Проект электроснабжения сельского населенного пункта на 89 жилых домов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГАОУ СПО «Новооскольский сельскохозяйственный колледж»

Курсовой проект

По МДК 02.01. Монтаж воздушных линий и трансформаторных подстанций

Тема: «Проект электроснабжения сельского населенного пункта на 89 жилых домов»

Выполнил: Студент группы 3-1эл.

Подгорнов Д. А.

Руководитель проекта:

Михайличенко В. Н.

г. Новый Оскол 2015 год



Оглавление

Введение

1. Общая часть

1.1 Обоснование допустимой потери напряжения в воздушной линии 0,38 кВ

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Определение числа и мест установки подстанций 10/0,4 кВ

2.3 Электрический расчет линий электропередач 0,38 кВ

2.4 Выбор принципиальной схемы подстанций

2.5 Расчет токов короткого замыкания

2.6 Выбор аппаратуры управления

2.7 Выбор защиты коротких замыканий, перенапряжений и поражения электрическим током

3. Экономическая часть

3.1 Расчет технико-экономических показателей

Выводы

Список используемой литературы

электрический напряжение подстанция линия



Введение

Абсолютное большинство с/х потребителей получает электроэнергию от централизованного источника государственных энергосистем. При этих условиях основной системы сельского электроснабжения являются электрические сети. К электрическим сетям относятся те, по которым более 50% расчетной нагрузки передается и распределяется между производственными с/х потребителями, а также не производственными и бытовыми потребителями в сельской местности.

Систему сельскохозяйственного электроснабжения необходимо спроектировать таким образом, чтобы она имела наилучшее технико-механические показатели, то есть, чтобы при минимальных затратах денежных средств, оборудования и материалов она обеспечивала требуемые, надежность и качество электроэнергии. Задача обеспечения электроэнергией потребителей при проектировании систем сельского электроснабжения должна решаться комплексно, с учетом развития в рассматриваемой зоне всех отраслей народного хозяйства, в том числе и не сельскохозяйственных. Проектирование сельских электрических сетей необходимо проводить в соответствии как с общими директивными документами (Правила устройства электроустановок, Правила технической эксплуатации и др.).

Непрерывный рост нагрузки при появлении новых потребителей в зонах уже охваченных централизованным электроснабжением, и при освоении новых с/х районов, необходимость повышения надежности электроснабжения и качества электроэнергии, изменение планировки населенных пунктов и т.д. требуют дальнейшего развития электрических сетей. Оно включает как новое строительство, так и расширение, и реконструкцию сетей. При этом под новым строительством подразумевают сооружение новых электрических линий и подстанций, под расширением - установку на одной трансформаторной подстанции второго трансформатора с соответствующим оборудованием, под реконструкцией - замену проводов на линиях 0,38 и 10 кВ., перевод сетей с напряжения 6 кВ на напряжение 10 кВ, замену трансформаторов, установку средств компенсации реактивной мощности, секционирования, автоматизации регулирования напряжения и т.д. Таким образом, реконструкция действующих электрических сетей связана в первую очередь с изменением электрических параметров линий и подстанций при частичном или полном сохранении строительной части объектов, а также с установкой дополнительных аппаратов и оборудования. Реконструкция позволяет, повысить пропускную способность действующих сетей, надежность и качество энергии у потребителей.

Большинство знаний в области проектирования систем сельского электроснабжения имеют пред проектные работы (схемы), в которых обосновывают технические решения по развитию электрических сетей в сельской местности проекту.

Первым этапом рабочего проектирования сельских электрических сетей, основанием для разработки проектно-сметной документации является задание на проектирование, которое выдает заказчик.

В задании, кроме общих пунктов (основание для проектирования; сроки выполнения, размер капиталовложения и т.п.), указываются:

- для линий электропередачи 6…110кВ - ориентировочная длина и число цепей, пункты присоединения, требования по разработке вариантов, мероприятия по освоению земель взамен занимаемых под опоры;

- для транспортных подстанций 35…110кВ - вид строительства (новое, расширение, конструкция), место расположения подстанций, способ ее присоединения к сетям энергосистемы, тип подстанции, (комплектная, блочная и т.д.), требования к средствам диспетчерского и технологического управления, требования к организации эксплуатации, требования по защите окружающей среды;

- для электрических сетей 380/220В (линий и подстанций 10/0,38кВ) - район и вид строительства (новое, взамен пришедших в негодность, реконструкция), ориентировочная протяженность линий, тип трансформаторных подстанций, дополнительные требования(типы светильников уличного освещения, возможность применения различных марок проводов для устройства ответвлений от линии к вводам и др.).

Важными этапами проектирования являются технический проект и рабочая документация. Для объектов сельского электроснабжения, при сооружении которых предлагается использовать типовые или повторно применять экономические индивидуальные проекты, а также для технически не сложных объектов проектирования выполняют в одну стадию-техно- рабочий проект. При таком одностадийном проектировании разрабатывают технический проект, который дополняют рабочей документацией на его сооружение.

Для крупных и сложных объектов в условиях применения новой технологии производства при специальном обосновании допускается выполнять проект в виде стадии.

Основные методы расчетов, которые проводят при проектировании сельских электрических сетей (выбор нагрузок, электрический расчет сетей по различным показателям, механический расчет линии, расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратуры и т.д.), рассмотрены в предыдущих графах. Поэтому ниже приводятся только некоторые дополнительные материалы, связанные с проектированием сетей.



