Электроснабжение сельского населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

ФГОУ ВПО «Ижевская ГСХА»

Кафедра «Электроснабжение»

Курсовой проект по дисциплине

«Электроснабжение»

«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СЕЛЬСКОГО НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА»

Ижевск 2005

Аннотация

В данном курсовом проекте приводится расчет электроснабжения сельскохозяйственного объекта.

В первой главе проекта производится расчет электрических нагрузок населенного пункта и выбор трансформаторов.

Вторая глава состоит из расчета сети 10 и 0,38 кВ. Расчет проводится с целью выбора марки и сечения проводов линии электропередачи. Далее в главе три, проводится расчет аварийных режимов работы. Здесь же производится выбор аппаратуры.

Глава четвертая - защита от токов короткого замыкания. В последней, пятой главе технико-экономический расчет.

Содержание

Введение

1. Расчет электрических нагрузок населенного пункта

2. Определение мощности и выбор трансформаторов

3. Электрический расчет ВЛ 10 кВ

4. Построение таблицы отклонений напряжения

5. Электрический расчет ВЛ 0,38 кВ

6. Конструктивное выполнение линий напряжением 0,38 кВ, 10 кВ и ТП 10/0,38 кВ

7. Расчет токов короткого замыкания

8. Выбор оборудования подстанции ТП3

9. Защита от токов короткого замыкания

10. Согласование защит

11. Технико-экономическая часть

Спецвопрос: Защита от наведенных перенапряжений

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Развитие электрификации во всём мире привело к прогрессивному росту промышленности, а в дальнейшем и сельского хозяйства. А так как получение дешевой электроэнергии обусловлено воспроизведением её на крупных районных электростанциях и дальнейшей передачей по линиям.

Особые проблемы возникают при передаче электроэнергии в сельских сетях. Это обусловлено их сильной разветвленностью и протяженностью, а также неравномерностью распределения нагрузок.

Обеспечение требуемых качеств электроэнергии, надежности и экономичности электроснабжения - основные задачи сельского электроснабжения.

Качество электрической энергии при питании электроприемников от трехфазных электрических сетей общего назначения, то есть для основного варианта сельского электроснабжения, определяется стабильностью и уровнями частоты тока и напряжения у потребителей, а также степенью несимметрии и несинусоидальности напряжений.

К числу важных задач сельского электроснабжения относится поддержание требуемых уровней напряжения у потребителей. Изменение напряжения, особенно сверх допустимого значения, оказывает значительное влияние на работу потребителей.

Самый важный показатель системы электроснабжения - надежность подачи электроэнергии. В связи с ростом электрификации сельскохозяйственного производства, особенно с созданием в сельском хозяйстве животноводческих комплексов промышленного типа, птицефабрик, тепличных комбинатов и др., всякое отключение - плановое (для ревизии и ремонта) и особенно неожиданное, аварийное - наносит огромный ущерб потребителю и самой энергетической системе. Поэтому необходимо применять эффективные и экономически целесообразные меры по обеспечению оптимальной надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей.

