Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный агроинженерный университет

имени В.П. Горячкина

Кафедра: Электроснабжения и ЭМ

Курсовая работа

Электроснабжение населённого пункта

Выполнил

студент 52 группы

энергетического факультета

Енюшин Н. С.

Проверил

Шишкин С.А

Москва 2012г.



Введение

Необходимость в разработке настоящего проекта возникла в связи с тем, что село было электрифицировано несколько десятков лет тому назад.

В настоящее время воздушные линии напряжением 0,38 кВ, а также трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ находятся в таком состоянии, которое не обеспечивает надежное электроснабжение потребителей электрической энергии достаточно высокого качества. В последние годы в селе появились новые потребители электрической энергии, возросло потребление энергии в жилых домах, что и было учтено при разработке настоящего проекта. В проекте использованы действующие нормативные документы, разработанные в последние годы институтом «Сельэнергопроект», а также результаты ряда работ, выполненных на кафедре «Электроснабжение сельского хозяйства» МГАУ им. В.П. Горячкина. Вариант задания: № 3-У-2

3 - номер рисунка карты населённого пункта;

У - номер перечня обозначений карты населённого пункта;

2 - номер варианта дополнительных исходных данных (табл. № 4).

Таблица 1. Дополнительные исходные данные

Исходные данные	№5
Масштаб карты населенного пункта (метров в 1 см)	50
Уровни напряжения на шинах 10 кВ: - при нагрузке 100% - при нагрузке 25%	+5 0
Кол-во грозовых часов в год	60
Район климатических условий по ветру	1
Район климатических условий по гололёду	1
Материал опор (дерево)	ж/б
Наличие в жилом доме: - газа - электроплит - водонагревателей	+ - -
Населённый пункт новой застройки	+

Таблица 2. Исходные данные

Номер на плане	Объект	Мощность, кВА	Cos ц	Кол-во
		Sд	Sв
1	Ж. дом 10кв	2,66	7,35	0,9	12
2	Ж. дом 12 кв	2,68	7,4	0,9	17
3	Ж. дом 16кв	3,36	9,3	0,9	16
4	Сельская поликлиника на 150 посещений в месяц	53	58	0,9	1
5	Начальная школа на 160 учащихся	12	4	0,9	1
6	Прачечная производительностью 0,125 т белья в смену	12	12	0,9	1
7	Кирпичный завод на 1...1,5 млн.кирпича в год	25	8	0,8	1
8	Центральная ремонтная мастерская на 25 тракторов	40	15	0,8	1
9	Животноводческий комплекс по выращиванию и откорму КРС на 5000 голов	360	225	0,75	1+
10	Кузница	5	0,5	0,8	1
11	Котельная с котлами «Универсал-6» с 2 котлами	15	15	0,8	1



Раздел 1. Определение расчетных нагрузок

Дневная нагрузка:

Жилые дома

10 квартирные, 12 штук,

S_жд =

12 квартирные, 17 штук,

S_жд =

16 квартирные, 16 штук,

S_жд =

?S_жд =

Комунально - бытовые и административные потребители , 3 шт.,

Производственные потребители, 5 шт.,

Суммарная дневная нагрузка

Вечерняя нагрузка:

Жилые дома

10 квартирные, 12 штук,

S_жд =

12 квартирные, 17 штук,

S_жд =

16 квартирные, 16 штук,

S_жд =

?S_жд =

Комунально - бытовые и административные потребители , 3 шт.,

Производственные потребители, 3 шт.,

Уличное освещение:

Длина улиц: (23+11+12)·50=2300 м

Мощность освещения улиц

= 2300·7=16,1 кВт

Полная мощность



Суммарная вечерняя нагрузка

Так как суммарная дневная нагрузка больше вечерней, то дальнейшие расчеты буду производить по дневному максимум

у.



Раздел 2. Выбор количества, мощности и местоположения подстанций 10/0,4 кВ

Основные параметры всех элементов системы электроснабжения необходимо выбирать по критерию минимума приведённых затрат. Однако для выбора оптимального количества и местоположения подстанций (ТП) 10/0,38 кВ в небольших населенных пунктах достаточно надёжных аналитических методов нет. Поэтому количество ТП 10/0,38 кВ обычно определяют с учётом опыта и интуиции инженера-проектировщика.

