Проектирование системы электроснабжения насосной станции в селе Красносельское района Беимбета Майлина Костанайской области

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО сельского хозяйства

Республики казахстан

КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ С. СЕЙФУЛЛИНА

Кафедра Электроснабжения

Курсовой проект

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Проектирование и монтаж инженерных систем"

НА ТЕМУ Проектирование системы электроснабжения насосной станции в селе Красносельское района Беимбета Майлина Костанайской области

Выполнил: Абдашов С.Е

Проверила: мтн, ст. преподаватель

Слипченко С.А.

АСТАНА 2023

НАО «КАЗАХСКИЙ АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. СЕЙФУЛЛИНА»

Кафедра электроснабжения

ЗАДАНИЕ №____

на курсовой проект по дисциплине:

Проектирование и монтаж инженерных систем

Студент Абдашов Саин Ертаевич группа 08-062-19-11

Тема проекта:

Проектирование электроснабжения насосной станции в селе Красносельское района Беимбета Майлина Костанайской области.

Исходные данные

1. Ген.план проектируемой насосной станции

2. Кабельный журнал насосной станции

3. Однолинейная схема электроснабжения 10 кВ

№	Содержание пояснительной записки	Сроки выполнения	Примерный объем
1	Характеристика объекта электроснабжения	08:03:23-27:03:23	2 стр
2	Выбор оптимального варианта схемы электроснабжения	08:03:23-27:03:23	1 стр
3	Расчет электрических нагрузок	28:03:23-11:04:23	7 стр
4	Компенсация реактивной мощности и выбор низковольтного компенсирующего устройства	28:03:23-11:04:23	2 стр
5	Расчет числа и мощности трансформаторов	28:03:23-11:04:23	3 стр
6	Расчет и выбор элементов системы электроснабжения	12:04:23-28:04:23	6 стр
7	Монтаж электрооборудования насосной станции.	12:04:23-28:04:23	2 стр
№	Содержание графической части	Сроки выполнения	Количество листов	Формат
1	План расположения КЛ-0,4 кВ	08:03:23-27:03:23	1	А2
2	Однолинейная схема электроснабжения 0,4 кВ	28:03:23-11:04:23	1	А3

Литература:

1 Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок: учебное пособие/А.В. Кабышев, С.Г. Обухов. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006 - 248 с

2 Методические указания к выполнению выпускной работы бакалавра для студентов направления 551700 - «Электроэнергетика» - Томск: Изд.ТПУ, 2001. - 94 с.

3 Шевченко Н. Ю. Расчетно-графическая работа по дисциплине «Электроснабжение»: Учеб. пособие / ВолгГТУ, Волгоград, 2006. - 76 с.

Дата выдачи задания 07.03.2023 Дата защиты проекта ___________

Руководитель проекта Слипченко С.А

Задание принял к исполнению Абдашов С.Е



Содержание

Введение

1.Характеристика объекта электроснабжения

1.1 Технологический процесс производства

1.2 Характеристика приемников электроэнергии, их режимов работы и электрических нагрузок

2. Выбор оптимального варианта схемы электроснабжения

3. Расчет электрических нагрузок

3.1 Выбор и обоснование метода расчета

3.2 Расчет нагрузки

4.Компенсация реактивной мощности и выбор низковольтного компенсирующего устройства

5. Расчет числа и мощности трансформаторов

6. Расчет и выбор элементов системы электроснабжения

6.1 Выбор проводников линий электроснабжения до 1 кВ

6.2 Расчет потери напряжения в сети 0.4 кВ

6.3 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

электроснабжение насосный трансформатор



Введение

В своем Послании народу Казахстана Глава государства поручил в течение пяти лет обеспечить 100% городов и сел чистой питьевой водой.

«По итогам 2020 года доступ к услугам водоснабжения в стране составил 94,1%, в том числе: в селах - 90,1 %, в городах - 97,5%. Плановые показатели текущего года в селах - 91,8%, в городах - 98% будут достигнуты», - сказал первый вице-министр индустрии и инфраструктурного развития Каирбек Ускенбаев а ходе круглого стола в Мажилисе Парламента РК.

«Наименьший уровень охвата питьевой водой сельского населения отмечается в Костанайской (64,7%), Восточно-Казахстанской (81,4%), Северо-Казахстанской (82,1%) и Жамбылской (82,2%) областях», - проинформировал первый вице-министр. [1]

В связи с этим необходимо строительство новых насосных станций для обеспечения водоснабжения сёл и поселков городского типа. Так же немаловажным мероприятием является обеспечение каждого села и поселка городского типа качественной электроэнергией. В Казахстане есть села и деревни где при неблагоприятных погодных условиях пропадает электричество либо электроэнергия просто некачественная и непостоянная, это связано в первую очередь с тем, что многое из того что есть, построено десятки лет назад. Чтобы этого избежать необходимо, проводить реконструкции уже существующих объектов и строительство новых, так как многие из них с течением времени плохо функционируют либо находятся в аварийном состоянии.



