, угловые и концевые опоры. Промежуточные опоры предназначены только для поддерживания проводов, их не рассчитывают на односторонние тяжение. Угловые опоры устанавливают в местах изменения направления воздушных линий. При нормальном режиме угловые опоры воспринимают односторонние тяжения. Иногда таки опоры устанавливают с металлической оттяжкой. Провод для оттяжки стальной, многопроволочный сечением не менее 25 мм2.

Оттяжки должны быть присоединены к заземленному проводу.

Концевые опоры являются разновидность

трансформаторный подстанция напряжение ротор

5. Электрический расчет ВЛ 0,38 кВт

Электрический расчет ВЛ производим методом экономическим интервалом. Используем данные занесенные в таблицу 2.1. На расчетную схему наносим длины, полные мощности и cosц участков.

ТП 1 Расчет всех участков производиться аналогично поэтому для примера возьмем 1 участок Определяем эквивалентную мощность на Уч тп-1

Sэкв.тп-1=Sтп-1•Kд; (5,1)

Где Кд - коэффициент динамики роста нагрузки Кд=0,7 Sэкв тп-1=31,4•0,7=21,98 кВА;

По эквивалентной мощности выбираем сечение провода по таблице (/1/стр.115, табл. 225)

Принимаем сечение провода 3А35+А35

Определяем действительную потерю напряжения на участке ТП-1

ДUтп?1= (r?•cosц+x?•sinц)•L; (5,2)

ДUтп?1=B;

ДU%тп?1=; (5,3)

ДU%тп?1=

ДU%доп? ДU%тп?1; (5,4)

5%?0,38%

Аналогично выбираем сечение для других участков и результаты заносим в таблицу 5,1

№ участка	S уч-ка кВА	S экв. кВА	Длина участка м,	Предварительный выбор	Окончательный выбор
				Сечение	Потери U	Сечение	Потери U
					На уч-ке	От нач. линии		На уч-ке	От нач. линии
ТП1 ТП-1 1-2 1-12 12-13 2-3 ТП-4 4-5 ТП-6 6-7 7-8 7-10 8-9 10-14 10-11 Тп2 ТП-16 16-17 ТП-18 ТП-15	31,4 19,08 17,52 12,04 8,7 18,1 12,04 24,4 20,21 13,76 12,04 7,77 5,9 5,11 17,6 12,8 66,6 106,6	21,98 13,86 12,2 8,4 6,09 12,67 8,42 17,08 14,14 9,6 8,4 5,4 4,13 3,5 12,32 8,96 46,62 74,62	0,03 0,023 0,09 0,087 0,081 0,055 0,09 0,06 0,04 0,1 0,04 0,06 0,05 0,064 0,025 0,04 0,02 0,035	3А35+А35 3А35+А35 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А35+А35 3А35+А35 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А50+А50 3А95+А95	0,38 0,08 0,8 0,5 0,31 0,5 0,54 0,57 0,3 0,6 0,2 0,2 0,1 0,04 0,2 0,26 0,41 0,7	0,38 0,46 1,26 1,76 2,07 0,5 1,04 0,57 0,87 1,47 1,67 1,87 1,97 2,01 0,2 0,46 0,87 1,57	3А35+А35 3А35+А35 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А35+А35 3А35+А35 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А50+А50 3А95+А95	0,38 0,08 0,8 0,5 0,31 0,5 0,54 0,57 0,3 0,6 0,2 0,2 0,1 0,04 0,2 0,26 0,41 0,7	0,38 0,46 1,26 1,76 2,07 0,5 1,04 0,57 0,87 1,47 1,67 1,87 1,97 2,01 0,2 0,46 0,87 1,57

6. Проверка сети на колебательное напряжение при пуске АД с короткозамкнутым ротором

Проведем расчет потери напряжения для наиболее мощного электродвигателя который находиться на АВМ.

cosцн=0,89

Ki=7,0

Согласно ПУЭ потери напряжения при пуске асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором мощностью более 20 кВт недолжна превышать 30%

Определяем потери напряжения при пуске

ДU= ; (6,1)

Где Zc - полное сопротивление сети, Ом; Zэд- полное сопротивление электродвигателя, Ом;

Определяем полное сопротивление сети

Zc=Zл+Zтр-ра; (6,2)

Где Zл - полное сопротивление линии, Ом; Zтр-ра -полное сопротивление трансформатора, Ом;

