Разработка проекта электроснабжения сельского населенного пункта
Выбор схем электроснабжения микрорайона, количества и типа трансформаторных подстанций. Расчет силовых и осветительных сетей, компенсации реактивной и потребной мощности потребителей. Вопрос замены воздушной линии на самонесущий изолированный провод.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.01.2016 |
| Размер файла | 833,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аннотация
Проект электроснабжения сельского населенного пункта Югорск-2 Ханты-Мансийского Автономного Округа. Проект представлен пояснительной запиской на 74 страницах, содержит 26 таблиц, 48 формул, 5 рисунков и графической частью на 7 плакатах.
В выпускной квалификационной работе произведен выбор схем электроснабжения микрорайона Югорск-2, выполнен анализ хозяйственной деятельности населенного пункта. Произведен расчет силовых и осветительных сетей, рассчитана потребная мощность потребителей находящихся на территории района, рассчитаны и выбраны количество и тип трансформаторных подстанций, сечения проводов и потери в них. Выполнен расчет компенсации реактивной мощности. Подробно рассмотрен вопрос замены воздушной линии на самонесущий изолированный провод.
Содержание
Введение
1. Исходные данные для проектирования
2. Определение места расположения трансформаторной подстанции 35/10 кВ. Выбор конфигурации сети 0,38 кВ. Определение координат центра электрических нагрузок
3. Определение электрических нагрузок сети 0,38 кВ
4. Определение числа и мощности трансформаторов на подстанции
5. Выбор типа подстанции
6. Определение места расположения распределительной трансформаторной подстанции. Конфигурация сети высокого напряжения
7. Расчёт сечения проводов сети высокого напряжения
8. Определение потерь напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе
9. Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе
10. Определение допустимой потери напряжения в сети 0,38 кВ
11. Определение сечения провода и фактических потерь напряжения, мощности и энергии в сетях 0,38 кВ
12. Определение конструктивных параметров высоковольтной и низковольтной линий
13. Расчёт токов короткого замыкания
13.1 Расчет токов короткого замыкания и высоковольтной сети
13.2 Расчет токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ
14. Выбор и проверка аппаратуры высокого напряжения ячеек питающих линий
15. Расчёт контура заземления подстанций
16. Выбор устройств от перенапряжений
17. Краткая характеристика основных типов СИП
17.1 Основные преимущества ВЛИ по сравнению с ВЛ, оснащенными неизолированными проводами
17.2 Технологические особенности ВЛИ
Заключение
Список используемой литературы
Введение
В настоящее время в России осуществляется экономическая реформа. В этих условиях энергетики вынуждены уделять больше внимания проблематике взаимоотношений общественной и экономической эффективности в энергетике, выбору оптимальных вариантов развития и функционирования энергетических систем. Насколько важна эта проблема ясно из того, что наше общество ежегодно расходует от одной трети до половины капиталовложений в промышленность только на развитие энергетического хозяйства.
Вместе с тем быстрый рост электрификации сельскохозяйственного производства, последовавший за ним некоторым спадом, создание агропромышленных комплексов, требует дальнейшего развития электрических сетей в сельской местности. Одновременно повышаются и требования к их пропускной способности, надёжности электроснабжения и качеству полученной электрической энергии.
В этой связи возникает целый ряд задач связанных с электроснабжением потребителей в сельской местности. Решение этих задач базируется на правильном и рациональном проектировании электрических сетей районного значения.
Таким образом, можно констатировать, что остаётся актуальной задача проектирования систем электроснабжения небольших районов и потребителей на селе.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка проекта электроснабжения сельского населенного пункта Югорск-2 Ханты-Мансийского Автономного округа.
Для достижения заданных целей необходимо выполнить следующие задачи:
- провести анализ исходных данных для проектирования проекта;
- определить места расположения трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ, выбрать конфигурацию сети 0,38 кВ, определить центры энергетических нагрузок;
- определить число и мощности трансформаторов на подстанции, выбрать типы подстанций;
- определить места расположения распределительной трансформаторной подстанции, определить конфигурации сети высокого напряжения;
- рассчитать сечения проводов сети высокого напряжения;
- определить потере напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе, определить потери мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе;
- определить допустимые потери напряжения в сети 0,38 кВ;
- определить сечения провода и фактических потерь напряжения, мощности и энергии в сетях 0,38 кВ;
- определить конструктивные параметры высоковольтной и низковольтной сети;
- провести расчет токов короткого замыкания;
- выбрать и проверить аппаратуру высокого напряжения ячеек питающих линий;
- рассчитать контура заземления подстанции и выбрать устройства перенапряжений;
- провести анализ характеристик основных типов СИП.
1. Исходные данные для проектирования
Югорск-2 находится на территории Ханты-Мансийского Автономного округа. Микрорайон расположен в степном районе. Связь с районным центром осуществляется по автомобильной дороге с асфальтобетонным покрытием.
Рельеф территории района равнинный, спокойный. Основными грунтами, слагающими площадки под строительство, являются легкие суглинки и тяжелые супеси, которые с глубины 5-6 метров подстилаются тонкозернистыми песками.
Сейсмичность населенного пункта - 6 баллов.
Климат - сухой, континентальный. Лето жаркое, сухое. Зима холодная с частыми ветрами. Господствующие ветры - восточные. Температурный режим: абсолютный минимум: -37 С?; абсолютный максимум: +43 С. Среднегодовое количество осадков 330 мм. Толщина снегового покрова не превышает 15-20 см. Максимальная глубина промерзания грунта - 0,6 м. Атмосфера воздуха III, по ветровым условиям и гололеду относится к IV группе.