1.Характеристика объекта электроснабжения

1.1 Технологический процесс производства

Насосная станция (или станция автоматического водоснабжения) - это комплексное устройство необходимое для обеспечения стабильной и безопасной работы автономной системы водоснабжения. Она отвечает за перекачку жидкостей из одного места в другое, от источника к потребителю. Сама станция включает в себя: насосы, трубопроводы, гидроаккумуляторы, автоматика необходимая для контроля и регулирования. Выбранная насосная станция находится в селе Красносельское района Беимбета Майлина Костанайской области. Данная насосная станция имеет 2 и 3 категорию электроснабжения. Основным назначением любой насосной станции являются выполнение нескольких функций:

А) Перекачивание воды из источника к потребителю или потребителям

В) Поддержание нужного давления в системе

С) Обеспечение непрерывного водоснабжения

Так как данная насосная станция будет передавать воду от источника и до жителей села Красносельское, то для этого необходимы мощные насосы которые будет питаться от существующей ВЛ-10 кВ. Сама насосная станция состоит из 3 участков. Первый участок состоит из насосной станции 1 подъема, резервуара на 200 , сборного канализационного колодца , насосной станции 2 подъема, очистная установка ЛСО, проходной, КПТН 10/0,4 кВ, надворная уборная на 1-очко, подземного резервуара на 100 . Второй участок состоит из насосной станции 1 подъема так же как и третий участок. Питание осуществляется за счёт подключения к уже существующей ВЛ-10 кВ. Согласно техническому заданию и техническим условиям для электроснабжения проектом предусматривается строительство двух воздушных линии 10кВ. Воздушная линия №1 от существующей ВЛ-10кВ опора №3 "Красносельская ГППЗ" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 1588м. Воздушная линия №2 опора №13 "Красносельская-Журавлевка" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 150м. Так же проектом предусматривается установка комплектной двух трансформаторной подстанции наружной установки 2КТПН-100/10/0,4кВ с трансформаторами ТМ мощностью 100кВА. Установка КТПН-10,4кВ выполняется на постаменте из ж/б фундаментных блоков типа ФБС, на площадке из щебеночной подготовки. Монтаж и заземления электрооборудования выполняется согласно ПУЭ РК. Согласно технологическим решениям предусмотрено строительство КЛ-0,4кВ от проектируемой комплектной двух трансформаторной подстанции наружной установки до проектируемых объектов. Учет электрической энергии выполнен трехфазными многотарифными эл. счетчиками активной и реактивной энергии Меркурий-230.

1.2 Характеристика приемников электроэнергии, их режимов работы и электрических нагрузок

Приемников электроэнергии насосной станции можно условно разделить на две группы: силовые группа и освещение. В силовую группу входит все оборудование, которое находится на данной насосной станции. Так как водоснабжение села то режим работы приемников электроэнергии круглосуточный, поскольку вода для потребителей нужна всегда. Потребление электроэнергии будет больше преимущественно в светлое время суток, утром и вечером будет пик нагрузки так как жители села Красносельское будут использовать воду для своих нужд, например, принятие ванны, стирка и так далее. Хоть потребление и будет снижаться, но сама насосная станция будет работать в нормальном режиме.

В данной насосной станции электроприемники 2 и 3 категории надежности. Электроприемники 2 категории являются электроприемники, перерыв в работе которых приводит к простому персоналу, сбою оборудования и нарушению нормальной жизни населения. Электроприемники 3 категории это электроприемники, которые не входят в 1 и 2 категорию. Так как на данной насосной станции присутствуют электроприемники 2 категории -- значит необходимо 2 разных источника питания.

Таблица 1.1 - Оборудование насосной станции

Оборудование	Мощность,	Примечание
ЭД вакуумных насосов	5
Насосные агрегаты	50
Вентиляторы	4
Электродвигатели задвижек	0,8	1-фазный
Электронагреватели отопительные	12,5
Щит сигнализации	0,8	1-фазный



2. Выбор оптимального варианта схемы электроснабжения

Все приемники электроэнергии на данном объекте работают от 0,4 кВ приходящие от двухтрансформаторной подстанции которая будет находится на территории данной насосной станции. Вся насосная станция будет питаться от уже существующих ВЛ-10 кВ опора №3 "Красносельская ГППЗ" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 1588м. Воздушная линия №2 опора №13 "Красносельская-Журавлевка" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 150м. На уже существующей опоре будет установлена УОП (Устройство ответвления на промежуточной опоре). Электричество напряжением 10 кВ придя на проектируемую двух трансформаторную подстанцию будет понижаться до 0,4 кВ и после будет идти кабельной линией до всех приемников электроэнергии. Питание на данную насосную станцию будет приходить с двух разных источников. Присутствует АВР для того чтобы в случае аварийной ситуации произошло переключение и один из трансформаторов взял нагрузку вышедшего из строя трансформатора. Все потребители защищены автоматическим включателем QF, установлены трансформаторы тока TA по 3 шт на каждой вводе, для защиты 0,4 кВ от возможных токов КЗ установлен разъединитель QS. На стороне высокого напряжения установлены плавкие предохранители FU, выключатель нагрузки QW и разрядник FV

Далее будут представлены схемы: План силовой сети, однолинейная схема электроснабжения.

