Планировка электроснабжения населенного пункта Вилковичи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время фактически все объекты сельскохозяйственного производства имеют централизованное электроснабжение. Изменившиеся экономические условия, развитие научно технического прогресса, уменьшение численности работников, занятых в сельскохозяйственном производстве, требуют, с одной стороны, повышения электровооруженности труда, создания полностью механизированных и автоматизированных объектов, а с другой - использования электроэнергии, уменьшение доли энергозатрат на производство единицы продукции.

Все это ведет к развитию новой инфраструктуры сельскохозяйственного электроснабжения, основными направлениями которой являются: развитие сельских электрических сетей напряжением 110 кВ с разукрупняющимися подстанциями и подстанциями глубокого ввода; резервирование электрических сетей всех напряжений; реконструкция устаревших сетей с внедрением автоматического секционирования; комплексная автоматизация электрических сетей с внедрением устройств автоматического включения резерва, автоматического переключения на резервное питание; реконструкция и строительство закрытых двухтрансформаторных подстанций 10/0,4 кВ с использованием нового оборудования и материалов; обустройство дополнительных электростанций с использованием традиционных и нетрадиционных источников энергии. Важную роль в развитии инфраструктуры сельскохозяйственного электроснабжения занимает реорганизация деятельности электрических служб хозяйств и в целом производителей сельскохозяйственной продукции. Сбалансированность их интересов позволит ориентировать всех на экономию топливно-энергетических ресурсов, рациональное использование электроэнергии.

В данном курсовом проекте проведим планировку электроснабжения населенного пункта Вилковичи. Для данного населенного пункта проводим расчет дневной и вечерних нагрузок потребителей, расчет коэффициентов мощности, полных, активных, эквивалентных мощностей, что позволяет для данного населенного пункта выбрать трансформаторную подстанцию и сечение проводов отходящих линий.

Также курсовом проекте определяем потери напряжения, а также с помощью расчетов токов производим расчет защитной аппаратуры и заземляющего контура.

электроснабжение нагрузка мощность трансформаторный



1. Характеристика зоны электроснабжения

Населённый пункт Вилковичи имеет улицу шириной 10 м с асфальтобетонным покрытием. В населённом пункте расположено 47 одноквартирных и восемь двух квартирных домов.

На территории населенного пункта также находится шесть коммунально-бытовых потребителей: начальная школа на 40 учащихся; административное здание(контора колхоза, совхоза) на 15-25 рабочих мест; дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест; фельдшерно-акушерский пункт; столовая с электронагревательным оборудованием и эелектроплитой на 50 мест; прачечная производительностью 1т белья в смену. Населённый пункт по надёжности электроснабжения относится ко второй категории в связи с тем, что имеются коммунально-бытовые потребители. Климатический район по гололеду - второй, грунт средней влажности.

Данный населенный пункт имеет одну понижающую трансформаторную подстанцию, напряжением равным 10/0,4 кВ.

Исходные данные по коммунально-бытовым потребителям заносим в таблицу 1.

Таблица 1 Исходные данные коммунально-бытовых потребителей

Наименование объекта	№ шифра	Дневной максимум	Вечерний максимум
		, кВт	, кВАр	, кВт	, кВАр
1.Начальная школа на 40 учащихся	500	5	-	2	-
2 Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	518	15	10	8	-
3 Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	527	5	3	14	8
4 Фельдшерно-акушерский пункт	536	4	-	4	-
5 Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	545	50	20	20	10
6 Прачечная производительностью 1т белья в смену	565	25	15	25	15

План населенного пункта приводим на листе 1 графической части.

Удельное сопротивление грунта составляет 130 Ом·м. Ток замыкания на землю равен 3 А.

Номинальное напряжения питающей линии 10 кВ. Отклонение напряжения на шинах питающей подстанции ?U¹⁰⁰=+5%, ?U²⁵=-1%.

2. Расчёт электрических нагрузок

Электрические нагрузки в сетях напряжением 380/220 В складываются из нагрузок жилых домов, общественных и коммунальных учреждений, а также нагрузки уличного освещения. Группируем все потребители населённого пункта по соизмеримой мощности с учётом их подключения и присваиваем номера отдельным потребителям и группам потребителей, чтобы нагрузки по величине не отличались более чем в 4 раза.

