Электроснабжение сельского населенного пункта

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Электроснабжение сельского населенного пункта»

Иркутск 2014

ВВЕДЕНИЕ

Еще в первые месяцы после Великой Октябрьской социалистической революции В.И. Лениным была сформулирована задача о необходимости обратить особое внимание на электрификацию промышленности и транспорта и применение электричества к земледелию. Проблема электрификации всех отраслей народного хозяйства, а, следовательно, и электроэнергетики начиная с конца XIX века стояла, достаточно остро во всех странах в связи с высокими технико-экономическими показателями электрической энергии, легкостью ее преобразования в другие виды энергии и простотой передачи на расстояние. К началу первой мировой войны (1914 г.) электроэнергетическая база ведущих мировых стран развивалась весьма быстрыми темпами, но царская Россия, несмотря на огромные запасы топлива, и гидроресурсов, и в этой ведущей отрасли народного хозяйства заметно отставала от других капиталистических стран по установленной мощности на электростанциях и по производству электрической энергии.

В настоящее время развитие сельского электроснабжения в основном пойдет по линии развития существующих и строительства новых сетей, улучшения качества электроэнергии, поставляемой сельским потребителям, и особенно повышения надежности электроснабжения. Одновременно, конечно, будет продолжаться процесс электрификации сельских районов, удаленных от мощных энергосистем, путем строительства укрупненных колхозных и межколхозных электростанций с использованием дизельного топлива, а также гидроэнергии малых и средних водотоков существенно увеличиваются.

Следует подчеркнуть, что в настоящее время степень загруженности существующих сельских электрических сетей и потребительских подстанций для подавляющего большинства территории нашей страны невелика, и важной задачей, разрешение которой способно повысить рентабельность сельского электроснабжения - является широкое внедрение электроэнергии в производственные процессы сельского хозяйства и в быт сельского, населения.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Таблица 1.1 - Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунальных потребителей населенного пункта

Номер по плану	Электрические нагрузки потребителей
	Наименование потребителя на генеральном плане	Нагрузка потребителя
1	Одноквартирный дом	3,2	5,7
2	Двухквартирный дом	4,3	11,8
3	Овцеводческая ферма мясо-шерсного направления на15000 голов	10	15
4	Зернохранилище с передвижными механизмами ёмкостью 1000 - 2000 т.	25	8
5	Птичник клеточного содержания на 20000 кур	37	50
6	Теплица овощная с электрообогревом плёночная или остеклённая на 1кв.м	0,02	0,1
7	Овцеводческая ферма мясо-шерсного направления на 5000 голов	6	15
8	Кирпичный завод на 1-1,5млн.кирпича	25	8
9	Пункт приготовления травяной муки с агрегатом АМВ - 1,5	140	1
10	Картофеле и овощехранилище с электрокаллориферной отопительнно- вентеляционной установкой ёмкостью 1000 т.	45	17
11	Гаражна 50 автомобилей с закрытой стоянкой на 14 автомобилей	15	5
Освещение посёлка определить по плану, приняв

Стоимость электрической энергии - 0,6 руб./кВт*ч;

Расстояние от районной трансформаторной подстанции до посёлка - 8,5 км

1.2 РАСЧЕТ МЕСТОРАСПОЛОЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Расчет центров нагрузок и выбора месторасположения трансформаторных подстанций осуществляем по выражению:

;

Ниже приводятся данные, полученные при расчете.

Для ТП -1

Таблица 1.2.1

ТП	Координата X	Координата Y
ТП - 1	5,3	5,37
ТП - 2	1,52	9,63
ТП - 3	2,6	3,2
ТП - 4	8,5	6,6
ТП - 5	18,4	6,1

1.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчет нагрузок в сети 0,38 кВ проводится суммированием нагрузок на вводе или участках сети с учетом коэффициента одновременности отдельно для дневного или вечернего максимумов нагрузки.

, кВА

, кВА

где - дневная и вечерняя нагрузки на вводе;

i - количество однородных потребителей;

- коэффициент одновременности.

При помощи коэффициента одновременности можно суммировать нагрузки, отличающиеся по значению мощности не более чем в четыре раза - для коммунально-бытовой и не более чем на 5 кВА - для производственной нагрузок. Если это условие не выполняется, то суммирование нагрузок осуществляется с помощью добавок мощности:

ТП - 1

Линия 1 «Пункт приготовления травяной муки»

Линия 2 «Картофеле и овощехранилище»

ТП - 2

Линия 1 «2 зернохранилища»

Линия 2 «2 Овцеводческая ферма»

Линия 3 « Уличное Освещение»

где - длина участка;

.