Таблица 2.1 - Значения установленной мощности, коэффициента спроса и коэффициента мощности силовых приемников

№	Наименование
1	Насосная станция 2 подъема	13,5 кВт	0,8	0,85
2	Проходная	2 кВт	0,8	0,85
3	Насосная станция 1 подъема №1	7,84 кВт	0,8	0,85
4	Насосная станция 1 подъема №2	7,84 кВт	0,8	0,85
5	Насосная станция 1 подъема №3	7,84 кВт	0,8	0,85
6	Насосная станция 1 подъема №4	7,84 кВт	0,8	0,85
7	Очистная установка ЛСО	15,3 кВт	0,8	0,85

Примечание: Коэффициент спроса взят из справочных данных [2]



3.Расчет электрических нагрузок

3.1 Выбор и обоснование метода расчета

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всего оборудования на объекте. Поэтому правильное нахождение нагрузок является главой задачей при проектировании, реконструкции и эксплуатации электрических сетей или промышленных предприятий. В данной курсовой работе рассматривается проектирование электроснабжения насосной станции в селе Красносельское Костанайской области. По проекту мы имеем расчетную и установленную мощность, коэффициент мощности и расчетный ток .Исходя из полученных данных делаем вывод что для данной работы необходимо выбрать метод по среднегодовому коэффициенту спроса . Данный метод подходит для данной работы потому что есть все необходимые данные для дальнейшего решения. Справочные данные можно будет найти в соответствующей литературе [2,3]

3.2 Расчет нагрузки (силовой и осветительной)

Расчет будет вестись методом среднегодового коэффициента спроса.

Расчетная нагрузка (активная и реактивная) силовых приемников определяются по формуле [2]:

(3.1)

(3.2)

Где - суммарная установленная мощность всех приемников;

- коэффициент спроса, принимаемый по справочным данным;

- принимается по соответствующему значению коэффициента мощности;

Определяем значение по формуле [2]:

Расчет нагрузок осуществляем, ориентируясь на однолинейную схему электроснабжения.

Определяем активную и реактивную нагрузку в насосной станции 2 подъема 1:

Определяем рабочий ток в насосной станции 2 подъема по формуле [2]:

Дальнейший расчет для оставшихся позиций расчитаем по аналогичному способу. Полученные данные запишем в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчетные данные по оборудованию.

№ на плане	Оборудование	Нагрузка	Рабочий ток, А
		, кВт	, квар
4	Насосная станция 2 подъема 1	10,8	6,7	16,5
6	Проходная	1,6	0,992	2,46
1	Насосная станция 1 подъема 1	6,27	3,89	9,65
1	Насосная станция 1 подъема 2	6,27	3,89	9,65
2	Насосная станция 1 подъема 3	6,27	3,89	9,65
1	Насосная станция 1 подъема 4	6,27	3,89	9,65
5	Очистная установка ЛСО	12,24	7,59	23,5

Расчетная нагрузка (активная и реактивная) осветительных приемников:

Наружное освещение выполнено светильником Жарык-150W с светодиодными лампами. Светильники устанавливаются на опоры по периметру насосной станции. Мощность светильника 150 Вт.

В данном случае будем использовать индивидуальный способ расположения светильников, так как площадь освещаемого объекта не столь велика. Так же данный способ расположения светильников лучше с экономической точки зрения.

Проводим расчет минимально допустимой высоты установки прожектора над уровнем земли по формуле: [5]

Где - максимальная (осевая) сила света прожектора по каталогу [9]

Угол наклона прожектора по вертикали определяется углом между оптической осью прожектора и горизонтом. [5]

Выбираем наивыгоднейшее значение угла наклона. Для этого найдем значение расчетной освещенности учитывая что территорию освещает несколько прожекторов и их световые пятна частично перекрывают друг друга.

Где - освещенность по нормам, равная 4

- коэффициент запаса равный 1.5

С помощью литературы определяем угол наклона:

Для ориентировочного определения потребного количества прожекторов можно использовать данную формулу: [5]

Где - нормируемая освещенность, лк;

S - освещаемая площадь, ;

- коэффициент запаса, равный 1.5;

- световой поток лампы;

- к.п.д. прожектора, равный 0.85 для светильника Жарык 150W;

u - коэффициент использования светового потока, u = 0.7;

z - коэффициент неравномерности освещения, равный 1.3.