Территория района в существующих границах населенного пункта составляет 1357,107 га. В границы населенного пункта входят застроенные территории, пастбища, объекты производственного назначения, объекты сельскохозяйственного назначения в составе:
? хозяйственных дворов;
? газового участка, РЭС, АЗС, гаража;
- птичника и зернотока.
В южной части района проходит оросительная система канала, через систему оросительных каналов самотеком снабжающая территорию района поливной водой.
Застроенные территории района имеют линейную планировочную структуру со сложившимся функциональным использованием земель.
Существующая жилая застройка района представлена одноэтажными жилыми домами с приусадебными участками. Количество домовладений (дворов) - 713.
Общая площадь жилого фонда составляет 42 800 м2, в том числе:
? муниципальный фонд - 800 м2;
? индивидуальный фонд - 42 000 м2 (в т.ч. ветхий - 5 000 м2).
В капитальных зданиях, построенных по проектам, размещаются следующие учреждения культурно-бытового обслуживания:
? общеобразовательная средняя школа на 460 учащихся (типовое 1983 г.), ул. Советская;
? детский сад на 125 мест (типовое 1987 г.);
? амбулатория на 70 чел. одновременного посещения, ул. Горького 1;
? аптека (приспособленное);
? дом культуры на 540 мест (типовое 1979 г.), ул. Советская 63б;
? столовая на 50 мест, ул. Горького 3;
? административное здание 125 м2, ул. Новая;
? магазины, общая площадь 900 м2;
- участковая ветеринарная лечебница.
Часть учреждений культурно-бытового обслуживания, имеющие большой процент износа, нуждаются в реконструкции.
Электрические сети. На территории района находится 1 комплектная трансформаторная подстанция 35/10 кВ и 4 комплектные трансформаторные подстанции 10/0,38 кВ. Протяженность линий электропередач напряжением 10 кВ - 3,74 км, напряжением 0,4 кВ - 25,0 км.
Главными улицами населенного пункта являются улица Советская и перпендикулярно ей проходящая улица Садовая.
Ширина проезжей части главной улицы и улицы в жилой застройке составляет 7-9 метров, для внутриквартальных проездов 4-6 м. Ширина тротуаров 1,5 м.
Таблица 1 - Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунально-бытовых потребителей Югорск-2
|
№ п.п. |
Наименование |
Дневной максимум |
Вечерний максимум |
|||||
|
Рд, кВт |
Qд, квар |
Sд, кВА |
Рв, кВт |
Qв, квар |
Sв, кВА |
|||
|
1 |
Жилой дом с электроплитой и электроводо-нагревателем |
2,1 |
1,2 |
2,418 |
5 |
2,32 |
5,512 |
|
|
2 |
Насосные станции для оросительных систем |
55 |
50 |
74,33 |
55 |
50 |
74,33 |
|
|
3 |
Мечеть |
0,5 |
0 |
0,5 |
2 |
0 |
2 |
|
|
4 |
Продовольственный на 6-10 мест |
10 |
5 |
11,18 |
10 |
5 |
11,18 |
|
|
5 |
Магазин на 4 рабочих места, промтоварный |
6 |
0 |
6 |
6 |
0 |
6 |
|
|
6 |
Гараж с профилакторием на 60 автомашин |
45 |
40 |
60,207 |
20 |
16 |
25,612 |
|
|
7 |
Административное здание (контора колхоза-совхоза) на 70 рабочих мест |
35 |
25 |
43,011 |
15 |
0 |
15 |
|
|
8 |
Столовая с электронагревательным оборудованием на 50 мест |
35 |
15 |
38,078 |
15 |
5 |
15,811 |
|
|
9 |
Магазин на 2 рабочих места, смешанный ассортимент |
2 |
0 |
2 |
4 |
0 |
4 |
|
|
10 |
Дом культуры со зрительным залом на 400-600 мест |
10 |
6 |
11,661 |
50 |
30 |
58,309 |
|
|
11 |
Участковая ветеринарная лечебница |
20 |
10 |
22,36 |
10 |
4 |
10,77 |
|
|
12 |
Котельная с 4 котлами "Универсал-6" для отопления и горячего водоснабжения |
28 |
20 |
34,409 |
28 |
20 |
34,409 |
|
|
13 |
Общеобразовательная школа с мастерской на 320 учащихся с электроплитой на 460 учащихся |
25 |
12 |
27,73 |
50 |
25 |
55,901 |
|
|
14 |
Детские ясли-сад с электроплитой на 140 мест |
30 |
9 |
31,32 |
20 |
6 |
20,88 |
|
|
15 |
РЭС |
35 |
25 |
43,011 |
15 |
0 |
15 |
|
|
16 |
Зерноток |
75,2 |
56,4 |
94 |
40 |
30 |
50 |
|
|
17 |
АЗС |
30 |
0 |
30 |
45 |
0 |
45 |
|
|
18 |
Амбулатория |
10 |
0 |
10 |
10 |
0 |
10 |
|
|
19 |
Стадион |
1 |
0 |
1 |
3 |
0 |
3 |
|
|
20 |
Газовый участок |
32 |
24 |
40 |
32 |
24 |
40 |
|
|
21 |
Птичник на 6-9 тыс. цыплят |
25 |
10 |
26,925 |
25 |
7 |
25,961 |
электроснабжение трансформаторный подстанция мощность
2. Определение места расположения трансформаторной подстанции 35/10 кВ. Выбор конфигурации сети 0,38 кВ. Определение координат центра электрических нагрузок
Потребительские трансформаторные подстанции следует располагать в центре электрических нагрузок. Если нет возможности установить трансформаторную подстанцию в расчетном месте, то ее необходимо установить в том месте, которое максимально приближено к центру электрических нагрузок.
