Расчет воздушных линий ВЛ-10 кВ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Департамент образования и науки

Тюменской области

ГАОУ СПО ТО "Ялуторовский аграрный колледж"

Курсовой проект

По дисциплине: "Эксплуатация систем электроснабжения сельскохозяйственных предприятий"

На тему: Расчет воздушных линий ВЛ-10 кВ

Выполнил: студент 241 группы

Лысенко Г. А.

Проверил: Агапов В.Н.

Ялуторовск 2014г.



Содержание

Введение

1. Технико-экономическое обоснование

2. Исходные данные

3. Расчетно-техническая часть

4. Специальная часть

Литература



Введение

Электрификация - это производство, передача и потребление электроэнергии, основа устойчивого функционирования и развития всех отраслей промышленности сельского хозяйства страны и комфортного быта населения.

На базе электроэнергетики стали развиваться промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Опыт развития электрификации показал, что надежное, качественное и дешевое электроснабжение возможно только от крупных районных электростанций, объединенных в мощные энергетические системы. Выработка наиболее дешевой электроэнергии на крупных электростанциях районного масштаба и передача ее по линиям электропередач большого радиуса обусловлена высокой концентрацией производства электроэнергии и возможностью размещений электростанций непосредственно у дешевых источников электроэнергии.

При развитии районных электростанций, объединений их в энергетические системы создаются благоприятные условия для электрификации всех отраслей промышленности и сельского хозяйства.

Электрические нагрузки в сельском хозяйстве - постоянно меняющаяся величина: подключаются новые потребители, постепенно растет нагрузка на вводе дома т.к. увеличивается насыщение бытовыми приборами, в то же время прекращают своё существование крупные животноводческие комплексы, уступая место мелким фермам.

Производство электрической энергии и ее потребление - это единый технологический процесс, к существенным особенностям которого относят:

1.наличие электросвязи между источником и приемником электроэнергии;

2.технологическое единство во времени, производстве и потреблении электроэнергии;

3.возможность создать запасы энергии в системе.

Между источником электроэнергии, генератором и приемником существует непосредственная электрическая связь. Они реализуется с помощью проводов из хорошо проводящих электрический ток материалов, что позволяет передавать электроэнергию на весьма большое расстояние.

Если электрическая нагрузка увеличивается, пропускная способность электрических сетей становиться недостаточной и появляется необходимость в их реконструкции. При этом часть воздушных линий заменяют подземными кабелями или воздушными линиями с изолированными самонесущими проводами. Основное преимущество таких сетей - высокая надёжность и большой срок службы. Проводятся работы по реконструкции электрических сетей с применением самонесущих проводов и кабелей.



1. Технико-экономическое обоснование

Воздушной линией электропередач называется инженерно-техническое сооружение, выполненное на открытом воздухе, состоящее из опор, проводов, крепящей и изолирующей арматуры, предназначенное для передачи электрической энергии на расстояния.

Воздушные линии подразделяются:

1. По классу напряжения (0,4; 10; 35; 110; 500кВ и выше)

2. По конструктивному исполнению

3. По назначению (распределительные, питающие, магистральные сети)

4. По условиям защиты (глухо-заземленная, изолированная нейтрали)

Для ВЛ - 10 кВ следует применять следующие типы опор:

1) промежуточные, устанавливаемые на прямых участках трассы ВЛ. Эти опоры в нормальных режимах работы не должны воспринимать усилий, направленных вдоль ВЛ;

2) анкерные, устанавливаемые для ограничения анкерного пролета, а также в местах изменения числа, марок и сечений проводов ВЛ. Эти опоры должны воспринимать в нормальных режимах работы усилия от разности тяжения проводов, направленные вдоль ВЛ;

3) угловые, устанавливаемые в местах изменения направления трассы ВЛ. Эти опоры при нормальных режимах работы должны воспринимать результирующую нагрузку от тяжения проводов смежных пролетов. Угловые опоры могут быть промежуточными и анкерного типа;

4) концевые, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, а также в местах, ограничивающих кабельные вставки. Они являются опорами анкерного типа и должны воспринимать в нормальных режимах работы ВЛ одностороннее тяжение всех проводов.

Опоры, на которых выполняются ответвления от ВЛ, называются ответвительными; опоры, на которых выполняется пересечение ВЛ разных направлений или пересечение ВЛ с инженерными сооружениями, - перекрестными. Эти опоры могут быть всех указанных типов.

Конструкции опор должны обеспечивать возможность установки:

светильников уличного освещения всех типов;

концевых кабельных муфт;

защитных аппаратов;

секционирующих и коммутационных аппаратов;

шкафов и щитков для подключения электроприемников.