Чтобы найти потребляемую мощность необходимо количество прожекторов умножить на их мощность:

Расчетная нагрузка осветительных приемников определяются по формуле [3]:

- принимается по справочным данным, [2]

Определяем расчетную нагрузку осветительных приемников участка №2:

Дальнейший расчет выполним аналогично,полученные значения запишем в таблицу 3.2.

Таким образом на каждом из участков будет стоять мачта с 2 прожекторами. Светильники устанавливается на опору освещение на базе стойки СТ-8 с кронштейном ИВА вылет 1.5м. угол наклона 20гр Ф 48. Высота опоры освещения с кронштейном составляет 8,65м. Опоры освещения устанавливается по периметру насосной станции.

Находим полную расчетную нагрузку (с учетом освещения) по формуле из литературы [3]:

Находим рабочий ток по формуле из литературы [3]:

Запишем в таблицу 3.1 полные силовые и осветительные нагрузки

Таблица 3.1 - Расчетные данные по оборудованию.

№ на плане	Оборудование	Нагрузка	Рабочий ток, А
		, кВт	, квар
4	Насосная станция 2 подъема 1	10,8	6,7	16,5	70 м
6	Проходная	1,6	0,992	2,46	50 м
1	Насосная станция 1 подъема 1	6,27	3,89	9,65	125м
1	Насосная станция 1 подъема 2	6,27	3,89	9,65	130м
2	Насосная станция 1 подъема 3	6,27	3,89	9,65	20 м
1	Насосная станция 1 подъема 4	6,27	3,89	9,65	230м
5	Очистная установка ЛСО	12,24	7,59	23,5	110м
		Полная мощность, кВт	Рабочий ток на стороне 0,38 кВ, А

Таблица 3.2 - Значения установленной мощности, коэффициента спроса, коэффициента мощности и удельной мощности осветительных приемников.

Участок линии
Наружное освещение участка №2	0,255 кВт	0,85	25 м
Наружное освещение участка №3	0,255 кВт	0,85	25 м
Наружное освещение группа 1	0,638 кВт	0,85	180 м
Наружное освещение группа 2	0,638 кВт	0,85	150 м
Наружное освещение группа 3	0,765 кВт	0,85	185 м



4. Компенсация реактивной мощности и выбор низковольтного компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности и установка компенсирующих устройств (КУ) может применяться для различных целей:

- для компенсации реактивной мощности по условию баланса реактивной мощности;

- для снижения потерь электроэнергии в сети;

- для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать ограничения техническими режимными требованиями:

- необходимый резерв мощности в узлах нагрузки;

- располагаемая реактивная мощность на шинах источника;

- отклонение напряжения;

- пропускная способность электрических сетей.

Найдем значение коэффициента мощности :

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения [4]:

Где - расчетная мощность компенсирующего устройства, квар; б - коэффициент, учитывающий повышение коэффициента мощности cosц естественным способом, принимается б = 0,9; , - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации. Компенсацию реактивной мощности производят до получения значения = 0,92-0,95.

- равен 0.86, соответственно равен 0,593

- принимаем равным 0.92, найдем значение по формуле 3.3

Подставляем полученное значение тангенса в формулу 4.1

По приложению 8 литературы [4] выбираем компенсирующее устройство близкое по мощности

Ближайшее подходящее по мощности устройство - УКРМ-0,4-5

Фактический коэффициент реактивной мощности составит [4]:

где - стандартное значение мощности выбранного компенсирующего устройства КУ, квар.

Далее по фактическому коэффициенту реактивной мощности определяется фактический коэффициент мощности [4]:



Таким образом благодаря расчету выбираем компенсирующее устройство УКРМ-0,4-5 , с номинальным напряжением 0,38 кВ, номинальной мощностью 5 квар и регулируемой реактивной мощностью.



5. Расчет числа и мощности трансформаторов

В данной курсовом проекте рассматривается насосная станция, значит график нагрузок будет равномерный. Потребители электроэнергии в рассматриваемой насосной станции 2 и 3 категории, а значит будет использоваться двух трансформаторная подстанция.

Число трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях всех категорий принимается, как правило, не более двух. При установке двух трансформаторов и отсутствия резервирования по сетям низшего напряжения мощность каждого из них выбирается с учетом загрузки трансформатора не более 70% от суммарной максимальной нагрузки подстанции в номинальном режиме. [10]

Мощность трансформатора на подстанции должна быть такой, чтобы при выходе из работы одного из них второй воспринял основную нагрузку подстанции с учетом допускаемой перегрузки в послеаварийном режиме и возможного временного отключения потребителей третьей категории. В соответствии с существующей практикой проектирования мощность трансформаторов на подстанции рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 40% на время максимума по условию: [6,10]

(5.1)

Где Smax - максимальная расчетная мощность



Используя справочные данные и полученное значение мощности, выбираем номинальную мощность трансформатора ТМ-100/10/0,4 100 кВА. [7]

Коэффициент загрузки трансформаторов:

где - номинальная мощность трансформатора, кВА

- расчетная нагрузка, кВА

В рассматриваемой насосной станции потребители электроэнергии 2 и 3 категории, значит применяется двух трансформаторная подстанция. Так как перерыв в электроснабжении 2 категории может понести за собой серьезные последствия. Несмотря на малое значение коэффициента загрузки выбирать другой трансформатор не стоит, так как данная насосная станция еще находится в проектировании и значение потребляемой мощности будет расти.