1. Расчет электрических нагрузок населенного пункта

№ пп	Потребитель	Расчетная мощность	Координаты
		РД, кВт	РВ, кВт	cosцД о.е.	cosцВ о.е.	SД, кВА	SВ, кВА	X, о.е.	Y, о.е
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
55,2	Жилой дом четырехквартирный	2,20	7,20	0,90	0,93	2,44	7,74	4,50	4,00
55,2	Жилой дом четырехквартирный	2,20	7,20	0,90	0,93	2,44	7,74	4,50	6,50
55,2	Жилой дом четырехквартирный	2,20	7,20	0,90	0,93	2,44	7,74	4,50	9,00
55,2	Жилой дом четырехквартирный	2,20	7,20	0,90	0,93	2,44	7,74	4,50	11,50
55,2	Жилой дом четырехквартирный	2,20	7,20	0,90	0,93	2,44	7,74	4,50	14,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	4,50	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	3,50
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	5,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	6,50
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	8,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	9,50
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	2,00	11,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	7,00	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	9,50	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	12,00	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	14,50	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	17,00	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	19,50	2,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	20,00	4,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	20,00	6,50
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	20,00	9,00
55,1	Жилой дом одноквартирный	0,54	1,80	0,90	0,93	0,60	1,94	12,00	13,00
55,3	Жилой дом восьмиквартирный	4,30	14,40	0,90	0,93	4,78	15,48	14,00	13,00
55,3	Жилой дом восьмиквартирный	4,30	14,40	0,90	0,93	4,78	15,48	16,00	13,00
55,3	Жилой дом восьмиквартирный	4,30	14,40	0,90	0,93	4,78	15,48	18,00	13,00
54,2	Баня на 10 мест	7,00	7,00	0,85	0,90	8,24	7,78	10,00	8,00
53,1	Магазин на 4 рабочих места продовольственный	10,00	10,00	0,85	0,90	11,76	11,11	16,00	4,00
52,1	Клуб со зрительным залом на 150-200 мест	3,00	10,00	0,85	0,90	3,53	11,11	10,00	15,50
51,1	Административное здание на 15-25 рабочих мест	15,00	8,00	0,85	0,90	17,65	8,89	10,00	13,00
50,2	Детские ясли-сад на 50 мест	9,00	6,00	0,85	0,90	10,59	6,67	10,00	10,50
46,2	Общественная школа с мастерской на 320 учащихся	20,00	40,00	0,85	0,90	23,53	44,44	18,00	4,00
3,2	Коровник привязного содержания с механизированной уборкой навоза на 200 коров	6,00	6,00	0,92	0,96	6,52	6,25	28,00	13,00
3,2	Коровник привязного содержания с механизированной уборкой навоза на 200 коров	6,00	6,00	0,92	0,96	6,52	6,25	31,00	13,00
11,0	Кормоприготовительная при коровнике	6,00	6,00	0,75	0,78	8,00	7,69	29,50	13,00
18,0	Свинарник откормочник на 1000-1200 голов	2,00	6,00	0,95	0,96	2,11	6,25	33,00	10,00
19,0	Свинарник откормочник на 1000-1200 голов с навозоуборочным транспортером	6,00	9,00	0,92	0,96	6,52	9,38	34,00	15,00
20,2	Кормоцех для свиноферм на 200 маток и 2000 голв откорма или на 3000 голов откорма	37,00	13,00	0,75	0,78	49,33	16,67	31,00	19,00
29,3	Склад рассыпных и гранулированных кормов емкостью га 520 тонн	35,00	10,00	0,70	0,75	50,00	13,33	27,00	16,00
37,1	Лесопильный цех с пилорамой ЛРМ 79	16,00	2,00	0,70	0,75	22,86	2,67	28,00	19,00

Значения полной мощности дневного и вечернего максимумов нагрузки:

Суммарная нагрузка дневных максимумов:

Расчетная мощность дневного максимума нагрузки потребителей населенного пункта:

Суммарная нагрузка вечерних максимумов:

Нагрузка наружного освещения населенного пункта:

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

Расчетная мощность максимума нагрузки производственных потребителей

дневного:

вечернего:

Коэффициент мощности: cosц_Д=0,78

k_В=0,7 cosц_В=0,8

Расчетная полная мощность (S_р, кВА) дневного и вечернего максимума нагрузки всех потребителей населенного пункта:

2. Определение мощности и выбор трансформаторов

Количество трансформаторных подстанций в населенном пункте:

Берём 3 трансформаторных подстанций для облегчения расчета.