В качестве материала для неизолированных проводов служат алюминии и сталь, в редких случаях медь. На ВЛ - 10 кВ используют сталеалюминевые провода. В сталеалюминевых проводах внутренние проволоки выполнены из стали, а наружные из алюминия. Стальные - несут механическую нагрузку, алюминиевые - электрическую.

Неизолированные провода для воздушных линий выполняют однопроволочными и многопроволочными.

Однопроволочные провода изготовляют только из меди и стали. Алюминиевые однопроволочные провода для воздушных линий применять нельзя.

Многопроволочные провода изготовляются из всех трех видов металлов в виде проволок одинакового сечения. Их число обычно равно 7, 12, 19 или 37. Для ВЛ-10 кВ применяют провода АС - 50, АС - 70, АС - 95.

Основное назначение изоляторов воздушных линий - изолировать провода от опор и других несущих конструкций. Их материал должен быть приспособлен к работе на открытом воздухе под воздействием переменных температур, осадков, солнца и т. д. Изоляторы главным образом изготавливаются из фарфора и специального стекла. Механическая прочность последних - выше, а размеры и масса меньше, чем у фарфоровых. При электрическом пробое стеклянные изоляторы разрушаются, что значительно упрощает контроль за их состоянием. Для воздушной линии 10 кВ применяют штыревые изоляторы: ШФ - 10; ШС - 10; ШФ - 20А. Если линия проходит по населённой местности, то ставится по два изолятора на каждый провод.

В данном курсовом проекте рассчитываем ВЛ-10 кВ, на основаниях расчета выбираем силовой трансформатор, аппараты защиты, оборудование и марку провода на линии электропередачи. Данное оборудование и аппараты защиты должны соответствовать государственным стандартам и требованиям по правилам устройства и эксплуатации электроустановок.

2. Исходные данные

При выполнении курсового проекта на тему ВЛ-10кВ руководствуемся основными требованиями РУМ-2011; ПУЭ; ПТЭ; ЕСКД; ГОСТ2; СНИП; Справочной и технической литературой. Основные данные вносим в таблицу:

Исходные данные Таблица 2.1

Составляем расчетную схему согласно задания:



Рис. 2.1 Расчетная схема ВЛ-10 кВ

3. Расчетно-техническая часть

Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок требуется для определения максимальной мощности, выбором мощности силовых трансформаторов, определения марки и сечения проводов, равномерности загрузки электрических сетей. Для этого необходимо знать характер нагрузки, режим работы электроустановок, коэффициенты дневного и вечернего максимума, установленную активную мощность.

В курсовом проекте принимаем "производственный" характер нагрузки.

Из справочных таблиц выбираем коэффициенты:

К_о= 0,6

К_д= 1

К_в = 0,4

Определяем активную, максимальную, дневную и вечернюю мощности.

Р _{мах д} = Р _уст · К_о · К_д (3.1)

Р_мах.в.= Р_уст · К_о · К_в (3.2)



Где Р_уст - установленная активная мощность (согласно таблицы 2.1) кВт.

К_о - коэффициент одновременности;

К_д - коэффициент дневного максимума;

К_в - коэффициент вечернего максимума.

Р _{мах д 1} = 200 х 0,6 х 1 = 120 кВт

Р _{мах д 2} = 200 х 0,6 х 1 = 120 кВт

Р _{мах д 3} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 4} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 5} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 6} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 7} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 8} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах д 9} = 100 х 0,6 х 1 = 60 кВт

Р _{мах в 1} = 200 х 0,6 х 0,4 = 48 кВт

Р _{мах в 2} = 200 х 0,6 х 0,4 = 48 кВт

Р _{мах в 3} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 4} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 5} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 6} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 7} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 8} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Р _{мах в 9} = 100 х 0,6 х 0,4 = 24 кВт

Определяем суммарную максимальную дневную и вечернюю мощности:



? Р _{мах д} = Р _{мах д 1:} +….+ Р _{мах д 9} (3.3)

? Р _{мах д} = 120 + 120 + 60 + 60 + 60 + 60 + 60 + 60 + 60 = 660 кВт

? Р _{мах в} = Р _{мах в 1} +….+ Р _{мах в 9} (3.4)

? Р _{мах в} = 48 + 48 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 + 24 = 264 кВт

В данном случае наибольшей мощностью является дневная - 660 кВт.