1. Общая часть

1.1 Обоснование допустимой потери напряжения в воздушной линии 0,38кВ

Допустимую потерю напряжения в сети определяют из таблицы отклонения напряжения, составленной для предполагаемого объекта электроснабжения. В соответствии с дополнением к ГОСТ 13109-87 на качество электроэнергии отклонения напряжения у потребителя при колебании нагрузки от 25% до 100% не должны превышать ±7,5%, а для животноводческих комплексов ±5,0%. При проектировании электрических сетей напряжением 0,38 и 10 кВ определяют суммарные допустимые потери напряжения. При этом допустимые потери напряжения в линиях 10 кВ должны составлять 60-65% от общей суммарной потери напряжения в обеих ступенях напряжений. Исключения могут составлять сети напряжением 10 и 0,38 кВ для отдельных сосредоточенных потребителей, например животноводческих комплексов. В этих случаях допускается в проектах принимать другие соотношения потерь.

В курсовом проекте составить таблицу потерь и отклонений напряжения для участков с максимальной 100% удаленной нагрузкой и участка ближайшей нагрузки 25%. По данным энергосистемы принять уровень напряжения на шинах 10 кВ составляет 1,05 U_нпри 100% нагрузке и 1,02 при 25%.

Таблица 1

Потери и отклонения напряжения

Элементы сети	Надбавки и потери напряжения
	Для удаленного потребителя при 100% нагрузке	Для ближнего потребителя при 25% нагрузке
Уровень напряжения на шинах 10 кВ	+5	+2
Линия электропередачи 10 кВ	-5	-1,25
Трансформатор 10/0,4 кВ Потери Надбавка	-4 +5	-1 +5
Линия электропередачи 0,38 кВ Потеря	-6,6	-4,6
Отклонение напряжения у потребителя	-5,5	+0,15

При полученных результатах выше допустимых необходимо в расчете принять сечение провода на ступень выше.



2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрической нагрузки

Определение электрической нагрузки сельского населенного пункта начинают с нахождения удельной нагрузки на ввод в один дом и заданному электропотреблению (на 1 дом 3кВ) с учетом перспективного роста нагрузок. Заданное количество домов необходимо объединить в группу по 5,6,7,8 штук. Каждая группа должна быть пронумерована римскими цифрами и нанесена на план электрической цепи. Для каждой из групп проводится расчет мощности дневного и вечернего максимумов нагрузки с учетом коэффициентов одновременности и участия.

Определим расчетную мощность нагрузки на группу 5 домов (Д5)

Рд5(в) = 5,3 * 0,47 * 5 = 12,5 кВт Рд5(д) = 12,5 * 0,3 =3,8 кВт

Рд4(в) = 5,3 * 0,5 * 4 = 10,6 кВт Рд4(д) = 10,6 * 0,3 = 3,2 кВт

Рд3(в) = 5,3 * 0,6 * 3 = 9,5 кВт Рд3(д) = 9,5 * 0,3 = 3 кВт

Рд2(в) = 5,3 * 0,7 * 2 = 7,4 кВт Рд2(д) = 7,4 * 0,3 = 2,2 кВт

Где - коэффициент одновременности

- коэффициент участия.

N- количество домов.

Коэффициент одновременности для суммирования электрической нагрузки в сетях 0,38 кВ.

Таблица 2

Наименование потребителей	Количество потребителей
	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Жилые дома с удельной нагрузкой 1-2 кВт/дом	0,7	0,6	0,55	0,5	0,47	0,44	0,42	0,4	0,38
Жилые дома с удельной нагрузкой 3-4 кВт/дом	0,7	0,6	0,5	0,47	0,44	0,42	0,4	0,38	0,36
Производственные потребители	0,85	0,8	0,75	0,65	0,6	0,55	0,5	0,45	0,4

Коэффициент участия потребителей в дневном и вечернем максимумах

Таблица 3

Потребители	Куч вечерний	Куч дневной
Жилые дома	1,0	0,3
Жилые дома с электроплитами	1,0	0,5
Производственные потребители	0,6	1,0

Определим расчетную полную мощность на группу домов (Д5)

Sд5(д) = 3,8 / 0,9 = 4,2 КВА Sд5(в) = 12,5 / 0,9 = 14 КВА

Sд4(д) = 3,2 / 0,9 = 3,6 КВА Sд4(в) = 10,6 / 0,9 = 11,8 КВА

Sд3(д) = 3 / 0,9 = 3,3 КВА Sд3(в) = 9,5 / 0,9 = 10,6 КВА

Sд2(д) = 2,2 / 0,9 = 2,4 КВА Sд2(в) = 7,4 / 0,9 = 8,2 КВА

Где cosц - коэффициент мощности для бытовых потребителей = 0,9

Определим полную мощность уличного освещения

Расчетная нагрузка уличного освещения рассчитывается по значению удельной расчетной нагрузки на 1м длины улицы. Для поселковой улицы с асфальтовым покрытием шириной 10м принимают.В курсовом проекте рассчитывать длины четырех улиц и вычислить мощность

Sул.1 = 4 * 390 / 0,9 = 1733 КВА n1 = 1733 / 250 = 7

Sул.2 = 4 * 420 / 0,9 = 1777 КВА n2 = 1777 / 250 = 7

Sул.3 = 4 * 690 / 0,9 = 3066 КВА n3 = 3066 / 250 = 12

Sул.4 = 4 * 430 / 0,9 = 1911 КВА n4 = 1911 / 250 = 8

- мощность лампы ДРЛ = 250 вт

Определим расчетные мощности нагрузок коммунальных и производственных потребителей.