Определяем расчётные нагрузки для дневного и вечернего максимумов для групп из жилых домов по формулам

, (1)

,

где - коэффициент одновремённости, таблица 1.13 [1];

- расчётная нагрузка на вводе в жилой дом, ;

n - количество жилых домов в группе, шт;

, - коэффициент дневного и вечернего максимума нагрузок, k_д=0,3-0,4, k_в=1 для жилых домов без электроплит [1] с. 39.

Для группы из 6 домов

= 3,15 кВт;

= 10,5 кВт.

Для группы из 4 домов

= 2,44 кВт;

= 8,12 кВт.

Для группы из 3 домов

= 6,72кВт.

= 5,25 кВт.

Для группы из 2 домов (двухквартирных)

= 4,06 кВт.

Таблица 2 Результаты расчета нагрузок и определение координат нагрузок и их групп

Наименование потребителя	Расчетная мощность, кВт	Надбавка, кВт	Координа-ты нагрузок, м	Коэффициент мощности	Pр·x, кВт?м	Pр·y, кВт·м
	Pд	Pв	?Pд	?Pв	x	y	соsцд	соsцв
Начальная школа на 40 учащихся	5	2	3,0	1,2	185	225	1	1	925	1125
Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	15	8	9,2	4,8	145	275	0,83	1	2175	4125
Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	5	14	3,0	8,5	145	245	0,86	0,87	2030	3430
Фельдшерно-акушерский пункт	4	4	2,4	2,4	185	275	1	1	740	1100
Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	50	20	34	12,5	185	250	0,93	0,89	9250	12500
Прачечная производительностью 1т белья в смену	25	25	15,7	15,7	145	300	0,86	0,86	3625	7500
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	182	433	0,9	0,93	1477,84	3515,96
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	268	342	0,9	0,93	2814	3591
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	262	305	0,9	0,93	2751	3202,5
группа из трёх домов	2,02	6,72	1,21	3,99	182	323	0,9	0,93	1223,04	2170,56
группа из двух домов	1,58	5,25	0,95	3,1	182	187	0,9	0,93	955,5	981,75
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	182	133	0,9	0,93	738,92	539,98
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	237	55	0,9	0,93	2488,5	577,5
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	209	27	0,9	0,93	1697,08	219,24
группа из двух домов	1,58	5,25	0,95	3,1	148	82	0,9	0,93	777	430,5
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	148	143	0,9	0,93	600,88	580,58
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	148	203	0,9	0,93	600,88	824,18
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	90	328	0,9	0,93	945	3444
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	58	364	0,9	0,93	470,96	2955,68
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	137	366	0,9	0,93	556,22	1485,96
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	148	433	0,9	0,93	1201,76	3515,96
Итого:	136,42	180,94	86,33	110,17	-	-	-	-	38043,6	57815,4



Определяем расчетную мощность наружного освещения населенного пункта по формуле

, (2)

где - общая протяженность улиц населенного пункта, , м;

- удельная мощность уличного освещения на 1 м улицы, зависящая от ширины улицы и вида покрытия, Вт/м.

Вид покрытия асфальтный, поэтому =6 Вт/м.

=895·6= 5370Вт = 5.4кВт.

Определяем суммарную активную нагрузку для дневного и вечернего максимума с учетом коммунально-бытовых потребителей, жилых домов, наружного освещения по формулам

где - наибольшая дневная нагрузка, кВт;

- дневная надбавка каждого потребителя, кВт;

- наибольшая вечерняя нагрузка, кВт;

- вечерняя надбавка каждого потребителя, кВт;

- нагрузка уличного освещения, кВт.

Pд=50+3+9,2+9+2,4+15,7+1,4+1,88+1,88+1,21+0,95+0,7+1,88+1,4+0,95+0,7+0,7+1,88+1,4+0,7+1,4=102,33 кВт;

Pв=25+1,2+4,8+8,5+2,4+12,5+4,87+6,4+6,4+3,99+3,1+2,45+6,4+4,87+3,1+2,45+ +2,45+6,4+4,87+2,45+4,87+5,4=124,87 кВт.

Определяем коэффициент мощности коммунально-бытовых потребителей по формулам

cos,

cos.