Координаты центра электрических нагрузок определяются по формулам
, (1)
, (2)
где Si - полная расчётная мощность на вводе i-го потребителя, кВА;
хi, уi - координаты i-гo потребителя.
Центы электрических нагрузок низковольтных сетей представленны в таблице 3 для каждой ТП.
Таблица 3 - Центры электрических нагрузок
|
№ ТП |
ЦЭН Координата Х |
ЦЭН Координата Y |
|
|
ТП №1 |
125,28 |
280,68 |
|
|
ТП №2 |
289,11 |
275,29 |
|
|
ТП №3 |
209,75 |
146,28 |
|
|
ТП №4 |
304,38 |
101,41 |
Фактическое месторасположение трансформаторных подстанций незначительно отличается от расчетных значений. Перенос обусловлен границами частной застройки и труднодоступностью мест расчетных координат. Фактические координаты ТП сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Фактические координаты месторасположения трансформаторных подстанций
|
№ ТП |
ЦЭН Координата Х |
ЦЭН Координата Y |
|
|
ТП №1 |
124,5 |
289,1 |
|
|
ТП №2 |
292,2 |
269,1 |
|
|
ТП №3 |
230,8 |
139,7 |
|
|
ТП №4 |
327,2 |
109,9 |
3. Определение электрических нагрузок сети 0,38 кВ
Определение нагрузок производится для каждого участка сети. Если расчетные нагрузки отличаются по величине не более чем в четыре раза, то их суммирование ведется методом коэффициента одновременности, в противном случае суммирование нагрузок ведется методом надбавок по формулам[2]:
кВт, (3)
, квар, (4)
где Рmax, Qmax - наибольшие из суммируемых нагрузок, кВт, квар;
ДРi, ДQi - надбавки от i-x нагрузок, кВт, квар[2].
Пример расчета участка 1. На участке находятся 9 частных домов. Используем формулу коэффициента одновременности.
.
.
.
.
.
.
Результаты расчетов по остальным участкам сети выполняются аналогично и сводятся в таблицу 5.
Таблица 5 - Данные по потреблению электроэнергии в дневные и вечерние максимумы
|
№ |
№ участка сети |
кВт |
, квар |
, кВА |
, кВт |
, квар |
, кВА |
|
|
ТП №1 |
1 |
7,18 |
4,1 |
8,27 |
17,1 |
7,93 |
18,85 |
|
|
1а |
55 |
50 |
74,3 |
55 |
50 |
74,3 |
||
|
2 |
2,6 |
1,49 |
3,00 |
6,2 |
2,88 |
6,83 |
||
|
3 |
64,5 |
51,7 |
82,66 |
59 |
35,5 |
68,86 |
||
|
4 |
10,35 |
5,916 |
11,92 |
24,65 |
11,44 |
27,17 |
||
|
5 |
11,09 |
6,34 |
12,77 |
26,4 |
12,25 |
29,10 |
||
|
6 |
10,08 |
5,76 |
11,61 |
24 |
11,14 |
26,46 |
||
|
7 |
5,59 |
3,19 |
6,43 |
13,3 |
6,17 |
14,66 |
||
|
8 |
5,42 |
3,1 |
6,24 |
12,9 |
5,99 |
14,22 |
||
|
9 |
35,6 |
17,2 |
39,54 |
37,6 |
16 |
40,86 |
||
|
9а |
7,98 |
4,56 |
9,19 |
19 |
8,82 |
20,95 |
||
|
10 |
15,71 |
8,98 |
18,09 |
37,4 |
17,35 |
41,23 |
||
|
11 |
13,86 |
7,92 |
15,96 |
33 |
15,31 |
36,38 |
||
|
12 |
42,1 |
24,2 |
48,56 |
74,9 |
37,1 |
83,58 |
||
|
12а |
10,08 |
5,76 |
11,61 |
24 |
11,14 |
26,46 |
||
|
13 |
51,1 |
29,6 |
59,05 |
97,2 |
47,1 |
108,01 |
||
|
13а |
17,09 |
9,94 |
19,77 |
41,4 |
18,95 |
45,53 |
||
|
14 |
85,1 |
63,1 |
105,94 |
109 |
58,6 |
123,75 |
||
|
14а |
61,6 |
35,6 |
71,15 |
124,4 |
58,9 |
137,64 |
||
|
15а |
65,2 |
55,7 |
85,75 |
79,4 |
61,4 |
100,37 |
||
|