1-ая зона- коммунально-бытовая нагрузка: Р_Д1=6,1кВт Р_В1=9,8кВт

cosц_Д=0,9 cosц_В=0,92 S_РД1=6,8кВА S_РВ1=10,6кВА

Выбираем ТП 10/0,38 40кВА

Координаты ТП:

Поменяем координату X1 на 3.5

2-ая зона- коммунально-бытовая нагрузка: Р_Д2=53кВт Р_В2=78,5кВт

cosц_Д=0,9 cosц_В=0,92 S_РД2=58,9кВА S_РВ2=85,3кВА

Выбираем ТП 10/0,38 100Ква

X_ТП2=15,1 Y_ТП2=8,5

3-я зона- производственная нагрузка: Р_Д3=84,1кВт Р_В3=103,5кВт

cosц_Д=0,7 cosц_В=0,75 S_РД3=120,1кВА S_РВ3=138кВА

Выбираем ТП 10/0,38 100кВА

X_ТП3=30,2 Y_ТП3=15,3

3. Электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ

Рисунок 3.1

Пример расчёта таблицы 3.1:

Р_ДО1-4=k₀·(Р_ДО1+Р_ДО6-1)=0,9·(100+200)=270кВт,

Q_Д1-4=Р_ДО1-4·tgц_Д1-4=270·0,698=188,5кВАр,

S_Д1-4= Р_ДО1-4 /cosц_Д1-4=200/0.82=329,3Ква,

,

Выбираем сечение F_1-4=70мм² по механической прочности.

Таблица 3.1

Участок ВЛ 10 кВ	Расчетная активная мощность участка, кВт	РДП/РДО	РВП/РВО
Номер	Длина, км	Днем	Вечером
		РДО	РДП	РВО	РВП
1	2	3	4	5	6	7	8
6-1	4,5	100	60	160	80	0,6	0,5
1-4	6,6	270	117	351	139,5	0,43	0,4
5-2	4,4	400	300	420	350	0,75	0,83
3-2	3,6	136	84	147	103	0,62	0,7
2-4	3	625,6	385,9	566,9	444,5	0,62	0,78
4-0	1,5	897,3	478,5	941,7	577,1	0,53	0,61
9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
0,78	0,85	0,802	0,62	80,2	99,2	128,2	188,2	7,4	10,9
0,82	0,87	0,698	0,567	188,5	199	329,3	403,3	19	23,3
0,755	0,755	0,868	0,868	347,2	364,6	529,8	556,3	30,6	32,1
0,755	0,8	0,815	0,75	110,8	110,2	175,5	183,7	10,1	10,6
0,755	0,79	0,815	0,776	509,9	439,9	807,2	717,6	46,6	41,4
0,795	0,82	0,763	0,698	684,6	657,3	1128,7	1148,4	65,2	66,3
19	20	21	22	23	24
АС70	0,33	2,52	0,48	2,91	1279,9
АС70	1,23	2,2	1,49	2,43	8577,9
АС70	1,34	3,7	1,4	3,95	10853,9
АС70	0,36	2,72	0,38	2,55	968,4
АС70	1,39	2,36	1,23	2,17	15596,1
АС70	0,97	0,97	0,94	0,94	15784,9

Таблица 3.2

Провод	Dср, мм	r0, Ом/км	х0, Ом/км	Iраб макс, А	Iдоп, А
1	2	3	4	5	6
АС70	2000	0,42	0,392	66,3	265

4. Построение таблицы отклонений напряжения

Элемент сети	Обозначение потери и отклонения напряжения, %	ТПБ	ТПР	ТПУ
		Нагрузка, %
		100	25	100	25	100	25
Шины 10 кВ	дUШ10	+5	-1	+5	-1	+5	-1
ВЛ 10 кВ	UВЛ10	-0,97	-0,242	-2,72	-0,68	-3,95	-0,98
Тр-р 10/0,38 кВ	Потери	UТ	-4	-1	-4	-1	-4	-1
	Надбавка	дUТ	+2,5	+2,5	+5	+5	+7,5	+7,5
Шины 0,4 кВ	дUШ0,4	+2,53	+0,258	+3,28	+2,32	+4,55	+4,513
ВЛ 0,38 кВ	Всего	UВЛ0,38	-7,53	-1,882	-8,28	-2,07	-9,55	-2,387
	Наружная	UВЛ0,38	-5,53	-1,382	-6,28	-1,57	-7,55	-1,887
	Внутренняя	UВЛ0,38	-2	-0,5	-2	-0,5	-2	-0,5
Удаленный потребитель	дUУД.П	-5	-1,625	-5	+0,25	-5	+2,126
ГОСТ 13109-97	дUном	±5	±5	±5	±5	±5	±5