Определяем потери мощности в трансформаторе:

Определить потери мощности в трансформаторе можно приближенно, и учитываются в соответствии с соотношениями: [11]

Потери активной мощности в трансформаторе составляют примерно 2% от полной мощности:

Потери реактивной мощности в трансформаторе составляют около 10%:

Потери мощности на стороне высокого напряжения составят:

Полная расчетная мощность на стороне высокого напряжения:

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь:

Подставляем значение мощности выбранного трансформатора



Так как в рассматриваемой насосной станции устанавливаются 2 трансформатора, то выбранную мощность необходимо проверить в аварийном режиме по условию:

Трансформатор ТМ-100/10/0,4 - трехфазный двухобмоточный понижающий масляный трансформатор с номинальной мощностью 100 кВА, предназначен для наружной и внутренней установки. Технические характеристики представлены в таблице 5.1 [8]

Таблица 5.1 - Технические характеристики трансформатора ТМ-100/10/0,4

Обозначение	Трансформатор ТМ
Номинальная мощность, кВА	100
Напряжение, кВ	6; 10/0.4	6; 10/0.4
Потери холостого хода, Вт	400	400
Потери короткого замыкания, Вт	2400	2500
Напряжение короткого замыкания, %	4.5	5.2
Ток холостого хода, %	4.0	4.0
Схема и группа соединения обмоток	Y/Yн-0 Д/Yн-0	Y-Zн-11



6. Расчет и выбор элементов системы электроснабжения

6.1 Выбор проводников линий электроснабжения до 1 кВ

Выбор проводников линий электроснабжения до 1 кВ происходит исходя из полученных ранее значений рабочего тока в пункте 3.

В качестве проводника будет использоваться кабель марки АВБбШв различного сечения и количества жил. Использование данного алюминиевого кабеля вместо аналогичного но медного объясняется тем, что алюминиевый кабель дешевле медного, так же немаловажным преимуществом является то что алюминиевый кабель легче медного, это повышает удобство при прокладке длинных и толстых кабелей.

Кабель АВБбШв - это силовой бронированный лентами кабель, с алюминиевой жилой, изоляцией и защитным шлангом из ПВХ.

Данный кабель будет прокладываться от КТПН до потребителя в траншеях. При прокладке кабельной линии непосредственно в земле, в траншеях снизу устраивается подсыпка, а сверху засыпка слоем печано-гравийной смеси или мелкого грунта, не содержащего камней, без строителного мусора или шлака. Глубина траншеи составляет 0,7 м.

Расчет кабеля для насосной станции 2 подъема

Для данного участка выбираем кабель АВБбШв 4х16 . Установленная мощность на стороне 0,38 кВ - 13,5 кВт, расчетная мощность на стороне 0,38 кВ - 10,8 кВт, рабочий ток на стороне 0,38 кВ - 16,5 А.

Проверка принятого кабеля по допустимому рабочему току из условия:

Максимальный допустимый ток для кабеля АВБбШв 4х16 проложенного в земле 90 А. [2]



Расчет кабеля для H.О. гр-3/2

Для данного участка выбираем кабель АВБбШв 3х2,5 . Мощность на стороне 0,38 кВ - 0,3 кВт.

Определяем рабочий ток по формуле 3,4:

Проверка принятого кабеля по допустимому рабочему току из условия:

Максимальный допустимый ток для кабеля АВБбШв 3х2,5 проложенного в земле 34 А. [2]

Дальнейший расчет выполним аналогично. Полученные результаты запишем в таблицу 6.1

Таблица 6.1 - Выбор кабелей для участков линий 0,4 Кв

Участок линии	Расчетная мощность, кВт	Расчетный ток, А	Условие для проверка кабеля	Марка кабеля
Насосная станция 2 подъема	10,8	16,5		АВБбШв 4х16
Проходная	1,6	2,46		АВБбШв 4х4
Насосная станция 1 подъема №1	6,27	9,65		АВБбШв 4х6
Насосная станция 1 подъема №2	12,54	19,3		АВБбШв 4х10
Насосная станция 1 подъема №3	6,27	9,65		АВБбШв 4х4
Насосная станция 1 подъема №4	6,27	9,65		АВБбШв 4х10
Очистная установка ЛСО	15,3	23,5		АВБбШв 4х10
Наружное освещение 2	0,75	1,15		АВБбШв 4х2,5
Наружное освещение 3	0,75	1,15		АВБбШв 4х2,5
Наружное освещение группа-1	0,3	1,36		АВБбШв 3х2,5
Наружное освещение группа-2	0,3	1,36		АВБбШв 3х2,5
Наружное освещение группа-3	0,9	1,37		АВБбШв 4х2,5
Итого	49,51	114,1

6.2 Расчет потери напряжения в сети 0,4 кВ.