16 |
48,7 |
24,4 |
54,47 |
70,5 |
30,8 |
76,93 |
||
|
16а |
61,9 |
53,9 |
82,08 |
71,5 |
57,8 |
91,94 |
||
|
17 |
73 |
56,5 |
92,31 |
80,2 |
45,3 |
92,11 |
||
|
ТП №2 |
2,1 |
15,83 |
9,05 |
18,24 |
37,7 |
17,5 |
41,56 |
|
|
2,2 |
12,79 |
7,31 |
14,73 |
30,45 |
14,13 |
33,57 |
||
|
2,2а |
12,79 |
7,31 |
14,73 |
30,45 |
14,13 |
33,57 |
||
|
2,3 |
12,18 |
6,96 |
14,03 |
29 |
13,46 |
31,97 |
||
|
2,3а |
15,83 |
9,05 |
18,24 |
37,7 |
17,49 |
41,56 |
||
|
2,4 |
1,79 |
1,02 |
2,06 |
4,25 |
1,97 |
4,69 |
||
|
2,4а |
25 |
10 |
26,93 |
25 |
7 |
25,96 |
||
|
2,5 |
12,79 |
7,31 |
14,73 |
30,45 |
14,13 |
33,57 |
||
|
2,5 а |
12,18 |
6,96 |
14,03 |
29 |
13,46 |
31,97 |
||
|
2,6 |
43,7 |
27,3 |
51,53 |
62 |
35,7 |
71,54 |
||
|
2,6а |
19 |
11,4 |
22,16 |
68 |
39 |
78,39 |
||
|
2,7 |
36,6 |
9 |
37,69 |
27,8 |
6 |
28,44 |
||
|
2,8 |
49 |
35 |
60,22 |
21 |
7 |
22,14 |
||
|
2,8а |
55 |
50 |
74,30 |
55 |
50 |
74,33 |
||
|
2,9 |
56,3 |
39,2 |
68,60 |
39,4 |
15,5 |
42,34 |
||
|
2,9а |
85,9 |
57,2 |
103,20 |
81,9 |
56,3 |
99,38 |
||
|
2, 11 |
24,63 |
14,15 |
28,41 |
59,1 |
27,49 |
65,18 |
||
|
2,11а |
26,79 |
11,02 |
28,96 |
29,25 |
8,97 |
30,60 |
||
|
2,10 |
32,53 |
18,65 |
37,50 |
78,8 |
36,69 |
86,92 |
||
|
2,12а |
69,92 |
43,68 |
82,44 |
99,2 |
57,12 |
114,47 |
||
|
2,12 |
58,3 |
33,3 |
67,14 |
124,6 |
57,6 |
137,27 |
||
|
ТП №3 |
3,1 |
7,39 |
4,22 |
8,51 |
17,6 |
8,17 |
19,40 |
|
|
3,2 |
8,06 |
4,61 |
9,29 |
19,2 |
8,91 |
21,17 |
||
|
3,3 |
13,4 |
7,66 |
15,43 |
31,9 |
14,8 |
35,17 |
||
|
3,4 |
15,25 |
8,71 |
17,56 |
36,3 |
16,84 |
40,02 |
||
|
3,5 |
10,08 |
5,76 |
11,61 |
24 |
11,14 |
26,46 |
||
|
3,6 |
4,2 |
2,4 |
4,84 |
10 |
4,64 |
11,02 |
||
|
3,7 |
10,63 |
6,07 |
12,24 |
25,3 |
11,74 |
27,89 |
||
|
3,8 |
7,18 |
4,10 |
8,27 |
17,1 |
7,93 |
18,85 |
||
|
3,9 |
43,4 |
31 |
31,06 |
39,68 |
29,76 |
49,60 |
||
|
3,9а |
75,2 |
56,4 |
94,00 |
40 |
30 |
50,00 |
||
|
3, 10 |
115,2 |
82,7 |
141,81 |
93,4 |
72,5 |
118,24 |
||
|
3,11 |
117,9 |
84,2 |
144,88 |
99,4 |
75,5 |
124,82 |
||
|
3,12 |
12,36 |
7,07 |
14,24 |
29,44 |
13,66 |
32,45 |
||
|
3,13 |
117,24 |
18,75 |
118,72 |
78,11 |
36,24 |
86,11 |
||
|
ТП №4 |
4,1 |
10,96 |
6,26 |
12,63 |
26,1 |
12,11 |
28,77 |
|
|
4,2 |
11,57 |
6,61 |
13,33 |
27,55 |
12,78 |
30,37 |
||
|
4,3 |
7,98 |
4,56 |
9,19 |
19 |
8,82 |
20,95 |
||
|
4,4 |
40 |
41 |
57,28 |
70 |
35 |
78,26 |
||
|
4,4а |
21,55 |
12,31 |
24,82 |
51,3 |
23,8 |
56,55 |
||
|
4,5 |
13,4 |
7,66 |
15,43 |
31,9 |
14,8 |
35,17 |
||
|
4,5а |
14,78 |
8,45 |
17,03 |
35,2 |
16,33 |
38,80 |
||
|
4,6 |
49,24 |
42,65 |
65,14 |
97,04 |
47,04 |
107,84 |
||
|
4,6а |
45,14 |
12,98 |
46,97 |
87,08 |
24,85 |
90,55 |
||
|
4,61 |
55 |
50 |
74,30 |
55 |
50 |
74,30 |
||
|
4,7 |
13,97 |
7,98 |
16,09 |
33,26 |
15,43 |
36,67 |
||
|
4,8 |
43,64 |
12,08 |
45,28 |
84,08 |
23,3 |
87,26 |
||
|
4,9 |
2,1 |
1,2 |
2,42 |
5 |
2,32 |
5,51 |
Результаты суммирования нагрузок на ТП-1 - ТП-4 заносятся в таблицу 6.