Расчетные мощности нагрузок коммунальных и производственных потребителей определяют по приложениям и записывают на расчетной схеме, указывая дробью дневной и вечерний максимум.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 4

Таблица 4

Порядковый номер	Наименование потребителя	кВА	кВА	Длина участка	Координаты Х	Координаты Y
	Линия 1
0,1	Столярный цех	15	1	100	10	Б
1,2	Жилые дома Д5	4,2	14	150	4	Б
1,3	Жилые дома Д5	4,2	14	150	4	В
3,4	Жилые дома Д5	4,2	14	150	1	Д
3,5	Жилые дома Д5	4,2	14	150	2	Ж
5,6	Гараж на 30 машин	20	6	390	4	Ж
	Линия 2
0,1	Жилые дома Д3	3,3	10,6	90	5	Е
0,2	Жилые дома Д2	2,4	8,2	90	6	Е
2,3	Жилые дома Д4	3,6	11	130	4	И
2,4	Жилые дома Д4	3,6	11	130	5	И
4,5	Бригадный дом	2	5	40	6	К
5,6	Кормоцех на 25 тыс. цыплят	35	12	30	3	Л
6,7	Птичник на 15 тыс. цыплят	35	12	110	2	Н
	Линия 3
0,1	Детские ясли или детсад 50 мест	5	3	100	9	И
1,2	Жилые дома Д5	4,2	14	50	7	Л
1,3	Жилые дома Д5	4,2	14	50	8	Л
3,4	Магазин на 4 раб. места	4	8	50	10	Л
4,5	Жилые дома Д5	4,2	14	140	10	Н
4,6	Жилые дома Д5	4,2	14	140	10	О
6,7	Школа 160 гр.	12	14	50	12	М
7,8	Столовая на 50 мест	10	3	90	13	Л
8,9	Жилые дома Д5	4,2	14	60	15	Н
8,10	Жилые дома Д5	4,2	14	60	15	О
10,11	Жилые дома Д5	4,2	14	150	20	Н
10,12	Жилые дома Д5	4,2	14	150	20	О
	Линия 4
0,1	Мастерская обслуживания техники	30	10	50	11	Ж
1,2	Жилые дома Д5	4,2	14	100	14	Е
1,3	Жилые дома Д5	4,2	14	100	14	Ж
3,4	Жилые дома Д3	3,3	10,6	90	17	Е
3,5	Жилые дома Д3	3,3	10,6	90	17	Ж
5,6	Зерноочистительный пункт 2шт. на 20 т/час	50	50	190	20	Б

Расчетные мощности нагрузок по воздушным линиям.

Расчетные мощности по воздушным линиям определяют путем суммирования мощности участка и добавки мощности. Из приложения /3/ находятся значения добавок /ДS /. Расчет начинают с удаленного участка и к большей по значению нагрузок из двух слагаемых прибавляются добавки от меньшей. Для каждой линии определяется суммарная мощность дневного и вечернего максимума.

Линия № 1.