1) Начальная школа на 40 учащихся

cos= = = 1.

2) Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест

==1.

3) Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест

== 0,86; == 0,83.

4) Фельдшерно-акушерный пункт

= = 1; = = 1.

5) Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест

== 0,93; == 0,89.

6) Прачечная производительностью 1т белья в смену

= = 0,86; = = 0,86.

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 Результаты расчетов коэффициентов мощности

Наименование потребителя	cos	cos
Начальная школа на 40 учащихся	1	1
Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	0,83	1
Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	0,86	0,87
Фельдшерно-акушерный пункт	1	1
Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	0,93	0,89
Прачечная производительностью 1т белья в смену	0,86	0,86

Коэффициент мощности для жилых домов принимаем равным coscos

Определяем средневзвешенный коэффициент мощности по формулам

,

Определяем суммарное значение полной максимальной расчётной мощности населённого пункта для дневного и вечернего максимумов



S_д =

S_в = =130,1 кВА.

Дальнейший расчет ведем по вечерней нагрузке, так как она больше дневной.

3 Определение допустимых потерь напряжения в электрических сетях

Исходные данные для расчета являются допустимые нормы отклонения напряжения, которое для с.х потребителей применяют равным.

Составляем схему электроснабжения потребителей населённого пункта

Рисунок 1 Схема электроснабжения потребителей населённого пункта

Таблица 4 Отклонение напряжения потребителей населенного пункта

Элемент электрической сети	Режимы нагрузок
	100%	25%
1. Шины напряжения 10 кВ подстанции 35/10 кВ	+5	-1
2.Линия напряжением 10 кВ	-7	-1,75
3.Трансформатор напряжением 10/0,4 кВ 3.1Постоянная надбавка 3.2Переменная надбавка 3.3.Потери напряжения	+5 +2,5 -4	+5 +2,5 -1
4. Линия напряжением 0,38 кВ	-6,5	0
5.Отклонение напряжений у потребителей	-5	+4



Принимаем переменную надбавку на трансформатор равную «2,5%», тогда допустимые потери напряжения составят

V_пит+У(V_пост +V_пер)+УДU_{лин +} УДU_тр - V_потр = 0, (4)

где V_пит - отклонение напряжения на шинах питающей подстанции,%;

V_пост - постоянная надбавка трансформатора, %;

V_пер - переменная надбавка трансформатора, %;

УДU_лин - сумма потерь напряжения в линиях 10 и 0,4 кВ, %;

УДU_тр - сумма потерь напряжения в трансформаторах, %;

V_потр - отклонение напряжения у потребителя, %.

Вносим в графу “передаваемая мощность 100%” все известные параметры и задаемся значением переменной надбавки .

Из уравнения баланса выражаем суммарные потери в линиях 0,38 и 10 кВ

%.

Распределяем поровну потери на линию 10 кВ и 0,38кВ, получаем

,

Тогда уравнение баланса будет иметь вид

V_пит V_пост V_пер УДU_лин УДU_тр V_потр=

Условие выполняется.

Вносим в графу “передаваемая мощность 25%” известные параметры, находим отклонение напряжения у ближайшего потребителя

Это значение наиболее оптимально для нашего трансформатора.

4. Выбор типа, числа и места установки трансформаторной подстанции

Определяем приблизительное число ТП для населенного пункта по формуле

где - максимальная расчётная мощность населённого пункта, кВ;

- допустимая потеря напряжения сети 380/220 В;

L - длинна населённого пункта, км.

Принимаем к установке одну трансформаторную подстанцию.

Определяем координаты установки трансформаторной подстанции

=

=



- расчетная мощность, кВт

-координаты центры нагрузок потребителей или отдельных групп, м.

=

Данные выписываем из таблицы 2, корректируем место установки трансформаторной подстанции с учетом планировки населенного пункта, возможности подхода линии высокого напряжения 10 кВ и выхода линий низкого напряжения 0,38 кВ. Выбранное место должно быть свободно от застроек и потом окончательно определяем координаты и место установки трансформаторной подстанции.

5. Выбор числа и мощности трансформаторов

Для питания нагрузок населенного пункта принимаем двухтрансформаторную подстанцию, так как потребитель относится ко 2 категории по надежности электроснабжения.