Находим отношение максимальной дневной к максимальной вечерней:

Для каждого токоприемника находим полную максимальную дневную и вечернюю мощности, при этом из таблицы выбираем коэффициенты мощности для полученного коэффициента:

СОSц _д = 0,73

СОSц _в = 0,76

Для каждого токоприемника определяем полную максимальную дневную и полную максимальную вечернюю нагрузки:



Определяем суммарную полную дневную и вечернюю мощности:

? S_махд= S_мах,д1+S_махд2+….+S_махд9 (3.7)

? S_махв=S_махв1+S_махв2+….+S_махв9 (3.8)

? S _{мах д} = 164 + 164 + 82 + 82 + 82 + 82 + 82 + 82 +82 = 902 кВА

? S _{мах в} = 63 + 63 + 31 + 31 + 31 + 31 + 31 + 31 +31 = 343 кВА

воздушный линия электрический трансформатор

Согласно расчетов наибольшую мощность получаем: дневную - 902 кВа. Расчет и выбор мощности силового трансформатора ТП-10/0,4 кВ

Силовой трансформатор для ТП - 10/0,4 кВ выбираем с учетом роста и перспективы развития электрической нагрузки в среднем на 5 - 7 лет.

При выборе трансформатора учитываем наибольшую максимальную мощность электроустановок. В дальнейшем расчет будем вести на примере ТП - 10/0,4 кВ. Принимаем трансформаторную подстанцию типа КТП, рассматриваем один трансформатор. Согласно раздела 3.1 - S_max =164 кВа.

Силовой трансформатор принимаем марки ТМ согласно условия:



S_ном.т? S_мах [Л3]

Согласно S_мах = 164 кВА принимаем силовой трансформатор марки ТМ - 250.

S_{ном. тр} = 250 кВА > 164 кВа

Техническую характеристику силового трансформатора заносим в таблицу

Техническая характеристика ТМ-250 Таблица 3.1

Тип	Sном кВа	Ркз кВт	Рх.х кВт	Uк.з %	Rт мОм	Xт мОм	Zт мОм	? Zт мОм
ТМ-250	250	0,74	3,7	4,5	9,4	27,2	28,7	104

Расчет и выбор неизолированных проводов для ВЛ - 10кВ

При выборе неизолированного провода учитываем электрические нагрузки, климатический район по гололеду, проверяем провода по условию потери напряжения. В целом для расчета ВЛ необходимо знать электрические, конструктивные и структурные параметры.

В нашем случае расчет будем вести методом экономических интервалов.

Расчет будем вести с самого удаленного участка, с определением активной полной мощности участка, полной эквивалентной.

Для каждого участка определяем активную мощность:

Р_уч = У Р_n ? К_o ; (3.9)

где К_o- коэффициент одновременности, который показывает вероятность одновременного включения всех токоприемников ( для одного токоприемника К_о =1,0; для двух =0,9; для трех= 0,85 ) [Л4]

У Р_n - активная мощность токоприемника.

Определяем полную мощность участка:

S_уч = (3.10)

где СОSц = 0,88

Определяем полную эквивалентную мощность для каждого участка:

S_экв = S_уч ? К_д ; (3.11)

Где К_д - коэффициент динамики

К_д = 0,7 [Л4]

Уч6-7. Р_6-7 =P₉ x K_o = 100 х 1,0 = 100 кВт

Выбираем провод:

Уч 6-7 = S_экв = 79 кВа - "АС-70"

Уч 5-6 = S_экв = 205 кВа - "АС-70"

Уч 2-5 = S_экв = 200 кВа - "АС-70"

Уч3-4 = S_экв = 143 кВа - "АС-70"

Уч2-3 = S_экв = 200 кВа - "АС-70"

Уч1-2 = S_экв = 373 кВа - "АС-70"

УчА-1 = S_экв = 588 кВа - "АС-70"

Проверяем провод на потерю напряжения:

U_доп > U_расч

U _расч = U _табл х S_уч х L_уч х 10 ^-3 (3.12)



где U _табл - это табличное значение потери напряжения, зависит от марки сечения провода, напряжения линии и от СОSц.