Таблица 6 - Суммирование нагрузок для трансформаторных подстанций (без освещения)
|
Номер ТП |
Pд, кВт |
Qд, квар |
Sд, кВА |
Pв, кВт |
Qв, квар |
Sв, кВА |
|
|
1 |
208,48 |
178,8 |
274,65 |
383,3 |
209,7 |
436,91 |
|
|
2 |
264,7 |
161 |
309,82 |
386,8 |
151,6 |
415,45 |
|
|
3 |
145,1 |
99,6 |
175,99 |
146,9 |
106 |
181,15 |
|
|
4 |
132 |
94,5 |
162,34 |
228,14 |
112,7 |
254,46 |
Таблица 8 - Суммирование нагрузок для трансформаторных подстанций с учетом уличного освещения
|
Номер ТП |
Pв, кВт |
Qв, квар |
Sв, кВА |
|
|
1 |
407,7948 |
209,707 |
458,56 |
|
|
2 |
406,898 |
151,607 |
434,22 |
|
|
3 |
160,522 |
106,007 |
192,37 |
|
|
4 |
242,218 |
112,707 |
267,16 |
Таблица 7 - Расчет освещения улиц в темное время суток
|
№ ТП |
L, м |
Характеристика улицы |
Нормы освещенности, лк |
Тип светильников |
Удельная мощность установки |
Р о.у. |
Q о.у |
Sо.у |
|
|
1 |
2112 |
Поселковые дороги и улицы с покрытием простейшего типа, при ширине проезжей части 9-12 м |
2 |
НКУ-200 |
7,0 |
14,784 |
0,00434 |
14,78 |
|
|
2207 |
Улицы и дороги местного значения и пешеходные дорожки |
1 |
НКУ-200 |
4,4 |
9,7108 |
0,00273 |
9,71 |
||
|
2 |
822 |
Поселковые дороги и улицы с покрытием простейшего типа, при ширине проезжей части 9-12 м |
2 |
НКУ-200 |
7,0 |
5,754 |
0,00434 |
5,75 |
|
|
3260 |
Улицы и дороги местного значения и пешеходные дорожки |
1 |
НКУ-200 |
4,4 |
14,344 |
0,002728 |
14,34 |
||
|
3 |
560 |
Поселковые дороги и улицы с покрытием простейшего типа, при ширине проезжей части 9-12 м |
2 |
НКУ-200 |
7,0 |
3,92 |
0,00434 |
3,92 |
|
|
2205 |
Улицы и дороги местного значения и пешеходные дорожки |
1 |
НКУ-200 |
4,4 |
9,702 |
0,002728 |
9,70 |
||
|
4 |
820 |
Поселковые дороги и улицы с покрытием простейшего типа, при ширине проезжей части 9-12 м |
2 |
НКУ-200 |
7,0 |
5,74 |
0,00434 |
5,74 |
|
|
1895 |
Улицы и дороги местного значения и пешеходные дорожки |
1 |
НКУ-200 |
4,4 |
8,338 |
0,002728 |
8,34 |
4. Определение числа и мощности трансформаторов на подстанции
Расчетная нагрузка с учетом перспективы развития определяется по формуле:
кВА, (5)
где - коэффициент роста нагрузок [2].
Таблица 9 - Расчетная нагрузка с учетом перспективы развития
|
№ ТП |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
kр |
|
|
1 |
897,148 |
461,36 |
1008,82 |
2,2 |
|
|
2 |
895,176 |
333,54 |
955,29 |
2,2 |
|
|
3 |
353,148 |
233,22 |
423,21 |
2,2 |
|
|
4 |
532,88 |
247,96 |
587,74 |
2,2 |
Мощность трансформатора выбирается по таблицам 22 приложения 1 [2] «Интервалы роста нагрузок для выбора трансформаторов», исходя из условия,
кВА, (6)
где Sэн - нижний экономический интервал;
Sэв - верхний экономический интервал.
Технические данные выбранного трансформатора заносятся в таблицу 10[8].
Выбранный трансформатор проверяется по коэффициенту систематических перегрузок согласно приложения 1 таблицы 26 [2].
Результаты расчета коэффициента систематических перегрузок для ТП представлены в таблице далее. Коэффициент систематических перегрузок не должен превышать 1,5[18].
Таблица 10 - Технические данные трансформатора
|
№ ТП |
Тип |
Номинальная мощность, кВА |
Сочетание напряжений, кВ |
Потери, кВт |
Напряжение к.з. % |
Ток х.х., % |
|||
|
В.Н. |
Н.Н. |
х.х |
к.з. |
||||||
|
ТП №1 |
ТМ-1000 |
1000 |
10 |
0,4 |
3,8 |
12,7 |
5,5 |
3 |
|
|
ТП №2 |
ТМ-1000 |
1000 |
10 |
0,4 |
3,8 |
12,7 |
5,5 |
3 |
|
|
ТП №3 |
ТМ-400 |
400 |
10 |
0,4 |
1,45 |
5,5 |
4,5 |
2,1 |
|
|
ТП №2 |
ТМ-630 |
630 |
10 |
0,4 |
2,27 |
7,6 |
5,5 |
2 |
Таблица 11 - Коэффициент системных перегрузок ТП
|
Трансформаторная подстанция |
||
|
ТП №1 |
1,009 |
|
|
ТП №2 |
0,96 |
|
|
ТП №3 |
1,058 |
|
|
ТП №4 |
0,933 |
5. Выбор типа подстанции
Для электроснабжения сельских потребителей на напряжении 10/0,38 кВ непосредственно возле центров потребления электроэнергии сооружают трансформаторные пункты или комплектные трансформаторные подстанции на 10/0,38кВ[2]. Обычно мощности трансформаторных пунктов не очень значительны, и иногда их размещают на деревянных мачтовых конструкциях. Комплектные трансформаторные подстанции устанавливают на специальных железобетонных опорах. Трансформаторные пункты при использовании дерева монтируют на А-образных опорах. Они имеют невысокую стоимость, и их сооружают в короткий срок, причем для их сооружения используют местные строительные материалы[9].