Для коммунально-бытовых потребителей при среднесуточной температуре воздуха +5 єС, с учетом экономических интервалов и допустимых систематических нагрузок при сооружении ТП принимаем мощность потребляемого трансформатора кВА.

Приводим технические данные силового трансформатора из таблицы приложения 6 [1] с.298 и приводим в таблице 5.



Таблица 5 Технические данные силового трансформатора

	Сочетание напряжений	Схема групп соедине-ния обмоток	Потери мощности	Напря-жение к.з, %	Сопротивление прямой последовательно-сти, МОм	Сопротив-ление при однофаз-ном замыкании
	Вн
160	10	0,4	Y/Yн	2,65	0,51	4,5	16,6	41,7	45	162

6. Составление расчетной схемы сети 0,38 кВ

Определив место установки трансформаторной подстанции находим число линий и трассы их прохождения. Для питания населенного пункта используем не более трех линий.

Трассы линий проводим по обеим сторонам дорог, не загромождая проезжей части и длинной не более 800м. Трассы линий не должны пересекаться.

Для каждой линии составляем расчетную схему, на которой указываем потребителей, их расчетные участки и отмечаем их длину, указывая мощность потребителя, номера линий и номера расчетных участков.

Рисунок 2 Расчетная схема 0,38 кВ



7. Электрический расчёт сети 0,38 кВ

Расчетную активную мощность на каждом участке линий определяем, суммируя мощности всех расположенных на нем потребителей.

Определяем активные нагрузки на участках линий по формулам

(7)

(8)

Где - коэффициент одновремённости [1] с39;

- активная нагрузка потребителей соответствующего участка, кВт;

- активная нагрузка наибольшего по мощности потребителя, кВт;

- большая из нагрузок, кВт;

- надбавка от нагрузки наименьшего по мощности потребителя , кВт,[1] таблица 1.15 с.40

Расчет ведем для самой протяженной и загруженной линии ВЛ1

;

;

;

;

;

Определяем коэффициент мощности для каждого участка ВЛ1 по формуле

;

Определяем значение полной мощности на участках линии ВЛ1 по формуле

Определяем значение эквивалентной мощности на участках линии ВЛ1 по формуле

, (9)

где - коэффициент динамики роста нагрузок, = 0,7.

Выбор проводов осуществляется методом экономических интервалов эквивалентной мощности [1] c.115.

Для ВЛ1 трансформаторной подстанции выбираем марку провода САСПсш - 3х25+1х25+1х25, САСПсш - 3х35+1х25+1х35, САСПсш - 3х50+1х25+1х50.

Аналогично определяем для остальных линий ТП и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Определяем потери напряжения на участках сети и сравниваем их с допустимой потерей напряжения - таблица 3 для коммунально-бытовых потребителей.

Определяем потери напряжения на участках сети по формуле

, (10)

где

полная мощность на участке линии, кВА;

длина участка линии, м.

Для ВЛ1



Аналогично определяем для остальных линий ТП и результаты расчетов заносим в таблицу 6.

