Электроснабжение поселка

Введение

Цель выполнения курсового  проекта – разработка системы электроснабжения сельского населенного пункта, включающую в себя воздушную линию электропередачи 10 кВ, трансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ, воздушную линию электропередачи 0,38 кВ.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выбрать трассу и конструктивное исполнение ВЛ-10 и 0,38 кВ, рассчитать сечение проводов этих линий.

2. Определить количество, места установки и мощность  ТП 10/0,4 кВ, выбрать их тип и  конструктивное исполнение.

3. Рассчитать и выбрать  аппараты защиты ВЛ-0,38 кВ и  трансформатора 10/0,4 кВ.

Основой расчета параметров системы электроснабжения служат нагрузки потребителей, поэтому выполнение курсового  проекта начинается с их определения. Исходя из нагрузок потребителей, выбирается сечение провода линий электропередачи, мощность и место установки трансформаторных подстанций. Провод линии электропередачи  должен иметь сечение, позволяющее  не только передавать необходимое количество электроэнергии, но и выдерживать  механическое воздействие таких  природных факторов, как гололед  и ветер. Поэтому выбранный провод проверяется на механическую прочность. Качество электроэнергии должно соответствовать  требованиям определенным государственным  стандартом. В частности, отклонение напряжения у потребителя не должно превышать ±5%. Исходя из этого требования, определяются переменные надбавки трансформаторов  и допустимые потери напряжения в  линиях электропередачи. Отсюда следует  третье требование к сечению провода  воздушной линии – обеспечивать допустимую потерю напряжения. Кроме  того линии 0,38 кВ, питающие электродвигатели, должна обеспечиваться возможность  их запуска и устойчивой работы.

Трассы ВЛ-0,38 кВ выбираются в соответствии с планировкой  населенного пункта. При этом надо выполнять следующие требования: ВЛ не должна возвращаться назад к подстанции, угол поворота не должен быть меньше 90°, ответвления и пересечения должны выполняться под прямым углом.

Мощность трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ выбирается исходя из существующих нагрузок потребителей и  перспектив развития населенного пункта. Чтобы протяженность и сечение  проводов ВЛ-0,38 кВ были минимальными, трансформаторную подстанцию надо расположить в центре электрических нагрузок потребителей.

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

4

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

Силовой трансформатор ТП 10/0,4 кВ и отходящие линии 0,38 кВ должны быть защищены от аварийных режимов. Возможны различные варианты комплектования аппаратами управления и защиты. Чаще всего со стороны 10 кВ устанавливаются  плавкие предохранители, а на отходящих  линиях – автоматические выключатели. Устройства защиты должны быть согласованы  по селективности.

Для выбора аппаратов управления и защиты, а также для согласования их действия необходимо знать токи короткого замыкания. Так как  схема электроснабжения в данном случае не сложная, расчет целесообразно  вести в именованных единицах. Для шин 0,4 кВ и ВЛ-0,38 кВ кроме токов  трехфазного короткого замыкания  определяются токи двухфазного и  однофазного короткого замыкания.

Перечисленные задачи необходимо решить при выполнении курсового  проекта. Это позволит приобрести опыт решения конкретных инженерных задач  в области электроснабжения, а  также навыки оформления текстовых  и графических документов.

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

   5

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

          1.Исходные данные

Таблица 1.1 – Установленная мощность потребителей

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  6

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

Таблица 1.2 – Исходные данные для электрического расчета

воздушных линий электропередачи

Таблица 1.3 – Исходные данные для проверки сети на запуск асинхронного

короткозамкнутого электродвигателя

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  7

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

2. Выбор количества и мест установки трансформаторных  подстанций

10/0,4кВ

Рисунок – 1. Определение центра электрических нагрузок

Центр электрических нагрузок определяется графоаналитическим методом. Установленную мощность и координаты нагрузок сведены в таблицу.

Таблица 2.1 – Установленная мощность и координаты электрических нагрузок ТП 1.

Координаты центра нагрузок x_ц и y_ц определяются по формулам:

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  8

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

Где: S_i – полная мощность i-ой нагрузки, кВА;

        x_i и y_i – проекции центров нагрузок соответственно на ось x и ось y;

       ΣS_i – сумма полных мощностей всех нагрузок.

3. Выбор трассы ВЛ 0,38 кВ

При выборе трассы ВЛ-0,38 кВ соблюдены все предъявляемые требования.

Для примера использована КТП №1 10/0,4 с питающей и отходящими линиями.

Рисунок 2. КТП №1 10/0,4 с питающей и отходящими линиями.

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  9

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

4. Расчет электрических нагрузок потребителей

На плане приведен ЗОТ с установленной мощностью 75 кВт, в приложении 1 (методическое указание) есть комплект машин и оборудования  зерноочистительно-сушильного комплекса КЗС-20 с установленной мощностью 65 кВт, следовательно

Pд = 65*1,15=74,75 кВт; Qд =60*1,15=69 кВар;

Pв =65*1,15=74,75 кВт; Qв =60*1,15=69 кВар.

Sд= (кВА), Sд==101,7 кВА.

Sв= (кВА), Sв==101,7 кВА.

Расчет для остальных  потребителей выполняем аналогично, результаты приведены в таблице  4.1.

Результаты расчетов электрических нагрузок сельскохозяйственных потребителей сводим в таблицу 3.1

Таблица 4.1– нагрузки потребителей

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  10

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

5. Расчет нагрузок ВЛ-0,38 кВ

Для  определения нагрузки по участкам ВЛ. составлена расчетная  схема, на которой указаны нагрузки потребителей и длины участков линии  в километрах.

Рисунок 3. Расчетная схема ТП110/0,4кВ ВЛ-0,38кВ

 Далее  суммируют  нагрузки потребителей на каждом  участке линии, суммирование производится  с использованием специальных  таблиц (табл. 5 прил.) /2/. К большей  нагрузке прибавляется добавка  от меньшей нагрузки (ΔS). Результаты сведены в таблицу4.1

 Таблица 5.1– Нагрузки ВЛ-0,38кВ

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  11

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата

6. Электрический расчет ВЛ-0,38 кВ

По условиям механической прочности сечение фазных проводов магистрали должно быть не менее 50 мм²

6.1. Выбор сечения провода по нагреву рабочим током.

 Так как сечение  провода принято одинаковым по  всей длине линии расчет ведут по току головного участка. Зная полную мощность определяют расчетный ток.

где S_в – полная вечерняя нагрузка одного потребителя; n – количество потребителей; к_о – коэффициент одновременности

 По допустимому длительному току проходит провод СИП-4x50

6.2 Проверка по допустимой потере напряжения

Выбранный провод проверен по допустимой потере напряжения, для этого определяем фактическую потерю напряжения на участке линии 2 ТП№1

В

Где S-нагрузка на участке ВЛ, кВА; l-длина участка, км;  - номинальное линейное напряжение, кВ; -удельное активное сопротивление провода, Ом/км;

Суммарная потеря напряжения на всех участках линии равна 5,63 В, что составляет 1,5% от номинального напряжения.

=0,5%

Т.к. рекомендованное допустимое значение потери напряжения в ВЛ-0,38кВ составляет 6% от номинального напряжения то, условие

0,5% ≤ 6%

соблюдается.

Результаты электрического расчета  ВЛ-0,38кВ сведём в таблицу:

КП – 095 – 13. ПЗ

Лист

  12

  Изм.

Лист

№  докум.

Подпись

Дата