Для ориентировочного определения местоположения подстанции определяю координаты центра тяжести нагрузок

К установке принимаются комплектные трансформаторы ТП, как наиболее экономичные.

№	S, кВА	Х, см	Y,см	№	S, кВА	Х, см	Y,см	№	S, кВА	Х, см	Y,см
ПС №1
1	2,66	1	23	1	2,66	1	18,5	2	2,68	1	14,5
1	2,66	1	21,5	2	2,68	1	17	5	12	1	13
1	2,66	1	20	2	2,68	1	16	6	12	1	11,5
ПС №2
1	2,66	2,5	23	1	2,66	2,5	18,5	1	2,66	2,5	14,5
1	2,66	2,5	21,5	1	2,66	2,5	17	1	2,66	2,5	13
1	2,66	2,5	20	1	2,66	2,5	16	4	53	2,5	12
ПС №3
2	2,68	1	10	2	2,68	1	5,5	2	2,68	1	0,5
2	2,68	1	8,5	2	2,68	1	3	7	25	1	4,5
2	2,68	1	7	2	2,68	1	1,5
ПС №4
2	2,68	2,5	10	2	2,68	2,5	3	10	5	6,5	10
2	2,68	2,5	8,5	2	2,68	2,5	1,5	11	15	8,5	10
2	2,68	2,5	7	2	2,68	2,5	0,5
2	2,68	2,5	5,5	8	40	2,5	4,5
ПС №5
3	3,36	11,5	23	3	3,36	11,5	18,5	3	3,36	11,5	14,5
3	3,36	11,5	21,5	3	3,36	11,5	17	9	360	7	12,5
3	3,36	11,5	20	3	3,36	11,5	16
ПС №6
3	3,36	13	23	3	3,36	13	18,5	3	3,36	13	14,5
3	3,36	13	21,5	3	3,36	13	17	3	3,36	13	13
3	3,36	13	20	3	3,36	13	16	3	3,36	13	12

Для ПС №1: X_p= 1см Y_p = 14,5см

Для ПС №2: X_p= 2,5см Y_p = 13,7см

Для ПС №3: X_p= 1см Y_p = 4,8см

Для ПС №4: X_p= 3,85см Y_p = 6см

Для ПС №5: X_p= 3,7см Y_p = 12,9см

Для ПС №6: X_p= 13см Y_p = 26см



Раздел 3. Электрический расчёт сети 0,38 кВ

3.1 Выбор количества трасс ВЛ 0,38 кВ

В соответствии с расположением ПС 10/0,4 кВ и питающихся от них потребителей принимаем, что от ПС №1 отходит одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС №2 одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС №3 - одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС №4 - одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС №5 - одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС №6 - одна ВЛ-0,38 кВ. Трассы их намечаем таким образом, чтобы ВЛ преимущественно проходили по двум сторонам улиц.

3.2 Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения ВЛ-0,38 кВ

3.2.1 Расчёт линий ТП №1

ТП №1 снабжает энергией потребителей № 1 - 4, 2 - 3, 5, 6. Суммарные нагрузки определяем с помощью коэффициентов одновременности и по надбавкам.

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 0,38 кВ №1.

1. Расчёт эквивалентной мощности на магистрали

Где - расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ·А;

- длина i-го магистрального участка, км.

2. Расчёт эквивалентного тока на магистрали

Где U - номинальное напряжение магистрали. U = 0,38 кВ.

3. Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали.

Где - экономическая плотность тока,

Принимаем воздушную линию сечением А35. Активное сопротивление

индуктивное сопротивление

.



4. Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как

Участок	Sрасч, кВА	Длина участка, км	Провод	Потери U, %
				на участке	от ТП
0 - 1	26,26	0,05	А35	1,43	1,43
1 - 2	18,96	0,05	А35	1,03
2 - 3	17,46	0,05	А35	0,95
3 - 4	15,96	0,05	А35	0,87
4 - 5	14,46	0,05	А35	0,79
6 - 5	7,16	0,05	А35	0,39
7 - 6	5,66	0,05	А35	0,30
8 - 7	4,16	0,05	А35	0,22
9 - 8	2,66	0,2	А35	0,58

Расчётные мощности отходящих ВЛ складываем с помощью таблицы суммирования нагрузок.

Расчётные мощности одной ВЛ, отходящих от ПС №1 равна 26,26кВ·А

По таблице экономических интервалов для трансформаторов ПС 10/0,4 кВ выбираем

Расчёт остальных ПС проводится аналогично.

