Электроснабжение населенного пункта

Курсовая работа: Электроснабжение сельского населенного пункта

Курсовая работа: Электроснабжение сельского населенного пункта

Министерство сельского хозяйства  рф

Федеральное государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

«Ижевская Государственная Сельскохозяйственная Академия»

Кафедра Электроснабжение

Курсовой проект по дисциплине

Электроснабжение

на тему:

Электроснабжение сельского населенного  пункта

Выполнил студент 

Глухов В. А.

Проверил Трефилов Е.Г.

Ижевск 2010

 

Введение

В этом курсовом проекте выполнен расчёт системы электроснабжения сельского  населённого пункта, который включает расчет электрических нагрузок населенного  пункта, определение мощности и выбор  трансформаторов, электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ, построение таблицы отклонений напряжения и многое другое.

Выполнение курсового проекта  относится к завершающему этапу  изучения дисциплины «Электроснабжение» и ставит перед собой цель –  систематизировать, расширить и  закрепить теоретические знания и практические навыки при решении конкретных вопросов проектирования электроснабжения сельского хозяйства.

Электрификация, т.е. производство, распределение  и применение электроэнергии – основа устойчивого функционирования и  развития всех отраслей промышленности и сельского хозяйства страны и комфортного быта населения.

 

1. Расчет электрических  нагрузок населенного пункта

Из табл. 1 определяется вариант  задания – 213, которому соответствует  схема № 1 ВЛ. 10 кВ с расчетным  населенным пунктом № 2 и схема  № 3 сети 0, 38 кВ.

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

Для определения суммарной расчетной  мощности потребителей заданного населенного  пункта необходимые исходные данные и результаты расчетов заносятся в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

№ пп	Потребитель	Расчетная мощность						Координаты
		РД, кВт	РВ, кВт	Дjcos о.е.	Вjcos о.е.	SД, кВА	SВ, кВА	X, о.е.	Y, о.е.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
5.2	Коровник привязного содержания с  механизированным доением,уборкой  навоза и электроводонагревателем: на 200 коров	6	6	0, 92	0, 96	5.52	6.25	8	18
5.2	Коровник привязного содержания с  механизированным доением,уборкой  навоза и электроводонагревателем: на 200 коров	6	6	0,92	0,96	5.52	6.25	10	18
7,2	Помещения для ремонтного и откормочного молодняка с механизированной уборкой навоза: на 240-260 голов	5	8	0, 92	0, 96	5.4	8.3	3	18
7.2	Помещения для ремонтного и откормочного молодняка с механизированной уборкой  навоза: на 240-260 голов	5	8	0, 92	0, 96	5.4	8.3	5	18
29.1	Склад рассыпных и гранулированных кормов емкостью: 200т	20	1	0, 7	0, 75	28.6	1.3	6	13
12	Кормоцехфермы КРС на 800-1000 голов	50	50	0.75	0, 78	66.7	64	3	16
27.1	Овощекартофелехранилеще на 300-600т.	5	2	0, 70	0,75	7.14	2.66	10	10
36	Столярный цех	15	1	0, 70	0, 75	21.43	1.3	5	8
	2 Зона
51.3	Административное здание: на 70 рабочих мест	35	15	0.92	0.96	38	12.5	20	5
54.1	Баня: на 5 мест	3	3	0, 92	0, 96	3.26	3.13	20	7
53.2	Магазин на 4 рабочих места. Подовольственный	10	10	0.85	0.90	11.76	11.11	20	9
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	22	3
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	22	5
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	22	7
55.3	Жилой дом: восьмиквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	24	12
55.2	Жилой дом: четырехквартирный	2,2	7,2	0, 92	0, 96	2,39	7,5	24	14
55.3	Жилой дом: восьмиквартирный	4,3	14,4	0, 92	0, 96	4,67	15	26	12
55.2	Жилой дом: четырехквартирный	2,2	7,2	0, 92	0, 96	2,39	7,5	26	14
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	2
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	4
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	6
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	8
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	9.5
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	11
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	28	12.5
55.2	Жилой дом: четырехквартирный	2,2	7,2	0, 92	0, 96	2,39	7,5	28	14
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	32	2
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	32	3.5
50.1	Детские ясли-сады на 25 мест	4	3	0.85	0.90	4.7	3.33	32	5
48.2	Спальный  корпус школы-интерната на 80 мест	8	15	0.85	0.90	9.4	16.7	32	7
45.2	Начальная школа на 80 учащихся	7	2	0.85	0.90	8.24	2,22	32	11
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	32	13
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	34	2
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	36	2
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	36	4
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	36	6
55.1	Жилой дом: одноквартирный	0,54	1,8	0, 92	0, 96	0,59	1,88	36	8
38.2	Склад концентрированных кормов с дробилкой ДКУ-2	25	1	0.70	0.75	35,7	1,33	36	10
35	Плотницкая	10	1	0.70	0.75	14,3	1,33	36	12
43.1	Гараж с профилакторием на 10 автомашин	20	10	0.70	0.75	28,57	13,33	36	14

Значения полной мощности дневного и вечернего максимумов нагрузки рассчитываются по формуле

 

 (1.1)

после чего вносятся в соответствующие  столбцы (7 и 8) таблицы.