Проверка выбранного сечения производится путем сопоставления допустимой потери напряжения с расчетной. Отклонение напряжения для силовых сетей должно быть не более , для осветительных сетей промышленных предприятий отклонение допускается от +5% до -2.5%.

Потери напряжения более 5% во внутренних сетях не допускается, и определяются по формуле:

где S - площадь сечения токопроводящей жилы, мм ;

M - момент нагрузки определяемый по формуле:

где расчетная мощность нагрузки, кВт;

- протяженность линии, м;

- коэффициент, зависящий от количества фаз линии, материала жилы (для медных жил: трехфазная линия - , однофазная линия - ).

Произведет расчет потери напряжения для участка линии H1

Данные для расчета возьмем с таблиц 3.1; 3.2 и 6.1

Определим потери напряжения H1:

Дальнейший расчет выполним аналогично.Результаты расчета занесены в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Результаты расчета потерь напряжения в кабелях.

Маркир-ка линии	Рр., кВт	L, м	Момент нагрузки		Маркировка кабеля и количество
H1	10,8	70	756	0,65	АВБбШв 4х16
H2	10,8	70	756	0,65	АВБбШв 4х16
H3	1,6	50	80	0,27	АВБбШв 4х4
H4	6,27	125	783,75	1,81	АВБбШв 4х6
H5	12,54	130	1630,2	2,26	АВБбШв 4х10
H5/1	6,27	20	125,4	0,17	АВБбШв 4х4
H6	6,27	230	1442,1	2	АВБбШв 4х10
H7	15,3	110	1683	2,33	АВБбШв 4х10
HО НС 2	0,255	25	6,375	0,03	АВБбШв 4х2,5
HО НС 3	0,255	25	6,375	0,03	АВБбШв 4х2,5
HО гр-1	0,638	180	114,84	0,638	АВБбШв 3х2,5
HО гр-2	0,638	150	114,84	0,638	АВБбШв 3х2,5
HО гр-3	0,765	185	141,525	0,786	АВБбШв 4х2,5

6.3 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств.

Выбор выключателя нагрузки и плавких предохранителей.

Выключатели нагрузки предназначены для включения и отключения нагрузочных токов цепей, вплоть до номинальных токов. Выключатели нагрузки не предназчены для отключения тока КЗ, но включающая способность соответствует электродинамической стойкости при КЗ. Так как выключатели нагрузки не рассчитаны на отключение токов КЗ, функцию отключения автоматического отключения трансформаторов переходит на плавкие предохранители.

Произведем выбор выключателя нагрузки по следующим условиям:

Где - номинальное напряжение выключателя нагрузки

- номинальное напряжение сети

Где - номинальный ток выключателя нагрузки

- расчетное значение тока в нормальном режиме

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры жил больше допустимой. Это приводит к износу изоляции, следствием чего может быть пожар. Для того чтобы этого избежать линии ЭСН имеют аппараты защиты, которые отключают поврежденный участок. Аппараты защиты это: автоматические выключатели, предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, которые встраиваются в магнитные пускатели.

Согласно однолинейной схемы электроснабжения на стороне 0,4 кВ на каждой секции шины установлен автоматический выключатель различного номинального тока. Выбор автоматических выключателей производим по следующим условиям:

Где - общий расчетный ток;

- номинальный ток теплового расцепителя;

- длительно допустимый ток защищаемой линии;

- пусковой коэффициент принятый равным .

В качестве вводного автоматического выключателя выбираем трехполюсный автоматический выключатель марки «ВА51-33-3 160 А» ()

,

А

Условия выполняются. Данный автоматический выключатель выбран верно. Обозначение на схеме данного выключателя QF1 и QF2.

Дальнейший выбор автоматических выключателей выполним аналогично. Результаты запишем в таблицу 6.2.