L_уч - длинна участка

U _А-1 = 0,565 х 839,7 х 3 х 10 ^-3 = 1,4 %

U _1-2 = 0,565 х 533,3 х 3 х 10 ^-3 = 0,9 %

U _2-5 = 0,565 х 286 х 1 х 10 ^-3 = 0,16 %

U _5-6 = 0,565 х 205 х 1 х 10 ^-3 = 0,11 %

U _6-7 = 0,565 х 113 х 3 х 10 ^-3 = 0,19 %

U _2-3 = 0,565 х 286 х 3 х 10 ^-3 = 0,48 %

U _3-4 = 0,565 х 205 х 1 х 10 ^-3 = 0,11 %

Определяем суммарную потерю напряжения линии:

U _А-7 = U _А-1 + U _1-2 +U _2-5 +U _5-6 +U _6-7 + U _2-3 +U _3-4 (3.13)

U _А-7 = 1,4 + 0,9 + 0,16 + 0,11 + 0,19 + 0,48 + 0,11 = 3,35 %

U _доп >U _расч

6% > 3,35%

Провод "АС-70" проходит по всем условиям и выбран правильно. Окончательно для всех участков выбираем провод "АС-70".

Расчет потерь электроэнергии ВЛ-10 кВ

Потери электроэнергии зависят от технического состояния электроустановок, класса напряжения, протяженности ВЛ, мощности силовых трансформаторов, сопротивления линий. Для уменьшения потерь электроэнергии в реальных условиях применяют организационные и технические мероприятия.

Определяем годовое количество электрической энергии:



W_год = Р _мах х Т _мах

где: Р_мах - активная максимальная мощность; кВт

Т_мах - число часов использования максимальной нагрузки в год; час

W_год = 600 х 3400 = 2244000 кВт.ч

Определяем время максимальных потерь:

= (0,124 + Т _мах х 10 ^-4)² х Т _год

= (0,124 + 3400 х 0, 0001)² х 8760 = 1886 часов

Определяем сопротивление линии.

R _лин = R_о х L (3.16)

X_лин = X_о x L (3.17)

Где L - длина линии, км = 13км

R_о = 0,43 Ом/км [Л4 ]

X_о = 0,38 Ом/км

R_лин = 0,43 x 13 = 5,6 Ом

X_лин = 0,38 x 13 = 4,9 Ом

Определяем годовые потери электроэнергии в линии ВЛ -10 кВ:



Определяем процент потерь электроэнергии:

Для уменьшения потерь электроэнергии предлагаем использовать организационные мероприятия.

Расчет токов короткого замыкания

Токи короткого замыкания необходимо знать для расчета и выбора аппаратов РЗА, проводов шин, кабелей в электроустановках свыше 1000 В, а также в целом для устойчивости системы электроснабжения.

Для выполнения расчета составляем схему замещения, при этом все элементы расчетной схемы будем представлять сопротивлениями. Расчет будем вести для двух точек короткого замыкания, в начале и в конце схемы.

Рис. 3.1 Схема замещения ВЛ-10кВ

Х_с - это сопротивление системы, для расчетов условно принимаем 0,25 Ом;

Х_л1 - индуктивное сопротивление провода 110 кВ

R_л1 - активное сопротивление провода 110 кВ

Х_т1 - индуктивное сопротивление трансформатора 110/10 кВ, условно принимаем для средней мощности трансформатора - 0,4.

R_л2 - активное сопротивление провода 10 кВ

Х_л2 - индуктивное сопротивление провода 10 кВ

Расчет ведем методом относительных величин.

Определяем сопротивление линии 110 кВ для провода "АС-120", протяженность линии принимаем условно L = 110 км.

Где R_о = 0,25 Ом/км [Л4]

X_o = 0,43 Ом/км [Л4]

S_б = 100 МВА

U_б - базисное напряжение линии 110 кВ

U_б = 115 кВ

Определяем сопротивление линии 10 кВ для провода "АС - 70", протяженность линии 10 кВ составляет 13 км.

Где U_б = 10,5 кВ [Л4]

R_o = 0,43 Ом/км

X_о = 0,38 Ом/км



Определяем результирующее сопротивление до точки К1:

R_рез1 = R_л1 = 0,2 (3.24)

Х_рез = Х_с + Х_т1 + Х_л1 (3.25)

Х_рез = 0,25 + 0,4 + 0,35 = 1,0 Ом

Определяем полное сопротивление:

Z_рез1 = ; (3.26)

Z_рез1 = = 1,2

Определяем результирующее сопротивление до точки К2:

R_рез2 = R_л2 + R_рез1 (3.27)

Х_{рез 3}= Х_л2 + Х_рез1 (3.28)

R_рез2 = 4,95 + 0,21 = 5,16 Ом

Х_рез2 = 4,48 + 1 = 5,48 Ом

Определяем полное результирующее сопротивление до точки К2:

Z_рез2 = ; (3.29)

Z_рез2 = = 7,5 Ом



Определяем базисный ток в точке К1 и К2:

Так как базисное напряжение в точке К1 и К2 одинаково и равно 10,5 кВ, следовательно:

Для точки К1 определяем трехфазный ток короткого замыкания:

I_к1⁽²⁾ = 0,87 x I_к1⁽³⁾ (3.32)

I_к1⁽²⁾ = 0.87 x 5,4 =4,7 кА

Для точки К2 определяем трехфазный ток короткого замыкания:

I_к2⁽²⁾ = 0,87 x I_к2⁽³⁾

I_к2⁽²⁾ = 0.87 x 0,73 = 0,63 кА



Для следующего расчета выписываем значения трехфазного тока короткого замыкания для точки К3:

I_к2⁽³⁾ = 0,73кА = 730 А

Расчет и выбор высоковольтного предохранителя ПК -10

Данный предохранитель устанавливают с высокой стороны силового трансформатора ТП - 10/0,4 кВ.

Расчет покажем на примере ТП - 10/0,4 кВ (№1)

S_ном = 250 кВа

Определяем номинальный ток трансформатора с высокой стороны:

Для выбора предохранителя с плавкой вставкой определяем ее расчетный ток по условию:

I _{р. вст.} = (2…3) х I _{н. тр.} (3.34)

I _{р. вст.} = (2…3) х 14,5 = 29 … 43,5 А

Принимаем стандартный предохранитель марки ПК -10 с плавкой вставкой на 30 А.

I_{н. вст} = 30 А [Л3]



Выписываем значения трехфазного тока короткого замыкания на стороне 10 кВ

I_{р. кз} ⁽³⁾ = I_к2 ⁽³⁾ = 730 А

Для выбранного предохранителя по ампер-секундной характеристике, с учетом расчетного тока короткого замыкания выбираем время перегорания вставки: t_в = 0,003 сек

Определяем допустимое время протекания тока короткого замыкания по обмоткам трансформатора.

Где К - коэффициент учитывающий отношение тока короткого замыкания к номинальному току трансформатора.

Проверяем выбранный предохранитель на термическую устойчивость по условию:



Условие выполнено, следовательно предохранитель выбран верно, термическая устойчивость соблюдена.

Расчет заземляющего устройства ТП - 10/0,4 кВ

Расчет будем вести на примере одной трансформаторной подстанции - 10/0,4 кВ. При этом учитываем удельное измеренное сопротивление грунта. Р_изм = 116 Ом х м,

Климатическую зону, искомое сопротивление контура заземления ( норма согласно ПУЭ ) не более r > 4 Ом, глубина заложения вертикальных заземлителей составляет:

При этом глубина траншеи для полосы связи составляет 0,8 м, теоретическая длина вертикального заземлителя = 5м.

Диаметр вертикального заземлителя - не менее 16мм (0,016м)

Полоса связи металлическая, размерами - 40x4 мм.

Внешний контур заземления выполняется как правило с четным количеством вертикальных заземлителей ( не менее 4 )

Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикальных заземлителей:

С_расч = К_с х К₁ х Р _изм, (3.37)

где К_с - коэффициент сезонности для вертикального заземлителя длиной в 5 м, учитывает климатическую зону по температуре, принимаем К_с = 1,35 [Л3], К₁ - поправочный коэффициент учитывающий состояние грунта в момент измерения сопротивления грунта, принимаем К₁ =1 [Л3]



Р _расч =1,35 х 1,0 х 116 = 156 Ом х м

Определяем сопротивление вертикального заземлителя:

где l - длина заземлителя = 5м

d - диаметр заземлителя = 0,016 м

h_ср - средняя глубина заложения заземлителя = 3,3м

Согласно ПУЭ сопротивление повторного заземления не должно превышать 30 Ом, при этом в дальнейшем для расчета принимаем 30 Ом.

Условно принимаем 6 повторных заземлений. Определяем общее сопротивление всех 6-ти повторных заземлений:

где n = 6 шт

R_в = R_пз = 33,8 Ом



Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений:

r_иск = r_з x r_пз / ( r_пз - r_з) (3.40)

где r_з = 4 Ом

r_иск = 4 x 5,6 / ( 5,6 - 4) = 14 Ом

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В, не должно быть более 10 Ом и 125/l_з, если последнее меньше 10 Ом.

r_иск = 125/ 8 = 15,5 Ом

Принимаем для расчета наименьшее из этих значений r_иск = 10 Ом

Определяем теоретическое число стержней:

Принимаем 4 стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого.

Определяем длину полосы связи:

l _г = a х n (3.42)

l _г = 5 х 4 = 20 м



Определяем расчетное сопротивление грунта для горизонтального заземления:

Р_{расч. г} = Р_изм х К_с х К₁

Где Кс - коэффициент сезонности для горизонтального заземлителя.