5. Электрический расчет воздушной линии напряжением 0,38 кВ

Шина 0,4 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.1.

Выбираем провод А50 по механической прочности.

Таблица 5.1

Линия	Участок	Провод	г0, Ом/км	х0, Ом/км	Iр.макс, А	Iдоп, А	Uф, %	UУф, %
W1	0-1	А50	0,576	0,325	28,2	215	0,17	0,68
	1-2	А50	0,576	0,325	21,2	215	0,08
	2-3	А50	0,576	0,325	19,4	215	0,14
	3-4	А50	0,576	0,325	17,6	215	0,07
	4-5	А50	0,576	0,325	11,7	215	0,22
W2	0-6	А50	0,576	0,325	3,68	215	0,02	0,24
	6-7	А50	0,576	0,325	3,02	215	0,07
	7-8	А50	0,576	0,325	2,37	215	0,07
	8-9	А50	0,576	0,325	1,73	215	0,05
	9-10	А50	0,576	0,325	1,08	215	0,03
W3	0-11	А50	0,576	0,325	20,6	215	0,23	0,52
	11-12	А50	0,576	0,325	12,6	215	0,25
	12-13	А50	0,576	0,325	2,93	215	0,04

Расчет сечений проводов линии W1 методом экономических интервалов:

Р_5-4=Р₅=7,2кВт cosц_5-4 =0,93 S_5-4=7,2 /0,93=7,74 кВА

S_{экв 5-4}= S_5-4·К_д=7,74·0,7=5,42кВА.

Выбираем провод А50 по механической прочности.

Расчет проводов линии W2 по допустимой потере напряжения при постоянном сечении проводов в линии:

tgц=arccosц=0,395 Q_9-10=P_9-10· tgц=1,8·0,395=0,71кВАр

По механической прочности выбираем А50

Расчет проводов линии W3 на минимум проводникового материала:

6. Конструктивное выполнение линий напряжением 0,38 кВ, 10 кВ и подстанции 10/0,38 кВ

Для ВЛ 0,38 и ВЛ 10 кВ берем железобетонные опоры (типовой проект 3,407-101). Величину пролета принимаем 40 м для ВЛ 0.38 кВ и 80 м для ВЛ 10 кВ. Среднегеометрическое расстояние между проводами.

Для ВЛ 10 кВ требуется 295 опор и 885 изоляторов, а для ВЛ 0,38 кВ - 35 опор и 140 изоляторов. Провода прокладываются на штыревых изоляторах: для ВЛ 10 кВ штырь ШУ21 и изолятор ШС10А, а для ВЛ 0,38 - штырь С-16а и изолятор ТФ20, линия 10 кВ выполнена проводом АС70, а ВЛ 0,38 - А50.

Заземляющие устройства на опорах ВЛ 0,38 кВ делают на каждой четвертой опоре, а также на опорах с ответвлением к вводам коммунально-бытовых, общественных зданий и производственных помещений и на конечных опорах.

Для ТП1 выбираем масляный трансформатор ТМ-40кВА со схемой соединения звезда-зигзаг с нулем, а ТП2 и ТП3 - ТМ-100 кВА с такой же схемой соединения. Устанавливаем однотрансформаторные КТП, распределительные устройства 0,38 с автоматическим выключателем. Климатическое исполнение КТП - У, среднесуточная температура воздуха .