Определяем полное сопротивление линии

Zл= ; (6.3)

Rл=r? • l ; (6.4)

Xл=X? • l; (6.5)

Rл=0,308•0,035=0,010 Oм,

Xл=0,274•0,035=0,009 Ом,

Zл==0,013 Ом,

Определяем полное сопротивление трансформатора

Zтр-ра=; (6,6)

Zтр-ра=Ом; Zc=0,013+0,11=0,123 Ом;

Определяем полное сопротивление электродвигателя

Zэд=;

Zэд==0,76 Ом;

Определяем потери напряжения при пуске напряжения двигателя по формуле (6,1)

ДU= %B 14%<30%

7. Выбор защиты отходящих линий и проверка её на срабатывание при однофазных коротких замыканиях

Для защиты отходящих линий от токов К.з. используются автоматические выключатели и рэле РЭ-571Е которые включаются в нулевой провод. Производим выбор автоматических выключателей для отходящих линий.

Остальные расчеты выполняем аналогично и результаты заносим в таблицу

№ линии	Smax кВА	Iраб.max A	Iтр А	Iэр A	Тип	Iнтр А	Iнэр. А	Iкз(1) А	3•Iн А	Вывод
ТП-1	31,4	48,3	53,1	60,3	ВА51-29	50	500	165	150	Усл.вып
ТП-4	18,1	27,8	30,6	34,7	ВА51-29	31,5	315	255	94,5	РЭ-571Т
ТП-6	24,4	37,5	41,2	46,9	ВА51-29	50	500	120	150	РЭ-571Т
ТП-15	106,6	164	180,4	205	ВА51-35	200	20000	1157	600	РЭ-571Т
ТП-16	17,6	27,07	29,7	34,6	ВА51-29	31,5	315	628	94,5	РЭ-571Т
ТП-18	66,6	102,4	112,7	128	ВА51-33	160	1600	1157	480	РЭ-571Т

8. Расчет повторных заземлений нулевого провода и заземления ТП

Расчет сводиться к определениям числа вертикальных стержней, заземляющее устройство выполняют в виде замкнутого контура состоящий из вертикальных стержней. Забивают стержни на глубину 0,7м, вверх стержней соединяют между собой полосовой сталью сечением 40•4 мм. Удельное сопротивление грунта Р=120 Ом. Определяем сопротивление одного вертикального стержня

Rв= •(lд+0.5lд), (8,1)

Где g- удельное сопротивление грунта, Ом•м, L - длина стержня,м hср - расстояние от середины заземлителя до поверхности земли.

Rв= •(lд+0.5lд)=26,36 Ом,

Определяем допустимое сопротивление повторного заземления нулевого провода.

Rдоп=Р•=36 Ом

Определяем общее сопротивление всех повторных заземлений нулевого провода.

Rобщ.пз= (8.2)

Rобщ.пз= Ом.

Определяем теоретическое количество заземлителей для ТП-10/0,4 кВт.

Nт=; (8,3)

Nт=

Принимаем 10 шт.

определяем эквивалентное сопротивление вертикальных заземлителей.

rэкв=; (8.4)

rэкв=,

Определяем сопротивление соединительной полосы.

Rг= • lg ; (8,5)

Rг= • lg =5,39 Ом,

Определяем эквивалентное сопротивление полосы.

rэкв=; (8,6)

rэкв= Ом,

Определяем общее сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлителей нулевого провода.

Rобщ=; (8,7)

Литература

1. Будзко И.А. Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйсва,-М.:Агропромиздат, 1990..

2. ПУЭ.-М.:Энергоатомиздат, 1986.-640с.

3. Электроснабжение сельского хозяйства. Методические указания по курсовому проекту. Загорск.1987.-123с.

4. Учебное задание по производственной технологической практике учащихся по специальности С.03.02. «Электрификация и автоматизация с/х производства.

5. М.С. Живов. Справочник молодого электромонтера. - М.Высшая школа 1990г.

6. Пястолов А.А. Практикум по технологии монтажа и ремонта электрооборудования,- М.: Агропромиздат, 1990.

7. Баран А.Н. Технология электромонтажных работ,-Мн.: Ураджай 2000г.

8. Баран А.Н., Качан Н.Г. Технология электромонтажных работ. Лабораторный практикум,- Мн.: Дизайн ПРО 2000г.

Размещено на Allbest.ru