Кс = 4,4 [Л3]

К1 = 1,0

Р_{расч. г} = 4,4 х 1,0 х 116 = 510 Ом х м.

Определяем сопротивление горизонтального контура или полосы связи:

R_r = 0,366 x Р_{расч г} lg [2l_г² / d x h] / l_г (3.44)

Где d = 0,04 м

h = 0,8 м

R_r = 0,366 x 510 [2 x 20² / 0,04 x 8] / 20 = 41

По графикам экранирования выбираем коэффициенты экранирования для вертикальных заземлителей и полосы связи:

_в = 0,62

_г = 0,53

a/l = 5/5 = 1

Определяем действительное число стержней:



_д = R_в x _г [ 1/ (r_иск x _г ) - 1/ R_r ] / _в (3.45)

_д = 33,8 x 0,53 [ 1/ (10 x 0,53 ) - 1/ 41 ] / 0,62 = 4,6

Принимаем для монтажа количество стержней:

n_д = n_т = 6 шт

Определяем действительное сопротивление искусственного заземления:

r_иск =R_в x R_г / (R_г x n x _в + R_в x _г) (3.46)

где n = 6

r_иск =33,8 x 41 / (41 x 6 x 0,62 + 33,8 x 0,53) = 8,1 Ом

8,1 Ом < 10 Ом [Л3]

Условия выполнены.

Определяем сопротивление заземляющего устройства ( контура заземления ТП - 10/0,4 ) с учетом повторных заземлений нулевого провода.

r_расч =r_иск x r_пз / (r_иск + r_пз ) (3.47)

r_расч =8,1 x 5,6 / (8,1 + 5,6 ) = 3,3 Ом

r_расч = 3,3 < 4 Ом

Условие выполнено, расчет выполнен верно, для монтажа контура заземления принимаем 6 стержней.

Технико - экономические показатели позволяют определить годовые эксплуатационные расходы, капиталовложения на электрооборудование, а также выбрать оптимальный вариант схем электроснабжения.

Определяем капиталовложения ВЛ - 10 кВ, при этом принимаем стоимость одного километра линии = 1,5 млн рублей.

Кв = (Ст x L ) + См (3,48)

Где Ст = 1,5 млн рублей

L = 13 км

Кв = (1,5 млн x 13)+4 / 195 00000

См - стоимость монтажных работ, принимаем 40% от стоимости оборудования.

См = 40% x Ст x L / 100 = 78 00000

Определяем годовые эксплуатационные расходы:

3год = Зо + За + Зто тр + З эл + Зв (3.49)

Где 3о - годовые затраты на заработную плату, руб.

За - годовые затраты на амортизацию.

Зто тр - годовые затраты на обслуживание и текущий ремонт.

Зэл = годовые затраты на электроэнергию.

Зв - вспомогательные затраты.

Определяем годовые затраты на заработную плату

Зо = n x Z x Д x Кр + Нс (3.50)

Где n - количество электромонтеров, принимаем - 2 человека.

Z - сменная тарифная ставка одного электромонтера = 800 руб.

Д - количество рабочих дней в году, принимаем 253.

Кр - районный коэффициент увеличения заработной платы платы.

Кр = 1,15 [Л2]

Нс - дополнительные начисления, принимаем 30,8%

Нс = 30,8 (n x Z x Д x Кр) / 100 (3.51)

Нс = 30,8 (2 x 800 x 253) / 100 = 143380

Зо = 2 x 800 x 1,15 + 143380 = 608900

Определяем затраты на амортизацию:

За = А x Кв / 100

Где А - процент амортизационных отчислений, принимаем 5,7% [Л1]

За = 5,7 x 19500000 / 100 = 1111500

Определяем годовые затраты на обслуживание, текущий ремонт:

Зто тр = 10 x 19500000 / 100 = 1950000

Определяем годовые затраты на электроэнергию:

Зэл = Wгод x Ц (3.52)

Где Wгод = 2244000

Ц - стоимость 1 квт/час = 3 руб.

Зэл = 2244000 x 3 = 6732000



Определяем годовые вспомогательные расходы, принимаем 1% основных затрат:

Зв = 1% ( Зо + За + Зто тр + Зэл) / 100 (3.53)

Зв = 1% (608900 + 1111500 + 1950000 + 6732000) / 100 = 104024

Згод = Зо + За +Зто тр + Зэл + Зв (3.54)

Згод = 104024 + 608900 + 1111500 + 195 0000 + 6732000 = 10506424

4. Специальная часть

В данном разделе рассматриваем одну из электросхем для сети ВЛ- 10 кВ. Главная цепь:

СШ 10 - Секция шин 10 кВ. От секции шин 10 кВ отходит оборудование, которое получило название КРУН-10 кВ (комплексное распределение устройства напряжением 10 кВ).