7. Расчет токов короткого замыкания



Сопротивления участков линии 10 кВ:

Сопротивление трансформатора:

Сопротивления участков ВЛ 0,38 кВ:

Для линий W2 и W3 сопротивления определяются аналогично.

Таблица 7.1

Точка КЗ	Uср.ном кВ	Сопротивление, Ом	КУ	Токи КЗ, кА	Sк(3) МВА
		r	x	z		Iк(3)	Iк(2)	iУ	Iк(1)
К1	10,5	-	0,525	0,525	2	11,55	10	32,67	-	210,05
К2	10,5	5,292	5,464	7,610	1,05	0,8	0,69	1,19	-	14,55
К3	10,5	3,738	4,014	5,48	1,05	1,11	0,96	1,65	-	20,19
К4	10,5	3,402	3,7	5,03	1,06	1,21	1,04	1,81	-	22,01
К5	0,4	72,312	113,35	134,45	1,13	1,18	1,02	1,88	-	21,46
К6	0,4	124,9	143,06	189,91	1,06	0,84	0,73	1,26	0,213	15,28
К7	0,4	131,84	149,56	199,37	1,06	0,8	0,69	1,2	0,208	14,55
К8	0,4	131,84	149,56	199,37	1,06	0,8	0,69	1,2	0,208	14,55

Результирующие сопротивления до точек КЗ определяем по формулам:

;

До точек К₁, К₃, К₄, К₅, К₆, К₇ и К₈ результирующие сопротивления определяются аналогично.

Рассчитываем токи трехфазного КЗ:

,

Для точки 5 U_ср.номU_б, поэтому ток КЗ равен

.

Для остальных точек ток трехфазного КЗ определяется аналогично.

Определяем токи двухфазного КЗ:

Ударный коэффициент: ,

электроснабжение трансформатор сельскохозяйственный

Ударный ток: ,

Мощность трехфазного КЗ:

,

Полное сопротивление петли «фазный - нулевой провод линии»:

,

Минимальная величина тока КЗ для проверки защиты на чувствительность (ток однофазного КЗ в конце линий 0,38 кВ:

,

8. Выбор оборудования подстанции ТП3

Выбранная комплектная трансформаторная подстанция ТП10/0,38кВ, 40 кВА состоит из вводного устройства 10 кВ, силового трансформатора и РУ 0,38 кВ, имеющих необходимое оборудование и аппаратуру. Дополнительно к имеющемуся оборудованию подстанции необходимо выбрать высоковольтный разъединитель РЛНД - 10/400. При выборе и проверке разъединителей должны соблюдаться следующие основные условия:

,

,

,

,

Все условия выполняются, значит выбираем:

РЛНД - 1­10Б/400 УХЛ1 тип провода ПРНЗ - 10 УХЛ1.

9. Защита от токов короткого замыкания

Защита трансформатора ТП1

Выбираем корпус предохранителя согласно следующим соотношениям:

,

,

,

Ток плавкой вставки предохранителя выбираем по двум условиям:

,

,

Выбираем ПКТ 101-10-16-20У1 с I_В=16А

Время срабатывания выбранной плавкой вставки должно обеспечивать термическую стойкость трансформатора:

,

,

Защита отходящих от ТП3 линий 0,38 кВ

Защита линии W1 на токоограничивающих автоматических выключателях с полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями

Выбираем корпус выключателя по его номинальному напряжению (U_ном), номинальному току (I_ном) и предельно допустимому отключаемому току КЗ (I_{макс.откл}): ,

,

,

Выбираем номинальный ток полупроводникового расцепителя:

,

Определяем ток срабатывания МТЗ (в зоне токов перегрузки) полупроводникового расцепителя выключателя:

,

Проверяем чувствительность МТЗ:

,

Следовательно, линии W1 будет защищена от однофазных КЗ только с помощью настройки токового реле, включаемого в нулевой провод линии.

Определяем ток срабатывания ТО (I_с.о) по условиям:

;

,

Проверяем чувствительность ТО:

Линии W1 защищена от межфазных КЗ будет защищена только МТЗ

.