От ПС №2 отходит одна воздушная линия:

- на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

.

От ПС №3 отходит одна воздушная линия:

- на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

От ПС №4 отходят две воздушные линии:

- на магистрали ВЛ №1 принимаем провод А16;

- на магистрали ВЛ №2 принимаем провод А16;

От ПС №5 отходят три воздушные линии:

- на магистрали ВЛ №1 принимаем провод А16; на отпайках - провод А70;

От ПС №6 отходит одна воздушная линия:

- на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

3.3 Определение потерь мощности и энергии в сети 0,38 кВ

Потери мощности и энергии в сети 0,38 кВ в ВЛ и ТП 10/0,4 кВ - важные технико-экономические показатели этой сети, оказывающие заметное влияние на величину приведенных затрат на сеть.

3.3.1 Определение потерь мощности и энергии в ВЛ-0,38 кВ

Возможен непосредственный прямой расчёт потерь мощности в ВЛ по величинам активного сопротивления каждого участка и тока участка

Для разветвлённых линий подобный расчёт довольно трудоёмок и его упрощают с помощью коэффициента связи между ?U% и ?Р% - коэффициента К_Н/М. Для одного участка сети с активным сопротивлением R Ом/км и индуктивным Х Ом/км сопротивлениями проводов

Установлено что для разветвлённых сетей следует ввести поправочный коэффициент К_РАЗ = 0,75 - 0,9:

В зависимости от сечения проводов и значения tgц значения Кн/м могут колебаться. Например, для сечений проводов А-50…А-120 при коэффициентах мощности cosц = 0.8…0,98 К_Н/М = 0,95…0,71. В дальнейших расчётах принято, что

Потери мощности в кВт находят по формуле

где - соответственно расчетная мощность и коэффициент мощности головного участка, значения которых берутся из таблиц №7, 8.

Потери энергии ?W, кВт·ч, в каждой линии определяются по формуле:

где - время максимальных потерь.

Используя данные о , приведенные в табл. 3.8 (2, с.40). Тогда для определения можно составить следующую вспомогательную таблицу 4.

Таблица 4. Рекомендуемые значения и для годовых графиков нагрузки

Ргол, кВт	Тmax, ч/год при нагрузке	ф, ч/год при нагрузке
	Коммунно.бытовой	произво	смешанной	Коммун.быт.	производствен.	смешанной
До 10	900	1100	1300	220	300	370
10 - 20	1200	1500	1700	330	460	550
20 - 50	1600	2000	2200	500	700	800
50 - 100	2000	2500	2800	700	1000	1200
100 - 250	2350	2700	3200	900	1130	1500
Более 250	2600	2800	3400	1060	1200	1650

Значение годового потребления энергии составит:

Все расчёты проводим в табличной форме.

электроснабжение нагрузка подстанция замыкание



Таблица №10 - Годовое потребление энергии, потери мощности и энергии в ВЛ 0,38 кВ.

№ ПС	№ линии	?U, %	?P, %	Sгол, кВА	?P, кВт	ф, ч/год	?W, кВт·ч	Тmax, ч/год	W, тыс.кВт·ч
1	1	6,56	4,6	26,26	1,15	330	379,5	1200	32,8
2	1	6,42	4,49	49,26	2,13	500	1065	1600	82,1
3	1	6,37	4,45	27,38	1,17	330	386,1	1200	34,2
4	1	9,91	6,93	18	1,22	550	671	1700	31,8
	2	3,64	2,54	16,48	0,4	370	148	1300	22,3
5	1	2,82	11,11	15,96	1,7	550	935	1700	28,2
	2	8,14	5,69	360	18,4	1500	27600	3200	1200
6	1	5,16	3,6	20,16	0,69	220	151,2	900	18,9
Итого по всем подстанциям:			31335,8		1450,3

3.3.2 Определение потерь энергии в ТП 10/0,38 кВ

Годовые потери энергии в трансформаторе с номинальной мощностью определяется по формуле:

Где , - соответственно потери ХХ и КЗ в трансформаторе при номинальной нагрузке и номинальном напряжении.

Тогда для трансформаторов составим таблицу №11.



Таблица №11. Потеря энергии в трансформаторе ПС 10/0,4 кВ.