Q₁ - линейный выключатель, его назначение:

1. Отключить ток к.з.;

Для вывода линии в ремонт.

ТА - трансформаторы тока типа ТПОЛ-10 (трансформатор тока проходной одновитковый с литой изоляцией). Особенность ТА - имеет одну первичную и две вторичных обмотки.

Из первой вторичной обмотки собирается токовая цепь МТЗ-10 кВ, а вторая вторичная обмотка используется для подключения измерительных приборов (амперметр для измерения нагрузки линии, ваттметр, счетчики активной и реактивной энергии).



Конструкция НТМИ - 10 состоит из электромагнитной системы в которую входит пятистержневой магнитопровод и на него наматывается три обмотки (1 - высоковольтная, соединяется в звезду; 2 - низковольтная, соединяется в звезду и с нее снимается переменное напряжение 100В на вольтметр, и на счетчик активной и реактивной энергии, на обмотки сложных реле и активный орган АВР). В нормальном режиме работы с разорванного треугольника напряжение не поступает. При обрыве фазного провода на линии 10 кВ и падении его на землю к.з. не возникает, потому что сеть работает с изолированной нейтралью и МТЗ - 10 работать не будет. В этом случае с разорванного треугольника поступает напряжение 300В(напряжение нулевой последовательности). подключается обмотка промежуточного реле центральной сигнализации, срабатывает реле и диспетчеру поступает аварийный сигнал "Земля в сети 10 кВ". Для измерения напряжения шин 10 кВ используется свойство понижать напряжение с 10 кВ до 100В.

Токовая цепь:

Эта цепь срабатывает по схеме не полной цепи(в фазе В отсутствует трансформатор тока). Реле КА-3 и КА-4 токовые реле типа РТ-10. На шинах устанавливается вставка МТЗ - 10 кВ. Токовые цепи в обязательном порядке заземляются по следующим причинам:

- обеспечивается безопасное производство работ в токовых цепях;

- при работе трансформатора тока высокое напряжение 10 кВ из первичной обмотки поступает во вторичную.

Оперативная цепь:

На оперативные шинки подается постоянное напряжение ±220В с аккумуляторных батарей.

Контакты КА 4.1 и КА 3.1 - замыкающие контакты токовых реле;

КТ1 - реле времени;

КТ 1.1 - замыкающий контакт с выдержкой времени при срабатывании t_сзмтз=(0,5?1,5)сек. время 0,5?1,5сек. дается для сгорания высоковольтных предохранителей ПК-10, которые устанавливаются на ТП - 10/0,4 кВ.

SХ 1 - электрическая накладка;

КН 1 - указательное реле "Блинкер", он срабатывает и диспетчеру приходит сигнал;

KL 1 - выходное промежуточное реле, от него идет команда на отключение линейного выключателя.

Работа МТЗ-10кВ

При к.з. на линии 10 кВ (3-х или 2-х фазное к.з.), ток от места к.з.направляется в сторону генератора, проходит по первичным обмоткам, наводится на вторичные и попадает в токовую сеть, срабатывают реле КА 3; КА 4 их контакты КА 3.1; КА 4.1 замыкаются и набирается цепь:

(+) - КА 3.1 - КТ 1 - (-) - КА 4.1

Через время t_сзмтз=(0,5?1,5)сек. замыкается контакт КТ 1, и набирается цепь:

(+) - КТ 1.1 - SX1 - КН 1 - KL 1 - (-)

и укажет что сработало МТЗ-10 на данном фидере. Сработает выходное промежуточное реле и от него пойдет команда на масленный выключатель и он отключится.

Нижнее время 0,5 сек. устанавливают по следующей причине:

линия 10 кВ подходит к ТП 10/0,4 кВ и при к.з. на силовом трансформаторе в ТП срабатывают высоковольтные предохранители ПК-10 и 0,5 сек. дается на время перегорания предохранителей.

Охрана труда - это система обеспечения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности. Как дисциплина "Охрана труда" включает в себя общетеоретические вопросы, основы законодательства по охране труда, систему управления охраной труда, производственную санитарию, технику безопасности, пожарную безопасность, оказание доврачебной помощи пострадавшим при несчастных случаях. Основная цель охраны труда, создание безопасных и безвредных условий труда на каждом рабочем месте.