Проверяем чувствительность защиты от токов однофазного КЗ

.

Выбираем автоматический выключатель А3714Б

Защита линии W2. Выбираем автоматические выключатели токоограничивающие с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Выбираем корпус выключателя: ,

,

,

Выбираем номинальный ток теплового расцепителя:

Определяем ток срабатывания теплового расцепителя выключателя, соответствующий его номинальному току: I_стр=37А

Проверяем чувствительность МТЗ:

,

Определяем ток срабатывания ТО (I_с.о):

Проверяем чувствительность ТО:

.

Определяем ток срабатывания реле РЭ-571Т, включенного в нулевой провод линии W2, и проверяем чувствительность защиты от токов однофазного КЗ

Выбираем автоматический выключатель А3716Б

Защита линии W3. Выбираем выключатели нетокоограничивающие с тепловыми и электромагнитными расцепителями (АЕ2056М, АЕ2066).

Выбираем корпус выключателя: ,

,

,

Определяем ток срабатывания теплового расцепителя выключателя: I_стр=100А

Проверяем чувствительность МТЗ:

Определяем ток срабатывания ТО

(I_с.о):

Проверяем чувствительность ТО:

Определяем ток срабатывания реле, включенного в нулевой провод линии W3, и проверяем чувствительность защиты от токов однофазного КЗ:

I_СР=0,71·20,6=14,6А

Выбираем автоматический выключатель АЕ2056М

Защита ВЛ 10 кВ

Расчет МТЗ

Определяем ток срабатывания защиты (I_с.з) по двум условиям:

- отстройки от расчетного тока нагрузки (I_{раб.макс}) головного участка (0-1) линии 10 кВ:

,

- условию селективности с более удаленной от шин 10 кВ защитой ТП 10/0,38 кВ плавкими предохранителями:

, Определяем ток срабатывания реле:

,

Выбираем уставку тока для реле РТВ по условию: .

Определяем уточненное значение тока срабатывания защиты:

.

Проверяем чувствительность защиты:

,

Расчет ТО

Выбираем ток срабатывания ТО по двум условиям:

- отстройке от максимального тока КЗ у подстанции ближайшего к шинам 10 кВ населенного пункта:

;

- отстройке от броска тока намагничивания трансформаторов 10/0,38 кВ, подключенных к линии, при их включении под напряжение:

,

Определяем ток срабатывания реле отсечки:

.

Выбираем уставку тока для реле РТМ по условию: .

Определяем уточненное значение тока срабатывания ТО:

Проверяем чувствительность защиты:

.

10. Согласование защит

Строим характеристику защиты линии W1, используя результаты расчета (п.9.2) и характеристику времени срабатывания автоматического выключателя А3714Б из приложения К.

Расчетные данные таковы: I_н.р=160 А; I_с.о=1050 А; I_к5⁽³⁾=1180 А.

Таблица 10.1. Характеристика времени срабатывания выключателя А3714Б с полупроводниковыми и электромагнитными расцепителями

I/Iн.р	1,25	2	3	4	5	6	6,6	6,6	-
I, А	Iс.п.р=200	320	480	640	800	960	1050	Iсопр=1050	IК5(3)=1180
t, с	500	150	30	9	5	3,5	3,3	0,04	0,04

Рисунок 10.2. Характеристика времени срабатывания выключателя А3714Б

Строим характеристику защиты линии W2, используя результаты расчета (п.9.2) и характеристику времени срабатывания автоматического выключателя А3716Б из приложения К.

Расчетные данные таковы: I_н.р=32 А; I_с.о=1000 А.