Таблица 6.2 - Автоматические выключатели QF1-QF14

Наименование электроприемника	Обозначение автомата на схеме	Рабочий ток линии, А	Тип автомата	Номинальный ток автомата, А
Вводной выключатель первой секции шин	QF1	114,1	ВА51-33-3	160	125,51
Вводной выключатель на второй секции шин	QF2	114,1	ВА51-33-3	160	125,51
Насосная станция 2 подъема	QF3	16,5	IEK MVA20-3	63	36,3
Проходная	QF4	2,46	idpn N VIGI 6KA 10A	10	2,7
Насосная станция 1 подъема №1	QF5	9,65	SE EASY9 4P 25А	25	10,6
Насосная станция 1 подъема №2	QF10	19,3	SE EASY9 4P 25А	25	21,23
Насосная станция 1 подъема №3	QF10	19,3	SE EASY9 4P 25А	25	21,23
Насосная станция 1 подъема №4	QF11	9,65	SE EASY9 4P 25А	25	10,6
Очистная установка ЛСО	QF12	23.5	IEK ВА 47-29 C32, 32А	32	25,85
Насосная станция 2 подъема	QF9	16,5	IEK MVA20-3	63	36,3
Наружное освещение гр 1-3	QF14	3,67	idpn N VIGI 6KA 10A	10	4,03

Выберем выключатель-разъединитель QS. Выключатель-разъединитель это коммутационный аппарат, который способен включать, проводить и отключать токи в нормальном режиме и в режиме перегрузок. Для выбора отделителя необходимо знать ток линии, где он будет установлен. Воспользуемся формулой для нахождения аппаратов защиты установленных сразу после трансформатора.

Определим ток в линии по формуле 7.1: [12]

Где - номинальная мощность трансформатора, кВА;

- номинальное напряжение трансформатора, кВ.

Выключатель-разъединитель будем выбирать исходя из условия:

Зная ток мы можем определить необходимое защитное устройство. Выбираем выключатель-разъединитель ВР-32-35-А71251-250А-УХЛЗ-КЭАЗ с номинальным током 250 А.

Условие выполняется, утверждаем выбор данного выключателя-разъединителя.

Выберем предохранитель для стороны высокого напряжения. Предохранители предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий от токов перегрузки и токов короткого замыкания. Для проектируемой насосной станции будем рассматривать предохранители серии ПКТ, которые предназначены для использования в трехфазных сетях переменного тока напряжением от 6 до 35 кВ.

Для защиты трансформаторов ТП со стороны 10 кВ используются предохранители серии ПК с кварцевым наполнителем. Предварительно выберем предохранитель ПКТ 103-10/80-20УЗ.

Условия для проверки предохранителя:

Где - номинальное напряжение предохранителя

- номинальное напряжение сети

Где - номинальный ток предохранителя

- расчетный ток сети

Необходимые условия выполняются, значит утверждаем выбор предохранителя ПКТ-103-10/80-20УЗ с номинальный током 80 А. Данный предохранитель будет устанавливаться по 3 комплекта, по одной на фазу, на каждом источнике питания.

Выбор оставшихся аппаратов защиты выполним аналогичным способом. Результаты занесем в таблицу 7.1.



Таблица 7.1 - Аппараты защиты на стороне 0,4 и 10 кВ.

Аппарат защиты	Обозначение на схеме	Тип аппарата защиты	Номинальный ток
Выключатель-разъединитель	QS	ВР-32-35-А71251-250А-УХЛЗ-КЭАЗ	250 А
Предохранитель	FU	ПКТ 103-10/80-20УЗ	80 A
Выключатель нагрузки	QW	ВНПу-10/400-10зУЗ	400 A
Разрядник	FV	РВО-10/400-УХЛ2	400 А

Выбор распределительного устройства. В качестве основного распределительного устройства будет использоваться главный распределительный щит (ГРЩ). ГРЩ - это низковольтное комплектное устройство, которое содержит аппаратуру, обеспечивающую возможность ввода, распределения, контроля и учета электроэнергии. ГРЩ - будет оснащен трансформаторами тока ТОП-0,66 УЗ Сайман 100/5 с классом точности 0,5. Установлено будет 6 штук, по одному на каждую фазу, так же будут установлены амперметры по одному на фазу, установлен будет амперметр Э8030-М1 100/5 А с классом точности 2.5. Вольтметр будет установлен Э8030 с классом точности 2.5. Для учета электроэнергии установим трехфазный многотарифный счетчик активной и реактивной энергии Меркурий-230, по одному на каждую питающую линию. Так же будут установлены ранее выбранные автоматические выключатели и выключатель-разъединитель. Будет установлена автоматика АВР для повышения надежности. При аварии или же системной выключении одного из источников питания произойдет переключение для того чтобы избежать перерывов в электроснабжении потребителей.



Рисунок 7.1 - Общий вид ГРЩ.



Заключение

Данный курсовой проект был посвящен проектированию системы электроснабжения насосной станции в селе Красносельское района Беимбета Майлина Костанайской области.

В проекте решены следующие вопросы:

Выбран оптимальный вариант схемы электроснабжения

Произведен расчет электрических нагрузок, силовой и осветительной части

Произведен расчет и выбор компенсирующего устройства

Произведен расчет числа и мощности трансформаторов

Произведен выбор и проверка кабелей до 1 Кв

Произведен выбор аппаратов защиты и распределительного устройства

Описан монтаж электрооборудования насосной станции

Выбранные проводники электроэнергии обеспечивают допустимые уровни напряжения у электроприемников. Выбранная двух трансформаторная подстанция будет обеспечивать нормальное функционирование данной насосной станции, мощность трансформаторов позволит в будущем увеличить количество потребляемой мощности без проведения реконструкций. Выбранные аппараты защиты будет исправно выполнять свои функции и обеспечивать защиту оборудования.