S4,5,6(д) = S4(д) + S5(д) + S6(д) = 4,2 + 4,2 + 20 = 28,4 кВА

S2,3,4(д) = S4,5,6(д) + ?S2 + ?S3= 28,4 + 2,4 + 2,4 = 33,2 кВА

S1,2(д) = S2,3,4(д) + ?S1 = 33,2 + 9,7 = 42,9 кВА

S0,1(д) = S1,2 = 42,9 кВА

S4,5,6(в) = S4(в) + S5(в) + S6(в) = 14 + 14 + 6 = 34 кВА

S2,3,4(в) = S4,5,6(в) + ?S2 + ?S3 = 34 + 9 + 9 = 52 кВА

S1,2(в) = S2,3,4(д) + ?S1 = 52 + 0,6 = 52,6 кВА

S0,1(в) = S1,2 = 52,6 кВА

Линия № 2

S6,7(д) = S6(д) + S7(д) = 35 + 35 =70 кВА

S5,6(д) = S6,7(д) + ?S5 = 70 + 1,2 = 71,2 кВА

S3,4,5(д) = S5,6(д) + ?S3 + ?S4 = 71,2 + 2,1 + 2,1 = 75,4 кВА

S1,2,3(д) = S3,4,5(д) + ?S1 + ?S2 = 75,4 + 2 + 2 = 79,4 кВА

S0,1(д) = S1,2,3(д) = 79,4 кВА

S6,7(в) = S6(в) + S7(в) = 12 + 12 = 24 кВА

S5,6(в) = S6,7(в) + ?S5 = 24 + 3 = 27 кВА

S3,4,5(в) = S5,6(в) + ?S3 + ?S4 = 27 + 8,5 + 8,5 =44 кВА

S1,2,3(в) = S3,4,5(в) + ?S1 + ?S2 = 44 + 6,5 + 4,9 = 55,4 кВА

S0,1(в) = S1,2,3(в) = 55,4 кВА

Линия № 3

S11,12(д) = S11(д) + S12(д) = 4,2 + 4,2 = 8,4 кВА

S9,10(д) = S11,12(д) + ?S9 + ?S10 = 8,4 + 2,4 + 2,4 = 13,2 кВА

S8,9,10(д) = S9,10(д) + ?S8 = 13,2 + 6 = 19,2 кВА

S7,8(д) = S8,9,10(д) + ?S7 = 19,2 + 7,3 = 26,5 кВА

S5,6,7(д) = S7,8(д) + ?S5 + ?S6 = 26,5 + 2,4 + 2,4 = 31,3 кВА

S4,5(д) = S5,6,7(д) + ?S4 = 31,3 + 2,4 = 33,7 кВА

S2,3,4(д) = S4,5(д) + ?S2 + ?S3 = 33,7 + 2,4 + 2,4 = 38,5 кВА

S1,2(д) = S2,3,4(д) + ?S1 = 38,5 + 3 = 41,5 кВА

S0,1(д) = S1,2(д) = 41,5 кВА

S11,12(в) = S11(в) + S12(в) = 14 + 14 = 28 кВА

S9,10(в) = S11,12(в) + ?S9 + ?S10 = 2,8 + 8,5 + 8,5 = 45 кВА

S8,9,10(в) = S9,10(в) + ?S8 = 45 + 1,8 = 46,8 кВА

S7,8(в) = S8,9,10(в) + ?S7 = 46,8 + 8,5 = 55,3 кВА

S5,6,7(в) = S7,8(в) + ?S5 + ?S6 = 55,3 + 8,5 + 8,5 = 72,3 кВА

S4,5(в) = S5,6,7(в) + ?S4 = 72,3 + 4,8 = 77,1 кВА

S2,3,4(в) = S4,5(в) + ?S2 + ?S3 = 77,1 + 8,5 + 8,5 = 94,1 кВА

S1,2(в) = S2,3,4(в) + ?S1 = 94,1 + 1,8 = 95,9 кВА

S0,1(в) = S1,2(в) = 95,9 кВА

Линия № 4

S4,5,6(д) = S4(д) + S5(д) + S6(д) = 50 + 3,3 + 3,3 = 56,6 кВА

S2,3,4(д) = S4,5,6(д) + ?S2 + ?S3 = 56,6 + 2,4 + 2,4 = 61,4 кВА

S1,2(д) = S2,3,4(д) + ?S1 = 61,4 + 19 = 80,4 кВА

S0,1(д) = S1,2 = 80,4 кВА

S4,5,6(в) = S4(в) + S5(в) + S6(в) = 50 + 10,6 + 10,6 = 71,2 кВА

S2,3,4(в) = S4,5,6(в) + ?S2 + ?S3 = 71,2 + 2,4 + 2,4 = 76 кВА

S1,2(в) = S2,3,4(д) + ?S1 = 76 + 6 = 82 кВА

S0,1(в) = S1,2 = 82 кВА

Где - мощность участка.

2.2 Определение числа и мест установки подстанций 10/0,4 кВ

Определим координаты места установки трансформаторной подстанции 10/ 0,4 кВ.

Где- мощность потребителя

- координаты расположений потребителя на электрической сети

Расчет мощности трансформатора.

Мощность трансформатора рассчитывают суммированием нагрузок по линиям. При этом параллельные линии группируют по группам по две и определяют сумму с добавками. В курсовом проекте четыре линии, поэтому должно быть две группы. Мощность суммируется для дневного и вечернего максимума. Для вечернего максимума учитывают уличное освещение.

Sгр1(д) = 79,4 + 29,5 = 108,9 кВА

Sгр1(в) = 55,4 + 36,1 + 1,7 + 1,7 = 94,9 кВА

Sгр2(д) = 80,4 + 28 = 108,4 кВА

Sгр2(в) = 95,9 + 56,4 + 3 + 1,9 = 157,2 кВА

Sтр(д) = 108,9 + 108,4 = 217,3 кВА

Sтр(в) = 94,9 + 157,2 = 252,1 кВА

По расчетной максимальной нагрузке выбирают мощность трансформатора устанавливаемого на трансформаторной подстанции.

Коэффициент загрузки трансформатора



2.3 Электрический расчет линий электропередачи 0,38 кВ

Электрический расчет ВЛ 0,38 кВ ведут на минимум приведенных затрат и по экономическим интервалам с дальнейшей проверкой по допустимой потере напряжения.

Определяем эквивалентную мощность на участках линий с учетом коэффициента динамики роста нагрузок

Линии должны быть разбиты на участки по количеству домов и коммунально-производственным потребителям, для каждого участка определяют эквивалентную мощность.

Линия1.

S0,1 = 52,6 * 0,7 = 36,8 кВА

S2,3 = 52 * 0,7 = 36,4 кВА

S4,5 = 34 * 0,7 = 23,8 кВА

S5,6 = 6 * 0,7 = 4,2 кВА

Линия2.

S0,1 = 79,4 * 0,7 = 55,6 кВА

S2,3 = 75,4 * 0,7 = 52,8 кВА

S4,5 = 71,2 * 0,7 = 49,8 кВА

S5,6 = 70 * 0,7 = 49 кВА

S6,7 = 35 * 0,7 = 24,5 кВА

Линия3.

S0,1 = 95,9 * 0,7 = 67,1 кВА

S2,3 = 94,1 * 0,7 = 65,9 кВА

S3,4 = 77,1 * 0,7 = 54 кВА

S5,6 = 72,3 * 0,7 = 50,6 кВА

S6,7 = 55,3 * 0,7 = 38,7 кВА

S7,8 = 46,8 * 0,7 = 32,8 кВА

S9,10 = 45 * 0,7 = 31,5 кВА

S11,12 = 28 * 0,7 = 19,6 кВА

Линия 4.

S0,1 = 82 * 0,7 = 57,4 кВА

S2,3 = 76 * 0,7 = 52,2 кВА

S4,5 = 71,2 * 0,7 = 49,8 кВА

S5,6 = 50 * 0,7 = 35 кВА

Определяем по значениям эквивалентной мощности сечения проводов по экономическим интервалам.

Для каждого участка линий из таблицы найти сечение провода и записать на схеме

Линия1. Участок от ТП до 1 мощность марка провода

Участок 0,1 Sэкв = 36,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 2,3 Sэкв = 36,4 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 95) + 1 х 95

Участок 4,5 Sэкв = 23,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 50) + 1 х 54,6

Участок 5,6 Sэкв = 4,2 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 25) + 1 х 54,6

Линия 2.

Участок 0,1 Sэкв = 55,6 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 95) + 1 х 95

Участок 2,3 Sэкв = 52,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 105) + 1 х 105

Участок 4,5 Sэкв = 49,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 5,6 Sэкв = 49 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 6,7 Sэкв = 24,5 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Линия 3.

Участок 0,1 Sэкв = 67,1 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 2,3 Sэкв = 65,9 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 3,4 Sэкв = 54 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 5,6 Sэкв = 50,6 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 6,7 Sэкв = 38,7 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 50) + 1 х 54,6

Участок 7,8 Sэкв = 32,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 35) + 1 х 54,6

Участок 9,10 Sэкв = 31,5 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 35) + 1 х 54,6

Участок 11,12 Sэкв = 19,6 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 25) + 1 х 54,6

Линия 4.