Таблица 10.2. Характеристика времени срабатывания выключателя А3716Б с тепловыми и электромагнитными расцепителями

I/Iн.р	1,15	1,25	1,5	2	3	4	6	8	10	15	20	25	31	31	-
I, А	Iс.т.р =37	40	48	64	96	128	192	256	320	480	640	800	1000	Iсэр= 1000	IК5(3)= 1180
t, с	5000	1800	400	150	50	30	12	7	4,5	2,5	1,8	1,2	0,8	0,04	0,04

Рисунок 10.3. Характеристика времени срабатывания выключателя А3716Б

Строим характеристику защиты линии W3, используя результаты расчета (п.9.2) и характеристику времени срабатывания автоматического выключателя АЕ2056М из приложения К.

Расчетные данные таковы: I_н.р=100 А; I_с.о=1000 А.

Таблица 10.3. Характеристика времени срабатывания выключателя АЕ2056М с тепловыми и электромагнитными расцепителями

I/Iн.р	1,15	1,25	1,5	2	3	4	5	6	8	10	10
I, А	Iс.т.р=115	125	150	200	300	400	500	600	800	1000	Iсэр= 4000	IК5(3)= 1180
t, с	10000	600	250	100	45	21	10,3	9	5	3	0,04	0,04



Рисунок 10.4. Характеристика времени срабатывания выключателя АЕ2056М

Строим характеристику защиты трансформатора ТП1, используя результаты расчета (п.9.1) и защитную характеристику плавкой вставки предохранителя ПКТ101-10-16-20 У1 из приложения К.

Таблица 10.4. Защитная характеристика предохранителя ПКТ101-10-16-20 У1 при номинальном токе плавкой вставки I_Вном=16 А

I, А	30	40	50	60	70	80	90	100	200	300
t, c	800	90	10	3	1	0,7	0,5	0,35	0,04	0,02
Iнн, А	750	1000	1250	1500	1750	2000	2250	2500	5000	7500



Рисунок 10.5. Защитная характеристика предохранителя ПКТ101-10-16-20 У1 при номинальном токе плавкой вставки I_Вном=16 А

Строим характеристику защиты линии 10 кВ, используя результаты расчета (п.9.3) и характеристику времени срабатывания реле РТВ-I из приложения К.

Исходные данные:

1)для МТЗ: I_с.р=9,7 А; I_у=10 А; I_с.з=150 А; уставка по времени в независимой части кривой - 2 с;

2)для ТО: I_с.р.о=104 А; I_уо=125 А; I_с.о=1875 А; I_к1⁽³⁾=11550 А.

Таблица 10.5. Характеристика срабатывания защиты ВЛ 10 кВ с реле РТВ и РТМ

I/Iс.з	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	-	-	-	-
I, А	150	165	180	195	210	225	240	500	1000	1875	Iс.о=1875
t, c	9	6,3	4,6	3,5	2,8	2,2	2,0	2,0	2,0	2,0	0,1
Iнн, А	3750	4120	4500	4880	5250	5600	6000	12500	25000	46800	46800



Строим карту согласования защит:

Рисунок 10.7. Карта согласования защит линии 0,38 кВ (W2), трансформатора ТП3 и линии 10 Кв

11. Технико-экономическая часть

Спецификация на оборудование и материалы

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Масса ед., кг	Приме- чание
		Изоляторы
		ТФ-20	140
		ШC10А	885
		Опоры железобетонные
		Линия 0,38кВ	35
		Линия 10кВ	295
		Потребительские подстанции
		КТП40-10-81У1	4
		КТП100-10-81У1	6
		КТП160-10-81У1	5
		Провода
		А50	4х1,38		км
		АС70	3х23,6		км
		Разъединитель РЛНД- 110Б/400 УХЛ1 тип провода ПРНЗ - 10 УХЛ1.	3
		Штырь
		С-16а	140
		ШУ-21	885
		Ячейка КРУН 10кВ	1

Расчет себестоимости передачи и распределения электрической энергии до шин 0,4 кВ

Таблица 11.1

№ п/п	Наименование элемента электропередачи	Количество	Кап. затраты, тыс. руб.
			На единицу оборудования	Всего
1	Ячейка КРУН 10 кВ	1 шт.	3,5	3,5
2	ВЛ 10 кВ	23,6км	2,4	56,64
3	КТП 10/0,38 кВ:40кВА	4 шт.	1,21	4,84
	100кВА	6 шт.	1,42	8,52
	160кВА	5 шт.	1,59	7,95