Комплектные подстанции полностью изготавливают на заводах, а на месте установки их только монтируют на соответствующих железобетонных опорах или фундаментах. Эксплуатация таких трансформаторных пунктов и комплектных подстанций очень проста, что обусловило их широкое применение в практике вообще и, особенно в сельской энергетике[10]. Их применяют также на окраинах городов, а иногда и в качестве цеховых пунктов электроснабжения на заводах и фабриках.
Конструктивно КТП представляет собой комплекс, состоящий из следующих элементов: шкафа ввода высокого напряжения (ШВВ); масляный или сухой силовой трансформатор (СТ); распределительное устройство низкого напряжения (РУНН), в состав которого входят: -- шкаф ввода (ШНВ); -- шкаф отходящих линий (ШНЛ); -- шкаф секционного выключателя (ШНС); токопровод высокого напряжения (ВВ), соединяющий ШВВ и СТ по стороне ВН; токопровод низкого напряжения (НВ), соединяющий СТ и РУНН (ШНВ) по стороне НН [17]. На конструкции подстанции крепят необходимое число изоляторов для отходящих воздушных линий 10/0,38 кВ [8].
6. Определение места расположения распределительной трансформаторной подстанции. Конфигурация сети высокого напряжения
Распределительные, как и потребительские трансформаторные подстанции следует располагать в месте, которое максимально приближено к центру электрических нагрузок[6]. Координаты центра электрических нагрузок определяются аналогично сети 0,38 кВ.
Таблица 12 - Центры электрических нагрузок
|
№ ТП |
ЦЭН Координата Х |
ЦЭН Координата Y |
|
|
ТП №1 |
125,28 |
280,68 |
|
|
ТП №2 |
289,11 |
275,29 |
|
|
ТП №3 |
209,75 |
146,28 |
|
|
ТП №4 |
304,38 |
101,41 |
Таблица 13 - Фактические координаты месторасположения трансформаторных подстанций.
|
№ ТП |
ЦЭН Координата Х |
ЦЭН Координата Y |
|
|
ТП №1 |
124,5 |
289,1 |
|
|
ТП №2 |
292,2 |
269,1 |
|
|
ТП №3 |
230,8 |
139,7 |
|
|
ТП №4 |
327,2 |
109,9 |
Центр электрических нагрузок высоковольтной сети имеет следующие координаты:
Х=226,953,
Y=214,186.
Фактические координаты ТП 35/10:
Х=204,533,
Y=75,4472.
7. Расчёт сечения проводов сети высокого напряжения
Расчёт сечения проводов сети высокого напряжения производится по экономической плотности тока[2]:
мм2, (7)
где Iр - расчётный ток участка сети, А;
jэк - экономическая плотность тока, А/мм2.
Продолжительность использования максимума нагрузки Тм.
Максимальный ток участка линии высокого напряжения определяется по формуле[9]:
А, (8)
где Sp - полная расчетная мощность, кВА;
Uном - номинальное напряжение, кВ.
Пример расчета для ТП 1.
,
.
Расчёт сечения проводов ведётся для всех участков сети , расчет сечения проводов на остальных участках ведется аналогично, и результаты расчётов сводятся в таблицу 14.
Таблица 14 - Расчёт сечения проводов в сети высокого напряжения
|
Участок сети |
Рр, кВт |
Sр, Ква |
Iр, А |
Тм, час |
jэк., А/мм2 |
Fэк, мм2 |
Марка провода |
|
|
РТП - ТП №1 |
897,15 |
1008,82 |
58,2 |
3400 |
1,10 |
52,94 |
СИП 3 1x70 |
|
|
РТП - ТП №2 |
895,18 |
955,29 |
55,2 |
3400 |
1,10 |
50,14 |
СИП 3 1x50 |
|
|
РТП - ТП №3 |
353,15 |
423,21 |
24,4 |
3400 |
1,10 |
22,21 |
СИП 3 1x35 |
|
|
РТП - ТП №4 |
532,88 |
587,74 |
33,9 |
3200 |
1,10 |
30,85 |
СИП 3 1x35 |
8. Определение потерь напряжения в высоковольтной сети и трансформаторе
Потери напряжения на участках линии высокого напряжения в вольтах определяются по формуле[4]:
В, (9)
где Р - активная мощность участка, кВт;
Q - реактивная мощность участка, квар;
rо - удельное активное сопротивление провода, Ом/км (табл.18 П1[5])
хо - удельное реактивное сопротивление провода, Ом/км (табл.19 П.1[5]);
L - длина участка, км.
Потеря напряжения на участке сети на участке сети высокого напряжения в процентах от номинального, определяется по формуле[10]:
. (10)
Пример расчета для ТП 1.
,
.
Расчёт всех участков ведется аналогично, результаты сводятся в таблицу 15.
Таблица 15 - Потери напряжения в сети высокого напряжения
|
Участок сети |
Рр, кВт |
, Ом/км |
Qр, квар |
, Ом/км |
L, км |
ДU, В |
ДU, % |
|
|
РТП - ТП №1 |
897,15 |
0,57 |
461,36 |
0,0785 |
1,14 |
62,22 |
0,62 |
|
|
РТП - ТП №2 |
895,18 |
0,82 |
333,54 |
0,0794 |
1,063 |
81,03 |
0,81 |
|
|
РТП - ТП №3 |
353,15 |
1,54 |
233,22 |
0,0827 |
0,374 |
21,06 |
0,21 |
|
|
РТП - ТП №4 |
532,88 |
1,54 |
247,96 |
0,0827 |
0,319 |
19,51 |
0,19 |
Потери напряжения в трансформаторе определяются по формуле[2]:
%, (11)
где Smax - расчётная мощность, кВА;
Sтр - мощность трансформатора, кВА;
Uа - активная составляющая напряжения короткого замыкания, %;
Uр - реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %.