Таблица 6 Результаты расчета проводов линий напряжением 0,38/0,22кВ

Участок линии	Р, кВт		S, кВА	, кВА	Марка провода	L, м	Потери напряжения
ВЛ1
6-7	8,12	0,93	8,73	6,11	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	73	0,84	0,535
6-8	8,12	0,93	8,73	6,11	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	53	0,84	0,389
6-9	10,5	0,93	11,29	7,9	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	109	0,84	1,034
4-6	17,11	0,93	18,4	12,88	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	20	0,84	0,309
4-5	10,5	0,93	11,29	7,9	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	110	0,84	1,043
3-4	20,71	0,93	22,27	15,59	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	36	0,84	0,673
2-3	24,7	0,93	26,56	18,6	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	44	0,84	0,982
1-2	27,1	0,94	28,83	20,18	САСПсш-3х35+1-25+1 х35	20	0,64	0,369
0-1	39,6	0,92	43,04	30,13	САСПсш-3х50+1-25+1 х50	35	0,463	0,697
ВЛ2
18-19	8,12	0,93	8,73	6,11	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	80	0,84	0,587
17-18	9,14	0,93	9,83	6,88	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	57	0,84	0,471
17-20	10,5	0,93	11,29	7,9	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	65	0,84	0,616
16-17	14,73	0,93	15,84	11,1	САСПсш-3х35+1-25+1 х35	35	0,639	0,354
15-16	33,9	0,89	38,1	26,67	САСПсш-3х50+1-25+1 х50	25	0,465	0,443
14-15	38,7	0,91	42,53	29,77	САСПсш-3х50+1-25+1 х50	30	0,464	0,593
10-14	47,2	0,90	52,4	36,68	САСПсш-3х50+1-25+1 х50	5	0,465	0,122
12-13	5,25	0,93	5,64	3,95	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	61	0,84	0,889
11-12	6,98	0,93	7,4	5,18	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	60	0,84	0,373
10-11	8,28	0,93	8,9	6,23	САСПсш-3х35+1-25+1 х35	38	0,639	0,216
0-10	52,4	0,90	58,2	40,74	САСПсш-3х50+1-25+1 х50	25	0,465	0,677
ВЛ3
24-26	8,12	0,93	8,73	6,11	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	75	0,84	0,550
24-25	10,5	0,93	11,29	7,9	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	63	0,84	0,597
23-24	13,97	0,93	15,02	10,51	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	53	0,84	0,669
22-23	16,42	0,93	17,66	12,36	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	55	0,84	0,816
21-22	19,52	0,93	20,99	14,69	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	33	0,84	0,582
0-21	20,72	0,94	22,04	15,43	САСПсш-3х25+1-25+1 х25	25	0,841	0,463



Определяем суммарные потери в конце линий

ВЛ1

;

.

ВЛ2

,

,

.

ВЛ3

,

.

.

Считаем, что нагрузка наружного освещения равномерно распределена на линии, поэтому суммарная мощность условно падает к ее середине. Выбираем минимально допустимую по механической прочности площадь сечения провода для 2-го климатического района по гололеду и проверяем провод по условию допустимых потерь напряжения. Для линии уличного освещения выбираем провод сечением 25мм². Для освещения улиц принимаем светильник типа ЖКУ с лампой ДНаТ - 150.

Определяем количество светильников уличного освещения по формуле

(11)

где - мощность лампы, Вт.

.

Согласно норм по энергосбережению к установке принимаем 36 светильников.

8. Конструктивное устройство сети и подстанции

При проектировании ВЛ Должны быть учтены следующие основные требования:

Минимизация затрат при сооружении и эксплуатации

Механическая прочность всех элементов линий

Удобство эксплуатации

Надежность электроснабжения

Надежность и качество электроэнергии , передаваемая потребителям

Безопасность для людей и животных

Воздушная линия выполнена самонесущими изолированными проводами с глухо заземленной нейтралью.

Для устройства ВЛ применяем железобетонные опоры. В случае необходимости опоры могут выполняться с откосами или стальными оттяжками , площадью поперечного сечения не менее 25 .

Трассу ВЛ 380\220 В нужно прокладывать по одной стороне улицы . Длина вводного пролета не превышает 25м . При невозможности обеспечить указанные условия , необходимо установить дополнительные опоры или стойки из труб , опоры зданий . Расстояние между опорами принимаем 30 - 40 м .Оттяжки должны быть присоединены к заземляющему нулевому проводу. Для крепления проводов САСПсш 3х35 +1х25 +3х 35 , САСПсш 3х50 +1х25 +1х50 принимаем стальные крюки типа УН-2.

В сетях с заземленной нейтралью крюки ВЛИ , устанавливаемые на ж\б опорах , а также металлические конструкции и арматура всех железобетонных элементов этих опор должны быть присоединены заземляющим проводником к нулевой жиле СИП ВЛИ для повторного заземления нулевой жилы. Основой всех опор является стойка типа СНВС-1,1 .

На анкерных опорах для соединения токоведущих жил и фонарного провода применяются зажим типа ЗЛО- 01 , соединение нулевой жилы , так же зажимом типа ЗЛО- 01, соединение нулевой жилы в пролете - зажимом СОАС-70.

В данном населенном пункте одна трансформаторная подстанция по конструктивному исполнению - КТП (шкафного типа).