Суммарные капиталовложения:

,

Годовые издержки на эксплуатацию электрической сети 10 кВ:

,

,

И_п =3,13 тыс.руб

,

Рассчитывается переданная за год по линиям 10 кВ энергия:

,

Определяется себестоимость 1 кВтч электрической энергии (руб/кВтч), отпускаемой с шин 0,4 кВ подстанций 10/0,38 кВ:

Спецвопрос

Защита от наведенных перенапряжений

Как уже указывалось выше, наведенные перенапряжения возникают вследствие электростатической и электромагнитной индукции главным образом в проводах линий электропередачи при ударе молнии в близко расположенные объекты. Они значительно более часты, чем прямые удары молнии. Перенапряжения при этом меньше, но все же достигают десятков и сотен тысяч вольт. При этом их воздействию подвергаются практически все объекты, электрически связанные в данной установке

Качество изоляции электрооборудования характеризуется вольт-секундными характеристиками 1, то есть зависимостью значения пробивного напряжения от времени. По оси абсцисс откладывается время в микросекундах, а по оси ординат -- амплитуда импульса или волны перенапряжения (кВ или тыс. кВ), при котором происходит разрушение -- пробой изоляции объекта. Такие характеристики снимают в лабораториях, где импульсы, аналогичные импульсам молнии, получают от специальных генераторов импульсов напряжения. Импульсы имеют форму, показанную на рисунке. Поскольку длительность импульса молнии измеряется микросекундами, для определения времени пробоя используют безынерционные приборы -- катодные осциллографы. Испытательное напряжение внешней изоляции, то есть устройств, работающих на открытом воздухе, намного превосходит номинальное, но, конечно, значительно ниже напряжения молнии. Например, изоляция понижающего трансформатора с напряжением 10 кВ должна выдерживать полную волну напряжения с амплитудой 75 кВ, а срезанная волна, при которой происходит пробой изоляции, должна иметь высоту не менее 90 кВ.



От наведенных перенапряжений установки защищают при помощи грозозащитных аппаратов -- разрядников. Принципиальная схема разрядника показана на рисунке. Разрядник состоит из воздушных искровых промежутков И, включенных на каждую фазу и соединенных с землей непосредственно или через добавочное, рабочее сопротивление R.

Размеры искровых промежутков подбирают так, что вольт-секундная характеристика разрядника 2 проходит ниже вольт-секундной характеристики защищаемого объекта. Вследствие этого пробой искрового промежутка и разряд импульса в землю происходят ранее достижения амплитуды импульса, то есть при значении напряжения, меньшем, чем пробивное напряжение защищаемого объекта. На рисунке показана кривая напряжения при срабатывании разрядника. Как видно, напряжение импульса не достигает своего амплитудного значения, и, следовательно, если разрядник подобран правильно, защищаемый объект не будет поврежден.

Кроме того, задача разрядника заключается в том, чтобы погасить электрическую дугу, возникшую в искровых промежутках под воздействием рабочего напряжения установки. Дело в том, что волна перенапряжения обычно движется по всем трем фазным проводам и уходит в землю через все три искровых промежутка. Воздух промежутков за это время ионизируется, становится проводящим, и уже через них начинает идти ток к. з. от рабочего напряжения, образующий электрическую дугу. Если дуга не будет своевременно погашена, то сработает релейная защита и установка отключится, что крайне нежелательно.

Простейший грозозащитный аппарат -- это так называемый роговой разрядник, или основной воздушный искровой промежуток. Выполняют его из трех пар стержней из круглой стали диаметром 10... 12 мм, изогнутых в виде рогов.

На каждой фазе один электрод присоединен к проводу линии, а другой -- к заземленной стальной траверсе или з...