активная составляющая напряжения короткого замыкания определяется по формуле:
, (12)
где Рк.з. - потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт.
реактивная составляющая напряжения короткого замыкания определяется по формуле:
, (13)
где Uк.з. - напряжение короткого замыкания, %.
Коэффициент мощности определяется по формуле
, (14)
где Рр -расчётная активная мощность, кВт;
Sр - расчетная полная мощность, кВА.
Пример для ТП 1.
.
,
,
.
Расчет потерь напряжения в трансформаторе для ТП2 -ТП4 ведется аналогично, результаты сводятся в таблицу 16.
Таблица 16 - Потери напряжения в трансформаторе
|
ТП |
Smax, кВА |
Sтр, кВА |
||||
|
1 |
1008,82 |
1000 |
1,129 |
2,447 |
3,608 |
|
|
2 |
955,29 |
1000 |
0,712 |
1,902 |
2,497 |
|
|
3 |
423,21 |
400 |
1,147 |
2,361 |
3,712 |
|
|
4 |
587,74 |
630 |
1,094 |
2,264 |
3,132 |
9. Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе
Правильный выбор электрооборудования, определение рациональных режимов его работы, выбор самого экономичного способа повышения коэффициента мощности дают возможность снизить потери мощности и энергии в сети и тем самым определить наиболее экономичный режим в процессе эксплуатации.
Потери мощности в линии определяются по формуле:
, (15)
где I - расчётный ток участка, А;
rо - удельное активное сопротивление участка, Ом/км [21];
L - длина участка, км.
Энергии, теряемая на участке линии, определяется по формуле:
кВт•ч., (16)
где - время потерь, час.
Время потерь определяется по формуле:
час, (17)
где Тм - число часов использования максимума нагрузки, (П.1 таблица 10 [2]), час.
Расчёт ведётся для участка РТП-ТП1, результаты остальных расчётов заносятся в таблицу 17.
Пример для участка РТП-ТП1.
,
.
Расчеты по остальным участкам сети проводятся аналогично, результаты расчетов сводятся в таблицу 17.
Таблица 17 - Определение потерь мощности и энергии в сети высокого напряжения
|
Участок сети |
I, А |
ro, Ом/км |
L, км |
Р, кВт |
Тм, час |
, час |
W, кВт·ч |
|
|
РТП - ТП №1 |
58,244 |
0,568 |
1,14 |
6,5899 |
3400 |
1885,992 |
12428,63 |
|
|
РТП - ТП №2 |
55,154 |
0,822 |
1,063 |
7,974 |
3400 |
1885,992 |
15038,98 |
|
|
РТП - ТП №3 |
24,433 |
1,54 |
0,374 |
1,0315 |
3400 |
1885,992 |
1945,52 |
|
|
РТП - ТП №4 |
33,933 |
1,54 |
0,319 |
1,2242 |
3400 |
1885,992 |
2308,98 |
|
|
Итого: |
16,819 |
31722,11 |
Потеря мощности и энергии, теряемые в высоковольтных линиях, в процентах от потребляемой определяется по формуле
, (18)
, (19)
0,63%,
.
Потери мощности и энергии в высоковольтной сети не должны превышать 10%.
Потери мощности в трансформаторе определяются по формуле
кВт, (20)
где Рх.х - потери холостого хода трансформатора, кВт (табл.28 П.1 [2]);
Рк.з - потери в меди трансформатора, кВт (табл.28 П.1 [2]);
- коэффициент загрузки трансформатора.
Потери энергии в трансформаторе определяются по формуле:
кВт•ч., (21)
Пример расчета для ТП 1:
,
.
Таблица 18 - Определение потерь мощности и энергии в трансформаторе
|
ТП |
, кВт |
в |
, кВт |
, кВт |
, час |
, кВтч |
|
|
1 |
3,8 |
1,009 |
12,7 |
16,73 |
1885,992 |
57673,176 |
|
|
2 |
3,8 |
0,96 |
12,7 |
15,504 |
1885,992 |
55362,254 |
|
|
3 |
1,45 |
1,058 |
5,5 |
7,607 |
1885,992 |
24313,114 |
|
|
4 |
2,27 |
0,933 |
7,6 |
8,886 |
1885,992 |
32362,388 |
|
|
Всего |
48,726 |
169710,932 |
10. Определение допустимой потери напряжения в сети 0,38 кВ
Допустимая потеря напряжения в сети 0,38 кВ определяется для правильного выбора сечения проводов линии 0,38 кВ.
В режиме минимальной нагрузки проверяется отклонение напряжения, у ближайшего потребителя, которое не должно превышать +5%. В максимальном режиме отклонение напряжения у наиболее удалённого потребителя должно быть не более минус 5%. На районной подстанции осуществляется режим встречного регулирования U100=5%; U25=2%.
В минимальном режиме определяется регулируемая надбавка трансформатора
%, (22)
где - надбавка на шинах РТП в минимальном режиме, %;
- потеря напряжения в линии 10 кВ в минимальном режиме, %;
- потеря напряжения в трансформаторе в минимальном режиме, %;
- конструктивная надбавка трансформатора, %.
,
Принимаем .
Допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ в максимальном режиме определяется по формуле:
В, (23)
В.
11. Определение сечения провода и фактических потерь напряжения, мощности и энергии в сетях 0,38 кВ
Сечения проводов ВЛ-0,38 кВ определяются по экономическим интервалам, или по допустимой потере напряжения по формулам, соответствующим конфигурации сети.