КТП состоит из 3-х основных частей:

Шкафа трансформатора (с трансформатором и с высоковольтными предохранителями)

Шкафа ввода вышего напряжения (ВН)

Шкафа распределительного устройства низкого напряжения (РУНН)

На шкафу предохранителей 10 кВ установлены проходные изоляторы и комплекс вентильных разрядников, а также штыри для крепления приемных изоляторов 10 кВ . Ниже на шкафу закреплены кронштейны для крепления изоляторов 0.38 кВ. В шкафу РУНН расположены коммутационные аппараты на напряжение 0.38 кВ, аппаратура защиты , автоматики и учета. Шкафы высокой и низкой стороны КТП закрываются дверями с самозапирающимися замками.

На дверях шкафа высоковольтных предохранителей установлен блок- замок , сблокированный с приводом заземляющих ножей разъединителя. Разъединитель устанавливается на концевой опоре вблизи КТП.

В КТП имеются предупреждающие блокировки:

- отключения разъединителя при включенной нагрузке со стороны 0.38 кВ ( при включенном рубильнике).

- включения главных ножей разъединителя при включенных заземляющих ножах и включения заземляющих ножей при включенных главных ножах разъединителя.

- открывание дверей шкафа высоковольтных предохранителей при отключенных заземляющих ножах разъединителя и отключения заземляющих ножей разъединителя при открытой двери шкафа высоковольтных предохранителей.

- отключения рубильника под нагрузкой .

В КТП предусмотрен ряд защит:

- защита оборудования от атмосферных перенапряжений осуществляется разрядниками FV1-FV3 и FV4- FV6 соответственно на стороне 10 и 0.38 кВ.

- защита силового трансформатора от многофазных КЗ обеспечивается предохранителями F1 -F3.

- защита от многофазовых КЗ и перегрузки отходящие линии защищаются автоматическими выключателями QF1- QF3 .

-защита силового трансформатора от перегрузки осуществляется с помощью теплового реле КК, питающегося от вторичных обмоток трансформаторов тока ТА4 - ТА5.

- защита линий уличного освещения, цепей внутреннего освещения подстанций , цепей обогрева счетчика осуществляется предохранителями F4-F6.Включение и отключение уличного освещения может проводиться вручную или автоматически , используя блок управления фотореле.

9. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания в низковольтных электрических сетях выполняют в именованных единицах. Расчет сводится к определению максимального тока короткого замыкания на шинах 0,4 кВ трансформатора, которым является трехфазным, и минимального тока в наиболее электрически удаленной точке линии, которым является однофазный. По трехфазному току короткого замыкания проверяют устойчивость аппаратуры подстанции, по однофазному -настраивают работу защиты и проверяют эффективность системы зануления.

При расчете токов короткого замыкания в сетях напряжением 380/220 В учитывают:

· Активные и реактивные сопротивления элементов схемы.

· Сопротивления соединенных шин и кабелей длиной 10-15 м и более.

· Сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока (многовитковых), катушек максимальных расцепителей автоматов, контактов рубильников и т.д.

Производим расчёт токов короткого замыкания для ТП



САСПсш-3х50+1х25+1х50

САСПсш-3х35+1х25+1х35

САСПсш-3х25+1х25+1х25 K2

L50=35м L35= 20м L25=203м

Sc=? Sтр=160 кВ?А

Xc= 0 Uк=4,5 % К1

Производим расчёт токов короткого замыкания для самой загруженной и самой протяжённой линии (ВЛ1)

Рисунок 3 Схема замещения

По таблицам приложений 3и 5 [1] находим удельное сопротивление ВЛ1 проводов марки САСПсш-3х50+1х 25+1х50, САСПсш-3х35+1х 25+1х35, САСПсш-3х25+1х 25+1х25

; ; ;

; ; ;

Тогда

Находим результирующие сопротивления

²= 0,052Ом.

Определяем токи короткого замыкания

Трехфазный ток в точке

где - напряжение сети, кВ.

Двухфазный ток в точке

Трехфазный ток в точке :

Двухфазный ток в точке :

По таблице приложения 6 [1] определим , тогда определим

=1.48*0.035+2.12*0.02+2.96*0.203=0,71 Ом

Однофазный ток в точке

Нулевые и фазные провода выполнены следующей маркой САСПсш-3х35+1х 25+1х35.