Участок 0,1 Sэкв = 57,4 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 2,3 Sэкв = 52,2 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 70) + 1 х 70

Участок 4,5 Sэкв = 49,8 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 50) + 1 х 54,6

Участок 5,6 Sэкв = 35 кВА принимаем к установке вл провод СИП (3 х 50) + 1 х 54,6

Таблица экономических интервалов ВЛ 0,4 кВ.

Таблица5

Интервал мощности кВА	Марки основных проводов	Расчетная нагрузка	Марка дополнительного провода	Коэффициент Снижения затрат
0-3,1 3,1-5,6 5,6-8 8-20,5 20,5-26,4 Свыше 26,4 30 - 36 40 - 50 - 60 Свыше 70	А-16+А16 2А16+А16 3А16+А16 3А25+А25 3А35+А35 3А50+А50 3А50 3 А70 3А 95	1 2 3 3,5 4,5 5,5 6,0 7,0 8,0 9,0 12 15 18 21 22 24 26 30 32 36 40 45 50 60 70 90	2А16+А16 2А16+А16 2А16+А16 3А16+А16 3А16+А16 3А16+А16 3А25+А25 3А25+А25 3А25+А25 3А35+А35 3А35+А35 3А35+А35 3А35+А35 3А35+А35 3А50+А50 3А50+А50 3А50+А50 3А50+А50 3А35+А35	2,7 0,87 0,02 1,7 0,75 0,01 1,6 0,75 0 12,2 7,4 4,35 1,7 0 2,55 3,3 1,7 0,3 Не считают

Определяем потери напряжения на участках линий электропередачи.

Расчет потери напряжения начинают с участка ближнего к подстанции и проводят до конца линии.

Потери напряжения на первом участке.

ГдеS_max - максимальная мощность участка кВА

L_т.п.1- длина участка, км

R_о - активное сопротивление провода (Ом/км)

Х_о - реактивное сопротивление провода, (Ом/км)

cosц -коэффициент мощности = 0,9; sinц =0,44

Линия 1.

?U0,1 = 52,6 * 0,1 / 0,4 * (0,42 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 6,7 В

?U2,3 = 52 * 0,15 / 0,4 * (0,31 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 8 В

?U4,5 = 34 * 0,15 / 0,4 * (0,58 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 8,3 В

?U5,6 = 6 * 0,15 / 0,4 * (1,1 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 2,5 В

Линия 2.

?U0,1 = 79,4 * 0,09 / 0,4 * (0,31 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 7,3 В

?U2,3 = 75,4 * 0,13 / 0,4 * (0,28 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 9 В

?U4,5 = 71,2 * 0,04 / 0,4 * (0,42 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 3,6 В

?U5,6 = 70 * 0,03 / 0,4 * (0,42 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 2,6 В

?U6,7 = 35 * 0,11 / 0,4 * (0,42 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 5 В

Линия 3.

?U0,1 = 95,9 * 0,1 / 0,4 * (0,2 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 7 В

?U2,3 = 94,1 * 0,05 / 0,4 * (0,2 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 3 В

?U3,4 = 77,1 * 0,05 / 0,4 * (0,25 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 3 В

?U5,6 = 72,3 * 0,14 / 0,4 * (0,25 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 2 В

?U6,7 = 55,3 * 0,05 / 0,4 * (0,28 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 2 В

?U7,8 = 46,8 * 0,09 / 0,4 * (0,28 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 4 В

?U9,10 = 45 * 0,06 / 0,4 * (0,28 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 2 В

?U11,12 = 28 * 0,15 / 0,4 * (0,31 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 4 В

Линия 4.

?U0,1 = 82 * 0,05 / 0,4 * (0,25 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 3 В

?U2,3 = 76 * 0,1 / 0,4 * (0,25 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 6 В

?U4,5 = 71,2 * 0,09 / 0,4 * (0,28 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 5 В

?U5,6 = 50 * 0,19 / 0,4 * (0,42 * 0,9 + 0,3 + 0,44 ) = 12 В

ДU= 9%. В случае, если потери напряжения превышает допустимое значение

Линия 1

Линия 2

Линия 3

Линия 4

U_доп>U_расч.,то следует изменить сечение провода на том участке, где оно максимальное и принять сечение на ступень выше.

Результаты расчета воздушных линий сводят в таблицу и рассчитывают отклонения напряжения.



Таблица 6

Расчет воздушных линий на минимум приведенных затрат

Номер участка	Расчетная Мощность Sрасч.,	Длина Участка км	Эквивалентная мощность Sэкв., кВА	Марка провода	Потери Напряжения На от ТП уч-ке. (%)
Линия 1
0,1	46,2	0,04	32,3	СИП (3х35)+1х54,6	0,7	0,7
1,2	46,2	0,09	32,3	СИП (3х35)+1х54,6	1,6	2,3
2,3	37	0,16	25,9	СИП (3х35)+1х54,6	2,3	4,6
Линия 2
0,1	66,8	0,17	46,7	СИП (3х50)+1х54,6	2,9	2,9
1,2	66,8	0,03	46,7	СИП (3х50)+1х54,6	0,5	3,4
2,3	19	0,1	13,3	СИП (3х16)+1х54,6	1,4	4,8
Линия 3
0,1	108	0,04	75,6	СИП (3х95)+1х95	0,7	0,7
2,3	102	0,08	71,4	СИП (3х95)+1х95	1,5	2,2
4,5	83	0,11	58,1	СИП (3х70)+1х70	1,9	4,1
6,7	81,2	0,13	56,8	СИП (3х105)+1х105	1,3	5,4
7,8	58,8	0,15	41,2	СИП (3х105)+1х105	1,2	6,6
Линия 4
0,1	68,1	0,12	47,7	СИП (3х50)+1х54,6	2,1	2,1
1,2	68,1	0,02	47,7	СИП (3х50)+1х54,6	0,3	2,4
3,4	49,7	0,13	34,8	СИП (3х50)+1х54,6	1,6	4
5,6	47,3	0,02	33,1	СИП (3х35)+1х54,6	0,3	4,3
7,6	24,9	0,03	17,4	СИП (3х25)+1х54,6	0,3	4,6
9,8	24,3	0,07	17,1	СИП (3х25)+1х54,6	1	5,6