Условия труда - это совокупность факторов производственной среды, оказывающих на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. На условия труда оказывают воздействие следующие факторы: санитарно-гигиенические, организационные, экономические, психологические.

Кроме производственных на формирование условий труда определенное влияние могут оказывать и некоторые непроизводственные факторы: социально-бытовые (общая культура производства, состояние дорог, подъездных путей и т.п.), природно-климатические (географические и метрологические особенности местности и т.п.).

От того или иного состояния производственных и иных факторов зависят условия труда.

Конкретных причин производственного травматизма и заболеваний много. Их можно подразделить на следующие группы: технические, организационные, санитарно-гигиенические, психологические, субъективные и экономические.

В соответствии с "Основами законодательства РФ по охране труда" каждый рабочий имеет право на охрану труда, в том числе:

- на рабочее место, защищенное от воздействий ВПФ и ОПФ;

- участие в проверке и рассмотрении вопросов, связанных с улучшением условий труда;

- Государство в лице органов законодательной, исполнительной и судебной власти гарантирует это право работникам, если их трудовые отношения с работодателем закреплены трудовым договором.

- В контракте должны быть указаны достоверные характеристики условий труда, компенсации и льготы за тяжелую работу во вредных и опасных условиях труда и т.д.

Правила техники безопасности при эксплуатации воздушной линии 10 кВ.

Требования к электротехническому персоналу:

- электротехнический персонал должен проходить медицинское освидетельствование один раз в два года и не иметь противопоказаний и увечий в соответствии с приказом номер 64 Минздрава России;

- персонал должен быть обучен безопасным методам работы, должен пройти проверку знаний по ПТБ и ПТЭ, и производственных инструкций с присвоением классификационной группы не ниже 3 для ремонтного персонала и группу 4 для оперативно-ремонтного или оперативного персонала;

- персонал должен быть обучен правилам оказания первой помощи и уметь оказывать практически первую помощь;

- лица, не достигшие 18 лет, не допускаются к работам под напряжением и верхолазным работам, верхолазные работы,

поднятие не выше 3 метров;

- при осмотре ВЛ следует идти сбоку от линии, с подветренной стороны, в труднодоступных местах и при плохих погодных условиях осмотр ВЛ производится двумя электромонтерами;

- отсутствие напряжения следует производить указателем напряжения типа УВН;

- при проверке отсутствия напряжения на любых типах опор необходимо проверять отсутствие напряжения на линии указателем типа УВНК-10Б, т.к. данный указатель может предварительно не касаясь токоведущих частей предупредить о наличии напряжения на линии;

- при работе персонала должен быть полностью оборудован спец.сооружением и оборудование должно соответствовать техническим данным.

Курсовой проект на тему ВЛ - 10 кВ выполнен в соответствии с утвержденным заданием, согласно перечня исходных данных.

Расчетно-пояснительная записка включает в себя разделы:

00. Введение

01. Технико-экономическое обоснование

02. Исходные данные

03. Расчетно-техническая часть

04. Специальная часть

00. Заключение

00. Список литературы

Расчетно-техническая часть содержит основные расчеты для ВЛ - 10 кВ.

Определили электрические нагрузки, наибольшей является дневная - 902кВа.

Выбрали мощность силового трансформатора на примере одной ТП.

ТМ - 250 Sном = 250 кВа

Рассчитали и выбрали провод для ВЛ - 10 кВ "АС -70", рассчитали потери электроэнергии в линии, они составили - 3,35%.

Рассчитали токи короткого замыкания для двух точек в начале и в конце линии.

Выбрали предохранитель марки ПК -10/30

Рассчитали контур заземления ТП - 10/0,4 кВ, сопротивление составило 3,3 Ом.

Определили годовые эксплуатационные затраты, они составили - 10506424 руб.

Рассмотрели специальную часть проекта с описанием схемы МТЗ -10 кВ.

Рассмотрели вопрос охраны труда и техники безопасности.

Графическая часть соответствует требованиям ЕСКД и выполнена на двух листах установленного формата.



Литература

Акимцев Ю.И. Электроснабжение сельского хозяйства. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Колос, 1994 г. [Л1]

Будзко И.А. Электроснабжение сельского хозяйства.-М.: Колос, 2000 г. [Л2]

Коганов И.П. Курсовое и дипломное проектирование.-М.: Агропромиздат, 1990 г. [Л3]

Харкута К.С. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства.-М.: Агропромиздат, 1992 г. [Л4]

Размещено на Allbest.ru