Список использованной литературы

1. Послание президента и состояние РК по снабжению питьевой воды https://strategy2050.kz/ru/news/obespechenie-pitevoy-vodoy-v-selakh-prichiny-defitsita-etapy-provedeniya-i-finansirovanie-/

2. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок: учебное пособие/А.В. Кабышев, С.Г. Обухов. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006 - 248 с

3. Методические указания к выполнению выпускной работы бакалавра для студентов направления 551700 - «Электроэнергетика» - Томск: Изд.ТПУ, 2001. - 94 с.

4. Шевченко Н. Ю. Расчетно-графическая работа по дисциплине «Электроснабжение»: Учеб. пособие / ВолгГТУ, Волгоград, 2006. - 76 с.

5. Цигельман И.Е., Тульчин И.К. Электроснабжение, электрические сети и освещение. Москва, 1969. - 439 с.

6. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательство «Мастерство», 2002.-320 с

7. Электрическая часть электростанций и подстанций/ справочные материалы под ред. Б.Н. Неклепаева. -М.: Энергия, 1978

8. Справочные данные http://transform74.ru/tr/transformatory-tm/194/

9. Каталог прожекторов http://sale.100led.kz/

10. Правила устройства электроустановок РК. Министерство энергетики и минеральных ресурсов РК, 2004

11. Шеховцов В. П. справочник пособие по ЭО и ЭСН. Обнинск: Фабрика офсетной печати. 2004.

12. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. - 214 с., ил. - (Профессиональное образование)



Приложение А

Монтаж электрооборудования насосной станции.

Проектируемая насосная станция будет питаться от уже существующей ВЛ-10 кВ. Согласно техническому заданию и техническим условиям для электроснабжения проектом предусматривается строительство двух воздушных линии 10кВ. Воздушная линия №1 от существующей ВЛ-10кВ опора №3 "Красносельская ГППЗ" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 1588м. Воздушная линия №2 опора №13 "Красносельская-Журавлевка" до проектируемой 2КТПН-100/10/0,4кВА проводом АС-50/8 ммІ протяжностью 150м. В месте подключения проектируемой ВЛ-10 кВ с уже существующей ВЛ-10 Кв установить устройство ответвления на промежуточной опоре. Так же по проекту необходимо будет установить двух трансформаторную подстанцию мощностью 100 кВА.

Мощность светильника 150 Вт. Светильники устанавливается на опору освещение на базе стойки СТ-8 с кронштейном ИВА вылет 1.5м. наклона 20гр Ф 48. Высота опора освещение с кронштейном составляет 8,65м. Опоры освещение устанавливается по периметру насосной станции. Опоры восьмигранные серии СТ-8 имеют оголовник, представляющий собой трубу, вваренной в верхней части опоры. Кронштейны устанавливаются насадку Н2 с помощью 4х болтов М12х35. Все поверхности опоры и кронштейны защищены от воздействия агрессивных сред окружающей среды антикоррозийным покрытием. Установка опоры производится на железобетонный фундамент с помощью фланцевого крепления болтами или шпильками к металлической закладной детали фундамента. Фундамент состоит из закладного металлического элемента (анкерный закладной элемент) и армированного бетона.

Питание до потребителей 0.4 кВ будет приходить от КТПН по кабельным линиям в трубах в траншеях, сами траншеи будут глубиной 0,7 м. При прокладке кабельной линии непосредственно в земле, в траншеях, устраивается снизу подсыпка, а сверху засыпка слоем песчано - гравийной смеси или мелкого грунта, не содержащего камней, без строительного мусора и шлака. Бестраншейная прокладка кабелей с помощью ножевых кабеле укладчиков не допускается. КТПН будет наружного типа и с масляным охлаждением . Установка КТПН-10,4кВ выполняется на постаменте из ж/б фундаментных блоков типа ФБС, на площадке из щебеночной подготовки. Монтаж и заземления электрооборудования выполняется согласно ПУЭ РК.

Рисунок 7.1. Габариты кабельной траншеи.

1. Глубина траншеи задана от поверхности земли окончательно спланированной территории.

2. Объемы земляных работ приведены для траншей с отвесными стенками. При выполнении траншей с углами естественного откоса (б) следует принимать соответствующие поправки.

3. Охранная зона выделяется для кабельных линий напряжением 1 кВ и выше, в пределах которой запрещается сбрасывать большие тяжести, выливать кислоты и щелочи, устраивать различные свалки (в том числе свалки шлака или снега).

В пределах охранной зоны укладка других коммуникаций без согласования с организацией, эксплуатирующей кабельную линию, не допускается.

Размещено на Allbest.ru