2.4 Выбор типа и принципиальной схемы подстанции 10/0,4 кВ

Для электроснабжения сельских населенных пунктов и с/х предприятий применяют комплексные трансформаторные подстанции типа КТП заводского изготовления мощностью от 25 до 250 кВА. Подстанции устанавливаются на высоком фундаменте из бетонных строек. Разъединитель с приводом устанавливают на концевой опоре ВЛ 10 кВ, что обеспечивает при отключенном разъединителе безопасность работ в любой точке подстанции. Согласно выбранному типовому проекту, на КТП устанавливается следующее оборудование со стороны высокого напряжения: разъединитель типа РЛНД-10 разрядник РС-10 и предохранитель ПК-10. Указанные типы оборудования со стороны высшего напряжения заведомо рассчитаны и удовлетворяют условию термической и динамической стойкости от коротких замыканий. Номинальный ток плавкой вставки предохранителя выбирается после согласования действий ПК-10 с работой автоматического выключения, установленного со стороны 0,38 кВ на отходящих линиях. На низкой стороне трансформатора в распределительном устройстве на вводе допускается установка рубильника с предохранителями типа НПН, на отходящих линиях устанавливаются автоматические выключатели серии АЗ 100 с комбинированными расцепителями. Для уличного освещения принимаем магнитный пускатель с предохранителями типа НПН и фотореле.

Металлические КТП более широко применяются, так как их полностью монтируют на заводе и в готовом виде устанавливают на фундаменте или железобетонных опорах на высоте 1,2…1,4 м.

На рис.1 приведена схема КТП мощностью 63…160 кВА, напряжением 10 кВ. Оно состоит из блока (SQ 1), вентильных разрядников FV - FV3 типа РС-10, предохранителей FU - FU3, помещенных в верхнем вводном отсеке КТП. К вводам напряжением 0,38 кВ трансформатора Т подключены шины РУ напряжением 0,38 кВ, расположенные в нижнем шкафу. На вводе РУ установлены: ручной выключатель QS2, вентильные разрядники FV4 - FV6 типа РВН -1 и трансформаторы тока ТА 1 - ТАЗ для питания счетчика активной энергии Р1 и тепловых реле КК типа ТРН-10. Для включения отклонения и защиты линий от к.з. установлены автоматические выключатели QF1-QF3 типов АЕ2000М, ВА51, АЗ700 с реле КА1…КА3 типа РЭ571т в нулевом проводе для защиты от однофазных к.з. Реле ТРН-10 срабатывает при перегрузке трансформатора и замыкает цепь катушки промежуточного реле КL. При срабатывании этого реле замыкаются цепи катушек независимыхрасцепителей одного и двух автоматических выключателей линий. Магнитный пускатель КМ служит для ручного управления уличным освещением с помощью выключателя SА или автоматического управления с помощью фотореле ВL, а предохранители FU5 - FU7 для защиты от к.з. Лампа ЕL предназначена для внутреннего освещения шкафа, а резисторы R1-R6 для обогрева счетчика и промежуточного реле. Для электроснабжения животноводческих комплексов и других достаточно мощных потребителей разработаны и выпускаются одно-и двухтрансформаторные КТП проходного (КТПП) и тупикового (КТПТ) типа мощностью 250-630 кВА

Проходную КПТ составляют из двух однотрансформаторных подстанций (блоков), которые соединяют двумя металлическими коробками. Оболочка блока представляет собой шкаф из листовой стали с дверями для обслуживания РУ напряжением 10 и 0,38 кВ. Блок разделен на три отсека: трансформаторный, РУ высшего (10 кВ) и низшего (0,38 кВ) напряжений. Блок устанавливают на фундаменте высотой 2м. Для обслуживания КТПП, ревизии и ремонта предусматривают подъемные площадки на высоте 0,75 и 0,95м, которые после окончания работ располагают вертикально. Для безопасности обслуживания предусмотрены блокировки.

Схему соединения РУ напряжением 10 кВ КТПП1-3-3-630 выполняют в соответствии со схемой, а РУ напряжением 0,38 кВ - в соответствии с рис.1, но число отходящих линий увеличивают до 4-6на каждый трансформатор. На линиях вместо автоматов могут быть установлены блоки предохранитель-выключатель (БПВ). Для секционирования сборных шин напряжением 0,38 кВ на каждой секции установлен выключатель. Для автоматического резервирования трансформаторов АВР при повреждении одного из них между секциями шин предусмотрен автомат АВМ-10.

Закрытые двухтрансформаторные ТП выполняют по одним и тем же схемам соединений как на напряжение 10 кВ, так и на 0,38 кВ. Чаще всего на напряжениях 10 и 0,38 кВ осуществляется АВР. Оборудование размещают в здании на двух уровнях: на первом этаже РУ напряжением 0,38 кВ, куда входят панели ЩО-70 и камеры трансформаторов, а на втором этаже - ЗРУ напряжением 10 кВ, состоящие из ячеек КСО-386.

Кроме рассмотренных трансформаторов трехфазных КТП, в сельском хозяйстве при небольшой однофазной нагрузки иногда применяют однофазные ТП мощностью 4…10 кВА и напряжением 6…10/0,22 кВ. Трансформаторы таких ТП подвешивают на одностоечной опоре. На крыше трансформатора располагают предохранители, а выше разъединитель, управляемый снизу штангой.

2.5 Расчет токов короткого замыкания

Для выбора пусковых и защитных аппаратов, а также для согласования защит по селективности и проверке эффективности зануления необходимо рассчитать трехфазный ток короткого замыкания на щитах ТП и однофазный ток короткого замыкания на конце линии 0,38 кВ.