10. Выбор защиты отходящих линий и проверка её на срабатывание

Линии электропередачи, отходящие от подстанции напряжением 10/0,4кВ, должны иметь защиту от токов короткого замыкания. Эта защита должна обеспечить отключение повреждённого участка при коротком замыкании в конце защищаемой линии.

Как отмечалось ранее, сети, проложенные открыто внутри помещений и выполненные проводами с горючей изоляцией, осветительные сети, сети во взрывоопасных помещениях и в которых по условиям работы может возникнуть длительная перегрузка, должны быть защищены и от перегрузки.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 0,38 кВ от коротких замыканий и перегрузок являются предохранители и автоматические выключатели.

Так как сети напряжением 0,38 кВ выполняются с глухозаземленной

нейтралью и в них возможны и однофазные короткие замыкания, то защиту от коротких замыканий необходимо выполнять в трёхфазном исполнении. Расцепитель автоматов и предохранители устанавливают в каждой фазе. Если автоматический выключатель имеет максимальный расцепитель в нулевом проводе, то он должен действовать на отключение всех трёх фаз. В этом случае допускается устанавливать два расцепителя для защиты от междуфазных коротких замыканий.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям

1. Напряжение сети

(13)

где номинальное напряжение автомата, В;

- напряжение сети, В.

где - мощность полной нагрузки на головном участке, кВА;

- номинальное напряжение сети, В (= 380 В).



Принимаем к установке автомат типа ВА 51-31 с

Данный автомат по напряжению подходит, так как он рассчитан на 380 В.

Условие выполняется 380 В = 380 В.

2. Номинальный ток теплового расцепителя

, (15)

где - коэффициент надёжности .

Принимаем .

3. Предельно допустимый ток отключения автомата

где - максимальный ток трехфазного короткого замыкания,кА. Для данного автомата

4. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (токовой отсечки)

(17)

где - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Для автоматического выключателя следует выбирать не менее 1,25.



Принимаем ток уставки

.

5. Коэффициент чувствительности электромагнитного расцепителя

где - ток двухфазного короткого замыкания в месте установки автомата, кА.

- ток уставки электромагнитного расцепителя, кА.

Принимаем

Условие выполняется.

6. Коэффициент чувствительности теплового расцепителя

где - ток однофазного короткого замыкания в наиболее удаленной точке защищаемого участка, А.

Условие выполняется. Так как чувствительность защиты при однофазном коротком замыкании обеспечивается.

Расчёт для остальных линий ведём аналогично.

К установке принимаем:

ВЛ2 - ВА 51-31 с

ВЛ3-ВА-51-29 с Iн=63 А .

11. Расчет заземляющих устройств и выбор средств молниезащиты

Для электроустановок с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В с сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяют нейтрали генераторов и трансформаторов должно быть не более 4 Ом, при напряжении 380/220 В.

Сопротивления должны быть обеспечены с учётом использования естественных заземлителей, а также повторных заземлений нулевого провода воздушных линий напряжением до 1000 В при числе отходящих линий не менее двух.

На линиях 0,38 кВ выполняется грозозащитное заземление и повторное заземления нулевого провода.

В условиях Беларуси грозозащитное заземление выполняется через 120 м: на опорах с ответвлениями к вводам в помещения, в которых может быть большое количество людей или представляющих большую хозяйственную ценность; на конечных опорах, имеющих ответвления к вводам; на расстоянии 50 м от конца линии (как правило, предпоследняя опора); на опорах в створе пересечения с линией более высокого напряжения. Сопротивление этих заземлений должно быть не более 30 Ом.

Повторное заземление нулевого провода устанавливается на концах воздушной линии, отпайках более 200 м и на вводах в здания, в которых находится электрооборудование, подлежащее занулению. Более частые заземления нулевого провода выполняют, если это требуется по условиям грозозащиты. Общее сопротивление заземляющих устройств всех повторных заземлений должно быть не более 10 Ом при напряжении 380/220 В.

Определяем расчетное сопротивление грунта для стержневых заземлений

, (20)

где - коэффициент сезонности;

- коэффициент состояния грунта;

- удельное сопротивление грунта, .

Определяем сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали

где L - длина вертикального заземлителя, L=5м ;

d - диаметр круглой стали или ширины полосы прямоугольного сечения, м;

h_ср - глубина заложения, вертикального заземлителя, м.