Для жилого дома одноквартирного:

Суммарная расчетная мощность дневного и вечернего  максимумов нагрузки всех потребителей населенного пункта определяется в  следующей последовательности:

1. Для одинаковых потребителей (производственных  или жилых домов), имеющих одну и ту же расчетную нагрузку, суммарная нагрузка дневного и вечернего максимумов определяется по формуле:

, (1.2)

где Рn – расчетная нагрузка группы «n»  одинаковых потребителей, кВт;

Р – расчетная нагрузка одного потребителя, кВт;

ko – коэффициент одновременности.

2 Зона:

Жилые одноквартирные дома:

Жилые четырехквартирные дома:

Жилые восьмиквартирные дома:

2. Расчетная мощность дневного  максимума нагрузки потребителей  населенного пункта определяется  по формуле:

, (1.3)

где РБ – наибольшее значение расчетной  мощности дневного максимума нагрузки одного из потребителей или группы одинаковых потребителей, кВт;

m – число потребителей и групп  одинаковых потребителей населенного пункта, нагрузки которых суммируются;

Рдоб1, Рдоб2, Рдоб3,… Рдоб m-1 – добавки, определяемые расчетной мощностью  дневного максимума нагрузки всех других потребителей и групп одинаковых потребителей, кВт; берутся из таблицы 3.6 [2].

3. Определяется нагрузка наружного  освещения населенного пункта, которая  включает нагрузку уличного освещения  и нагрузку наружного освещения  территории хозяйственных дворов:

, (1.4)

 

где РΣНО – суммарная нагрузка наружного освещения населенного  пункта, кВт; рудУО – удельная нагрузка уличного освещения, Вт/м; в курсовом проекте рекомендуется принять рудУО=6 Вт/м; LУ – суммарная длина улиц населенного пункта, м; принимается в соответствии с масштабом по плану населенного пункта; РНО хд – суммарная нагрузка наружного освещения территории хозяйственных дворов, кВт; в курсовом проекте рекомендуется принимать из расчета: 250 Вт на одно помещение и 3 Вт на 1 метр длины периметра двора [2, с.38]. LУ= 66, (см), с учетом масштаба (1: 2000) получаем 1300 (м), (периметр – 3840 м).

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

, (1.5)

где РБ, Рдоб1, Рдоб2, Рдоб3,… Рдоб m-1 –  то же, что и для формулы (1.3), только для вечернего максимума нагрузки потребителей, кВт;

РΣНО  – суммарная нагрузка наружного  освещения населенного пункта, кВт.

5. Расчетная мощность дневного  и вечернего максимума нагрузки производственных потребителей населенного пункта.

6. Коэффициент мощности дневного  и вечернего максимума суммарной  нагрузки всех потребителей населенного  пункта.

 (1.6)

где  - расчетная нагрузка комунально-бытовых потребителей.

= 86,3+ 97,4= 183,7(кВт)

 = 70,9+ 104,8= 175,7 (кВт)

РП (Д) / РОД = 86,3/183,7=0,47

РП (В) / РОВ = 70,9/ 175,7 = 0,44

= 0, 8

 = 0, 84

7. Расчетная полная мощность дневного  и вечернего максимума.

,

2. Определение мощности  и выбор трансформаторов

Количество трансформаторных подстанций в населенном пункте рекомендуется  определять по эмпирической формуле:

 

, (2.1)

где Sp – наибольшее значение расчетной  полной мощности всех потребителей населенного  пункта, соответствующее дневному или  вечернему максимуму нагрузки, кВА;

F – площадь населенного пункта, км2;

U – допустимая потеряD напряжения в линиях 0,38 кВ, %;

В – коэффициент, %/кВА*км2.

UDДля ВЛ 0, 38 кВ принимается  = 7…10%; для ТП 10/0,38 кВ значение коэффициента «В» принимают: В = 0,06…0,07 %/кВА*км2.

В целях сокращения экономических затрат рекомендуется выбирать не менее двух трансформаторных подстанций, так как на плане местности однородные потребители размещены компактно выбираю две подстанции. Сгруппируем потребителей населенного пункта в две зоны.

Выбираем  трансформаторы с номинальной мощностью:

1 Производственная зона Sном= 100 кВА;

2 Зона Sном= 100 кВА;

 

Координаты  ТП для каждой выбранной зоны потребителей рассчитывают по известным координатам отдельных потребителей, с использованием формул:

 

 (2.2)

где n – число потребителей для каждой выбранной зоны; Si – полная мощность «i»-того потребителя для того максимума нагрузки, по которому выбран трансформатор ТП, кВА.

Производственные  потребители:

4.8

14.39

Зона 2:

28.76

9.7

Расчет произведен в таблице Microsoft Office Excel 2007

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.