гдеS_ном - номинальная мощность трансформатора кВА.

U_k % - напряжения испытания трансформатора при коротком замыкании.

Z_тр. - сопротивление трансформатора

Z_n - сопротивление петли фазового и нулевого провода.

L_л - длина линии, км. К_уд.- ударный коэффициент

К_уд. = 1

2.6 Расчет и выбор аппаратуры управления и защиты

Аппаратура защиты трансформатора 10/0,4 кВ

Трансформатор со стороны 10 кВ защищается плавкими предохранителями типа ПК-10.Плавкую вставку выбирают по условию:

I_п.в.< 1,25 Iрасч.=1,25•14,5= 40 А(А)

Где I_расч. - расчетный ток линии (А).

I_т.расч. - расчетный ток трансформатора со стороны 10 кВ

Расчетный ток трансформатора определяется с учетом коэффициента загрузки. Плавкую вставку проверяют отстойную от бросков намагничивающегося тока трансформатора:

I_п.в.< 1,25I_{н.= 1,25•14,5=} 40 А

Где I_н - номинальный ток трансформатора

Рекомендуемые номинальные токи плавких вставок при номинальных мощностях трансформатора.

Таблица 7

Sном. кВА	100	160	250	400	630
Iп.в. А	16	20	40	50	80

Аппаратура защиты линий 0,38 кВ.

Защита отходящих линий 0,38 кВ осуществляется автоматическими выключателями серии АЕ2000, А3700, и А3100. Эти выключатели имеют тепловые и электромагнитные расцепители в трех базах, а также независимый расцепитель с катушкой напряжения. Автоматы выбирают из следующих условий. Соответствия номинального напряжения автомата напряжению сети.

Линия 1

Iрасч.1 = Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 36,8/(1,73 х 0,4) = 53,2 (А)

Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33

Iном.расц>Iрасч.

63>53,2 А

Iэл.р.> (3-12) Iном.расц =12*63= 756 А

Ik>Iэл.р

766 > 756 (А)

Линия 2

Iрасч.2= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 55,6/(1,73 х 0,4) = 80,4 (А)

Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33

Iном.расц>Iрасч.

80>80,4 А

Iэл.р.> (3-12) Iном.расц =80•7= 720 А

Ik>Iэл.р

742 > 720 (А)

Линия 3

Iрасч.3= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 67,1/(1,73 х 0,4) = 97 (А)

Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51-35

Iном.расц>Iрасч.

100>97 А

Iэл.р.> (3-12) Iном.расц =100•5= 500 А

Ik>Iэл.р

690 > 500 (А)

Линия 4

Iрасч.4= Sрасч.1/(v 3 х Uном) = 57,4/(1,73 х 0,4) = 83 (А)

Приминаем к установке автоматический выключатель ВА51Г-33

Iном.расц>Iрасч.

100>83 А

Iэл.р.> (3-12) Iном.расц =100•7 = 700 А

Ik>Iэл.р

742 >700 (А)

2.7 Выбор защиты от коротких замыканий, перенапряжений и от повреждений электрическим током

Определение расчетных условий сопротивлений заземляющих устройств осуществляется по номинальному напряжению электроустановки или электросети. При напряжении 110 кВ и выше сопротивление нейтрали должно быть не более 0,5 Ом. На подстанциях напряжением 35/10 кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно удовлетворять следующему условию 10 (Ом) ? R₃ ? 250/I₃. В установках до 1000 В и на подстанциях 10/0,4 кВ необходимо соблюдать условия: R₃ ? 250/I₃ или R₃ ? (4*Р_с)/100 (Ом). Из полученных значений выбираем более жесткое R₃ ? 125/20 = 6,25 Ом.

Для определения сопротивления заземляющего устройства необходимо знать удельное сопротивление грунта. Его измеряют на месте установки заземления. Измеренное сопротивление грунта почти пахотная земля или чернозем с = 150-200 Ом. Удельное сопротивление грунта с учетом коэффициента сезонности с_с = с_изм х к_с,

где с_изм - измеренное сопротивление грунта;

к_с - коэффициент сезонности - 1,25.

с_с = 150 * 1,25 = 175 Ом * м

От подстанции отходят четыре линии, на каждой из которых установлены повторные заземления. На коротких линиях сопротивления повторных заземлений должно быть не более 10 Ом. Его принимают К_{з. а.}= 7,5 Ом. Для расчета принимаем сопротивление грунта 150 Ом/м, коэффициент К_с = 1,7, длину вертикального стержня L_с = 5 м, диаметр стержня d_с = 16 мм, глубину заложения стержней 0,8 м. Горизонтальный заземлитель выполнен из полосы 40Ч4 в виде прямоугольника длиной 20 м, глубина заложения 0,9 м. Максимальный ток замыкания на землю 20 А.

Определяем из трех условий сопротивление заземления, которому должно соответствовать сопротивление контура заземления. Из трех условий выбираем самое жесткое

1. R₃ ? 125/I₃ Ом

R₃ ? 125/20 = 6,25 Ом

2. R₃ ? 10 Ом

3. R₃ ? (4Ч с_с)/100 Ом

Определяем сопротивление вертикального электрода погруженного в глубь земли

C

Rc=0,366*175/5(lg2*5/0,0016+0,5lg(4*3,3+5)/(4*3,3-5)=55,2 (Ом)

Где h_c-расстояние от поверхности земли до середины электрода h_c = 0,1 + L_c/2 = 3,3 м

L_c - длина стержня, м

d_с - диаметр стержня, мм

Определяем сопротивление горизонтального электрода

Rп = 0,366 * 175 /20 * lg 2 * 20² / 3,4 * 0,04 = 11,5 (Ом)