Сопротивление повторного заземления не должно превышать 30 Ом, при допускают принимать

.

Для повторного заземления принимают один стержень длинной 5 м и диаметром 12 мм, сопротивление которого 20 Ом.

Общее сопротивление всех одиннадцати заземлителей равно

где - сопротивление одного повторного заземления, Ом;

- количество повторных заземлений, шт.

Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторного заземления

где - сопротивления заземления, Ом;

- эквивалентное сопротивление повторного заземления, Ом.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего к нему электрического оборудования напряжением до 1000 В не должно быть более 10 Ом и , если последнее меньше 10 Ом.

.

Принимаем для расчетов меньшее из этих значений .

Определяем теоретическое число стержней

Принимаем 4-е стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого. Длина полосы связи

При n=4 и a/l=5/5=1 з_в=0,69 и з_г =0,45.

Определяем сопротивление полосы связи

Тогда действительное число стержней

Принимаем для монтажа и проводим проверочный расчет.

Действительное сопротивление искусственного заземлителя



Так как условие не выполняется, увеличиваем количество стержней n=5 штук.

Действительное сопротивление искусственного заземлителя

Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода

.

Условие выполняется.



Заключение

В данном курсовом проекте произвели расчёт дневной и вечерней нагрузок для отдельных групп населённого пункта, в состав которых входят жилые дома и коммунально-бытовые потребители.

Дальнейший расчёт вели по вечернему максимуму наибольших нагрузок.

Для электроснабжения населённого пункта произвели выбор ТП 10/0,4 кВ, мощностью 160 кВ·А и способ установки.

Определили допустимые потери напряжения в электрических сетях. Трассы линий провели параллельно дороге. Для ТП составили расчётную схему сети 0,38 кВ.

Так же произвели расчёт активной, полной, эквивалентной мощности, средневзвешенного коэффициента мощности и произвели выбор сечения проводов, как для питания коммунально-бытовых потребителей, так и для питания производственных потребителей.

Для наружного освещения произвели выбор типа светильников их мощности и количество. К установке приняли светильник уличного освещения типа ЖКУ с лампой ДНаТ с P_л = 150 Вт, количество светильников 36 штук.

Для защиты трансформатора от перенапряжения устанавливается комплект вентильных разрядников.

Для защиты отходящих линий 380/ 220 В от междуфазных и однофазных коротких замыканий и температурных нагрузок линии осуществили выбор автоматических выключателей. К установке приняли для:

ВЛ1-ВА-51-31 с Iн=100 А;

ВЛ2 - ВА 51-31 с ;

ВЛ3-ВА-51-29 с Iн=63 А.

Выбрали повторное и грозозащитное заземление, произвели расчёт заземляющего устройства КТП 10/0,4 кВ, установили разрядники с высокой и низкой стороны.

В графической части курсового проекта изобразили план воздушной линии 0,38 кВ и расчётную схему, которая показывает основные части воздушных линий, их расположение.

Тематика курсового проектирования приближена к реальным условиям сельскохозяйственного производства, при этом в достаточной мере учтена специфика учебного проектирования.



Список используемой литературы

1 .И. Янукович Электроснабжение сельского хозяйства. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений по специальности «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства» / Г.И. Янукович - Минск: ИВЦ Минфина, 2010. - 440 с.

2 Янукович Г.И. Расчет электрических нагрузок в сетях сельскохозяйственного назначения / Г.И. Янукович - Москва: БГАТУ, 2003. - 109с

3 Основные положения программы социально-экономического развития Республики Беларусь на 2011 -- 2015 годы.

4 Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование/ И.Л. Каганов - Москва: Агропромиздат, 1990 - 351с.

5 Харкута К.С. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства / К.С. Харкута, С.В. Яницкий, Э.В. Ляш- Москва: Агропромиздат, 1992 - 223с.

6 Г.И. Янукович Расчет токов короткого замыкания и выбор электрических аппаратов: учебное методическое пособие / Минск: БГАТУ, 2007. - 216с.

7 Янукович Г.И. Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей / Г.И. Янукович, В.П. Счастный - Минск.: Дизайн ПРО, 2000. - 176с.

Размещено на Allbest.ru

...