Сечения проводов магистрали по допустимой потере напряжения определяются по формуле:
мм2, (24)
где - удельная проводимость провода, (для алюминия =32 Ом м /мм2) [2];
Uдоп.а - активная составляющая допустимой потери напряжения, В;
Рi - активная мощность i-го участка сети, Вт;
Li - длина i-го участка сети, м;
Uном - номинальное напряжение сети, В.
Активная составляющая допустимой потери напряжения определяется по формуле:
В, (25)
где Uр - реактивная составляющая допустимой потери напряжения, В.
реактивная составляющая допустимой потери напряжения определяется по формуле:
В, (26)
где Qi - реактивная мощность i-го участка сети, квар;
Li - длина i-го участка сети, км;
хо - удельное индуктивное сопротивление провода, Ом/км [21];
...Подобные документы
Система электроснабжения поселка городского типа как совокупность сетей различных напряжений, определение расчетных электрических нагрузок при ее проектировании. Выбор количества и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [321,0 K], добавлен 15.02.2017Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунальных потребителей сельского населенного пункта. Расчет электрических нагрузок, месторасположения и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов, выбор способов электроснабжения.
курсовая работа [1023,3 K], добавлен 19.01.2015Проблема электроснабжения сельского хозяйства. Проект электроснабжения населенного пункта. Определение электрических нагрузок, числа трансформаторных подстанций. Электрические сети района. Выбор электрической аппаратуры и высоковольтного оборудования.
курсовая работа [715,9 K], добавлен 06.03.2012Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Нагрузка группы цехов. Обоснование числа, типа и мощности трансформаторных подстанций. Расчет токов короткого замыкания. Выбор токопроводов, изоляторов и средств компенсации реактивной мощности.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 06.04.2014Расчет электрических нагрузок, компенсация реактивной мощности. Выбор потребительских трансформаторов. Электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ. Оценка качества напряжения у потребителей. Проверка сети на успешный запуск электродвигателей.
курсовая работа [292,4 K], добавлен 26.01.2011Определение расчетной нагрузки на вводах в жилые дома и общественные здания микрорайона. Расчет количества трансформаторных подстанций, выбор их мощности и месторасположения. Разработка схемы электроснабжения микрорайона и ее техническое обоснование.
курсовая работа [608,5 K], добавлен 04.06.2013Проектирование системы электроснабжения сельского населенного пункта. Выбор конфигурации распределительной сети. Определение мощности и подбор трансформаторов подстанции. Построение таблицы отклонений напряжения. Электрический расчет воздушной линии.
курсовая работа [482,2 K], добавлен 04.09.2014Характеристика цеха и потребителей электроэнергии. Определение нагрузок и категории электроснабжения. Расчёт нагрузок, компенсации реактивной мощности. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Выбор распределительных сетей высокого напряжения.
курсовая работа [308,4 K], добавлен 21.02.2014Расчет электрических нагрузок населенного пункта и зоны электроснабжения; регулирование напряжения. Определение количества, мощности и места расположения питающих подстанций, выбор трансформатора. Себестоимость передачи и распределения электроэнергии.
курсовая работа [633,0 K], добавлен 29.01.2011Особенности расчета электрических нагрузок потребителей жилого микорайона. Выбор числа и мощности трансформаторов, сечения питающей линии 110 КВ. Разработка схемы подстанций мощностью 110/10 КВ. Выбор схемы электроснабжения микрорайона Черемушки.
дипломная работа [909,7 K], добавлен 27.01.2016Расчет электрической нагрузки микрорайона. Определение числа и мощности сетевых трансформаторных подстанций. Выбор схем электроснабжения микрорайона. Расчет распределительной сети высокого и низкого напряжения. Проверка аппаратуры защиты подстанции.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 25.12.2014Разработка проекта электроснабжения населенного пункта Рогово. Выбор проводов линии, расчет сечения проводов по методу экономических интервалов мощностей. Проектирование конструкции и схемы соединения. Мероприятия по защите линий от перенапряжений.
курсовая работа [313,8 K], добавлен 11.09.2010Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на трансформаторных подстанциях. Система внешнего электроснабжения. Защита и автоматика системы электроснабжения. Расчет защитного заземления.
дипломная работа [4,9 M], добавлен 07.10.2012Основные принципы компенсации реактивной мощности. Оценка влияния преобразовательных установок на сети промышленного электроснабжения. Разработка алгоритма функционирования, структурной и принципиальной схем тиристорных компенсаторов реактивной мощности.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 24.11.2010Определение расчетных электрических нагрузок населенного пункта. Выбор места, типа, числа и мощности трансформаторов. Расчеты и проектирование питающих сетей 10 КВ. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Разработка мероприятий по энергосбережению.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017Оптимизация систем промышленного электроснабжения: выбор сечения проводов и жил кабелей, способ компенсации реактивной мощности, автоматизация и диспетчеризация. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов. Установка компенсирующих устройств.
курсовая работа [382,2 K], добавлен 06.06.2015Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008Разработка схемы распределительных сетей для электроснабжения потребителей в нормальном и послеаварийном режимах; выбор трансформаторных подстанций; сечений кабелей по допустимой потере напряжения. Расчет токов короткого замыкания; аппараты защиты.
дипломная работа [917,8 K], добавлен 12.11.2011Расчёт напряжения воздушной линий электропередач с расстоянием 30 км. Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов ГПП. Критические пролёты линии. Выбор сечения воздушной линии по допустимому нагреву. Определение мощности короткого замыкания.
курсовая работа [799,3 K], добавлен 04.06.2015Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015