L_n - общая длина полосы, м

b_n - ширина полосы, мм

h_n - углубление полосы в землю, м

h_n = 0,9 + L_n/2 = 3,4 м

Его горизонтальный электрод круглого сечения принимают b_n = 2d

Расчетное количество стержней вертикального заземления

где з_к.с. = коэффициент использования стержней 0,7

Расчетное сопротивление искусственного заземлителя

Rрасч = 55,2 * 11,5 / (11,5 * 13 * 0,07 + 55,2 * 0,5 ) = 6,2 (Ом)

з_ип - коэффициент использования горизонтального заземлителя = 0,5

Действительное число стержней

Nд = 55,2 * 0,5 / 0,7 (1 / 6,2 * 0,5 - 1 / 11,5) = 7 шт

Общее сопротивление подстанции

Rз.устТП = 55,2 * 11,5 / 55,2 + 11,2 = 9,2( Ом)

Сопротивление устройства заземления с учетом повторных заземлителей

Rз.уст =10 * 9,2 / 10 + 9,2 = 4,1 (Ом )

Где = сопротивление повторных заземлителей линии

Сопротивление заземления трансформаторной подстанции составляет 4,1(Ом ) что находится в пределах допустимого значения

3. Экономическая часть

3.1 Технико - экономические показатели

Экономическая часть курсового проекта включает в себя расчет затрат на устройство и строительство спроектированных объектов схемы электроснабжения населенного пункта. Затраты складываются из суммы капитальных вложений и отчислений на издержки.

3.2 Определение капитальных вложений

Капитальные вложения в электрическую сеть

Кв = Ктп + Квл 0,38 (т.р.),

где Ктп - капитальные вложения трансформаторной подстанции.

Квл 0,38 - капитальные вложения воздушных линий.

Lсип16 = 0,1 (км)

Lсип25 =0,03 (км)

Lсип35 = 0,04 + 0,09 + 0,16 + 0,02 = 0,24 (км)

Lсип50 = 0,13 + 0,02 + 0,12 + 0,03 + 0,17 = 0,47 (км)

Lсип70 = 0,11 (км)

Lсип95 = 0,08 + 0,04 = 0,12 (км)

Lсип105 = 0,15 + 0,13 = 0,28 (км)

16 = Lсип16 х 3050= 0,1 х 3050 = 305 000 руб.

K25 = Lсип25 х 3150= 0,0,3 х 3150 = 94 500 руб.

K35 = Lсип35 х 3300= 0,31, х 3300 = 1 023 000 руб.

K50 = Lсип50 х 3550= 0,47 х 3550 = 1 668 000 руб.

K70 = Lсип70 х 3900= 0,11 х 3900 = 429 000 руб.

K95 = Lсип95 х 4300= 0,12 х 4300 = 516 000 руб.

K105 = Lсип105 х 4860= 0,28 х 4860 = 1 360 800 руб.

Kв = 305 000 + 94 500 + 1 023 000 + 1 668 000 + 429 000 + 516 000 + +1 360 800= 5 396 300 руб.

Отчисления от капитальных вложений.

О = Кв · Е норм.,

О = Кв · Е норм. = 5 396 300 • 0,12 = 647 556 руб.

гдеЕнорм = 0,12 - нормативный коэффициент

Издержки на амортизацию И эксп. = Кв · а

ИА = Кв • а = 5 396 300 • 0,063 = 339 966 руб.

где а = 0,063 - коэффициент амортизации.

Издержки на обслуживание.

И эксп. = Кв · Э

И экс. = 5 396 300 • 0,07= 377 741 руб.

где Э = 0,07 - коэффициент эксплуатации.

Издержки от потери электроэнергии

= 3,26 •24531,1= 79 971 руб.

• 0,7= 24 531,1 (кВт)

где С - стоимость одного кВт. час С = 3,26руб./кВт

АW - количество потерянной энергии

С = 0,00326тыс.руб./кВт

Т - время потерь. Т = 2000 час

Издержки на ущерб от недостатка электроэнергии

Иу = Уо · АWнедост.

Иу = Уо · ДWнедост. = 3,26 • 350,4 = 1142 руб

Д Wнедост. = (Sт.п.• Т /0,9) х (10/8760) =(157,7• 2000/0,9) х (10/8760) = 350,4 (кВт)

Затраты на передачу и распределение электроэнергии

З = О + У И_i = 647 556 + 789 = 1 445 тыс. руб.



Выводы

Курсовой проект на тему: «Электроснабжение сельского населенного пункта» состоит из пояснительной записки и графической части. Содержание пояснительной записки состоит из:

Общая часть

Расчетная часть

Экономическая часть

Общая часть проекта содержит обоснование допустимой потери напряжения в линиях электропередачи. Величина допустимой потери напряжения не должна превышать 9%, а допустимое отклонение напряжения ± 7,5%.

В проекте на основании расчетов отклонение напряжения при 100% нагрузке составило -5,5 - и при 25% нагрузке - +0.15

Расчетная часть содержит расчеты электрических нагрузок по дневному и вечернему максимуму потреблению электрической энергии. На основании расчетов определяем координаты места установки трансформаторной подстанции и выбор ее мощности.

В схеме электроснабжения принимается КТП 250 кВА.

Электрический расчет воздушных линий заключается в определении сечения проводов в расчете потерь напряжения на участках.

Выбор электрических аппаратов производится на основе расчета токов короткого замыкания трансформаторной подстанции и воздушной линии.

Автоматические выключатели защиты выбраны по номинальным токам расцепителей и током срабатывания электромагнитных расцепителей.

Расчет заземляющих устройств произведен с целью определения конструкции заземляющего устройства выполненной из 14 стержней и горизонтальной полосы. Сопротивление заземляющего устройства составило 4,1 Ом.

Экономическая часть проекта содержит расчет капитальных вложений по сооружению проектируемой электрической сети

Капитальные вложения составили 5 396 300 руб

Приведенные годовые экономические затраты составили.

Работу выполнил: Подгорнов Данил.

Размещено на Allbest.ru

...