№ ПС	Sном, кВА	Smax, кВА	?Pх, кВт	?Pк, кВт	Тmax, ч/год	t, ч/год	?W, кВт·ч/год
1	25	26,26			1200	330	379,5
2	25	49,26			1600	500	1065
3	25	27,38			1200	330	386,1
4	25	34,48			3000	920	819
5	63	375,96			4900	2050	28535
6	25	20,16			900	220	151,2
Итого:	5476,3



Раздел 4. Выбор автоматов на подстанциях 10/0,38 кВ и проверка чувствительности автоматов при однофазных КЗ

На всех ВЛ-0,38 кВ, отходящих от ТП-10/0,4 кВ устанавливаются автоматические воздушные выключатели (автоматы). Они предназначены для отключения ВЛ при аварийных и ненормальных режимах, а также для нечастых включений и отключений ВЛ. Данные об автоматах, устанавливаемых на отходящих ВЛ 0,38 кВ, приведены в табл.7.

Таблица 7. Основные данные об автоматах, устанавливаемых на отходящих ВЛ 0,38 кВ

№ ТП	№ ВЛ	SНОМ ТП, кВ·А	SРАСЧ, кВ·А	IРАСЧ, А	Тип автомата	IНОМ, А	IНОМ теплового расцепителя	Уставка тока мгновенного сраб-ия эл .маг. расцепителя	Пред. откл. ток, кА
1	1	25	26,26	39,9	А3710Б	160	50	630	75
2	1	25	49,26	74,8	А3710Б	160	100	630	75
3	1	25	27,38	41,6	А3710Б	160	50	630	75
4	1	25	18	27,3	А3710Б	160	32	630	75
	2	25	16,48	25			25
5	1	63	15,96	24,24	А3710Б	160	25	630	75
	2	63	360	546,9	АВМ10Н	1000	500	625	75
6	1	25	20,16	30,6	А3710Б	160	40	630	75

4.1 Проверка условий выбора автоматов по чувствительности

Автоматы выбирают, исходя из следующих условий:

1. Номинальное напряжение автомата



где - напряжение сети.

Условие соблюдается.

2. Номинальный ток теплового расцепителя , где - коэффициент надёжности, находящийся в пределах 1,1…1,3.

3. Предельно допустимый ток отключения автомата

где - максимальное значение тока при трёхфазном коротком замыкании за автоматом.

Для трансформатора с номинальной мощностью

Тогда:

Условие соблюдается, т.к.



4. Электромагнитный расцепитель автомата осуществляет мгновенную максимальную токовую отсечку. Для обеспечения селективной работы отсечки её ток срабатывания должен быть равен:

,

где - расчётный ток нагрузки.

При этом ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя

5. Коэффициент чувствительности отсечки (электромагнитного расцепителя)

Где - ток двухфазного КЗ в месте установки автомата.

Ток за трансформатором 400кВ·А:



6. Коэффициент чувствительности теплового расцепителя равен:

Где - ток однофазного КЗ в наиболее удалённой точке защищаемого участка линии.

Величину коэффициента чувствительности проверим для ВЛ №1:

Полное сопротивление петли «фазный провод - нулевой провод»:

Где , - активные сопротивления фазного и нулевого проводов;

- индуктивное сопротивление петли. Для ВЛ №1 петлю «фазный провод - нулевой провод» составляют 2 провода сечением А-25 (R₀ = 1,28 Ом/км). Длина петли 520 м, = 0,6 Ом/км.

Тогда:

Если ток теплового расцепителя равен 25 А, то

Заключение

Согласно выполненным расчетам, максимальная расчетная нагрузка потребителей данного населенного пункта составляет 937,83 кВ·А. Поэтому, чтобы осуществить электроснабжение населенного пункта предполагается установить 6 ТП 10/0,4 кВ мощностью 5х25 кВА и 63кВА соответственно. Годовое потребление электроэнергии составляет 1450,3 тыс. кВт·ч. Суммарные капитальные вложения на сеть 0,38 кВ равны тыс.руб., приведенные затраты - руб./кВт·ч. Себестоимость передачи энергии равна руб./кВт·ч.



Список используемой литературы

1. М.С. Левин, Т.Б. Лещинская, С.И. Белов. Электроснабжение населённого пункта. Методические рекомендации ко курсовому и дипломному проектированию. М.: МГАУ им. В.П.Горячкина, 1999.

2. Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1990.

3. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

Размещено на Allbest.ru