Результаты расчетов и необходимые данные для них оформляются в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1

Участок ВЛ 10 кВ		Расчетная активная мощность участка, кВт				РДП/РДО	РВП/РВО
Номер	Длина, км	Днем		Вечером
		РДО	РДП	РВО	РВП
1	2	3	4	5	6	7	8
5-6	6	180	100	240	120	0,55	0,5
2-5	6	432	225	531	275,5	0,52	0,46
3-2	4	529.4	296.8	555.6	311,8	0,56	0,56
3-4	11	260	200	290	210	0,77	0,72
1-3	13	890.5	582	1076	694.6	0,65	0,65
0-5	5	1161,5	748.8	1283,4	805	0,64	0,63

Таблица 3.1.1

Дjcos	Вjcos	Дjtg	Вjtg	Расчетная мощность				Рабочий ток, А
				Реактивная, кВар		Полная, кВА
				QД	QВ	SД	SВ	IД	IВ
9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0,80	0,85	0,75	0,61	135	61	300	141.2	17.3	8.15
0,82	0,87	0,69	0,56	298	126	647.6	316.7	37.3	18.3
0,81	0,86	0,72	0,59	381.2	175	686	362.6	39.6	21
0,75	0,82	0,88	0,56	228	112	386.7	256	22.3	14.8
0,76	0,83	0,85	0,67	757	390	1415	576.5	81.7	33.28
0,76	0,83	0,85	0,67	987.3	501.7	1688.7	969.9	97.4	55.9

Таблица 3.1.2

Марка и  сечение провода, мм2	Потери напряжения, %				Потери  энергии, кВт.ч
	Днем		Вечером
	На  участке	От шин 10 кВ до конца  участка	На  участке	От шин 10 кВ до конца  участка
19	20	21	22	23	24
АС70	0,77	4.5	0,7	4.4	4299
АС70	2.8	5.7	1.9	7.9	23315,2
АС70	1.5	8.1	1.2	6.6	15016,7
АС70	2.2	5.6	1.8	4.8	13095,6
АС70	8.7	8.7	7	7.8	15979,6
АС70	4.3	4.3	3.7	3.7	59766,6

∆Wmax= 131472,7 кВт*ч в год.

С помощью коэффициента одновременности  и добавок рассчитаем нагрузку на всех участках линии 10 кВ.

Например  мощность для общей дневной нагрузки на участках 1-3:

 

Р2-5 =ko (Р5 + Р5-6) =0.9(180+300) = 432 кВт

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

 (3.1)

, (3.2)

«РО» – расчетная активная »j» и «tg jобщая нагрузка, указанная в столбцах 3 и 5, а «cos  берутся из столбцов 9…12 таблицы 3.1.

В столбцы 17, 18 таблицы вписывается  рабочий ток на участках линии, который  определяется по формуле:

, (3.3)

где Uном=10 кВ – номинальное напряжение линии.

Сечение проводов в курсовом проекте рекомендуется  определять по экономической плотности  тока:

 

, (3.4)

где jЭК=1,3 А/мм2 – экономическая  плотность тока, выбранная по таблице 5.1 [1,2].

Полученное расчетное сечение  округляется до ближайшего стандартного и должно быть скорректировано по требованиям к механической прочности, в соответствии с которыми провода выбирают сталеалюминиевыми, сечениями не менее: 70 мм2 для магистрали и 35 мм2 для отпаек.  

Параметры выбранных проводов необходимо свести в таблицу 3.2.(приложение 1, 4, 14, 15 [1,2] ).

Таблица 3.2

Провод	Dср, мм	r0, Ом/км	х0, Ом/км	Iраб макс, А	Iдоп, А
1	2	3	4	5	6
АС70/11	2000	0,420	0,392	10,9	265
АС70/11	2000	0,420	0,392	23,3	265
АС70/11	2000	0,420	0,392	32,9	265
АС70/11	2000	0.420	0.392	31,2	265
АС70/11	2000	0.420	0.392	65,1	265
АС70/11	2000	0,420	0,392	74,6	265

Выбранное сечение проводов удовлетворяет  условию допустимого нагрева:

.

 

Условие выполняется.

На  каждом из участков линии необходимо определить потерю напряжения:

, (3.5)

где , Р и Q – длина участка и мощности, передаваемые по участку, берутся из таблицы 3.1, а r0 и x0 – из таблицы 3.2 для соответствующего участка ВЛ 10 кВ.

Полученную по формуле (3.5) потерю напряжения в вольтах необходимо перевести  в киловольты и представить в  процентах:

 (3.6)

а затем вписать в соответствующие  столбцы (20 или 22) таблицы 3.1.

Потери  напряжения от шин 10 кВ до конца расчетного участка определяются путем суммирования потерь напряжения тех участков, по которым передается нагрузка рассматриваемого участка ВЛ 10 кВ. Полученные результаты вписываются в столбцы 21 и 23 таблицы 3.1.

В столбце 24 таблицы указываются потери электрической энергии на участках линии, которые рассчитываются по формуле:

 

, (3.7)

- время максимальныхtгде   =1900 чtпотерь, час; может быть принято по таблице 14.2 [1].