ТП - 3

Линия 1 «птичник клеточного содержания»

Линия 2 «кирпичный завод»

Линия 3 «теплица весенняя плёночная»

ТП - 4

Линия 1 « 4 Двухквартирных дома»

Линия 2 « 10 Одноквартирных Домов»

Линия 3 « 8 Одноквартирных Домов»

Линия 4 « 4 Двухквартирных дома»

Линия 5 « Уличное Освещение №1»

где - длина участка;

.

Линия 6 « Уличное Освещение №2»

где - длина участка;

.

ТП - 5

Линия 1 « 6 Двухквартирных дома»

Линия 2 «6 Одноквартирных Домов + 2 двухквартирных»

Линия 3 «6 Одноквартирных Домов»

Линия 4 « 5 Двухквартирных дома + 2 одноквартирных+ гараж»

Линия 5 « Уличное Освещение №1»

где - длина участка;

.

Линия 6 « Уличное Освещение №2»

где - длина участка;

.

1.4 ВЫБОР МАРКИ И СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ ВЛ 0,38, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ

1. Выбор сечения провода для отходящих линий производим по расчетному току:

где- максимальная расчетная мощность линии, кВА;

- напряжение сети, кВ.

Примечание: сечение провода определяется по условию, что

2. Производим проверку выбранных проводов по потерям напряжения на каждом участке линии по формулам:

где - расчетный ток, А;

- длинна участка, км;

и - активное и индуктивное сопротивление 1км провода, Ом/км.

Примечание:

3. Определение потерь мощности в проводах определяется по формуле:

где - расчетный ток, А;

- активное сопротивление 1км провода, Ом/км;

- длинна участка, км

4. Максимальная расчетная мощность линии,

ТП - 1

Линия 1 «Пункт приготовления травяной муки»

Выбираю:

СИП-1А(Все жилы, в том числе несущий трос, имеют изоляционный покров из термопластичного светостабилизированного полиэтилена.)

СИП(3*35+1*50);

2.

3.

4.==0,44/0,75=0,58 кВА

5.кВА

Линия 2 «Картофеле и овощехранилище»

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==1,43/0,75= 1,9 кВА

5.кВА

= +46,9 =187,94 кВА

ТП - 2

Линия 1 «2 зернохранилища»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,75=0,95 кВА

5.кВА

Линия 2 «2 Овцеводческая ферма »

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==/0,92= 0,038 кВА

5.кВ

Линия 3 « Уличное освещение»

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==/0,6= 0,16 кВА

5.кВ

=76,8 кВА

ТП -3

Линия 1 «птичник клеточного содержания»

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==/0,92= 0,27 кВА

5.кВА

Линия 2 «кирпичный завод»

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==/0,92= 0,27 кВА

5.кВА

Линия 3 «теплица весенняя плёночная»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,75= 0,69 кВА

5.кВА

= +50,27+25,2 =176,2 кВА

ТП - 4

Линия 1 « 4 Двухквартирных дома»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98= 0,33 кВА

5.кВа

Линия 2 « 10 Одноквартирных Домов»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98= 0,5 кВА

5.кВа

Линия 3 « 8 Одноквартирных Домов»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98= 0,3 кВА

5.кВа

Линия 4 « 4 Двухквартирных дома»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98= 0,33 кВА

5.кВа

Линия 5 « Уличное освещение»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98= 0,19 кВА

5.кВа

Линия 6 « Уличное освещение»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==2,2/0,98=2,3 кВА

5.кВа

= 34,8+36+47,53+47,5+47,5+47,7+47,53=261 кВА

ТП - 5

Линия 1 « 6 Двухквартирных дома»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98=0,99 кВА

5.кВа

Линия 2 «6 Одноквартирных Домов + 2 двухквартирных»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98=1,77 кВА

5.кВа

Линия 3 «6 Одноквартирных Домов»

СИП(3*16+1*25);

2.

3.

4.==/0,98= 0,42 кВА

5.кВ

Линия 4 « 5 Двухквартирных дома + 2 одноквартирных+ гараж»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,98=4,2 кВА

5.кВА

Линия 5 « Уличное Освещение №1»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,6= 4,5 кВА

5.кВа

Линия 6 « Уличное Освещение №2»

СИП(3*25+1*35);

2.

3.

4.==/0,6= 1,66 кВА

5.кВа

=26,79+36,1+19,62+47,1+44,6+32,3=206,5 кВА

1.5 ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ

ТП	Трансформатор	Мощность, кВА	Каталожные данные
			Uном	Uк.з, %	Мощность потерь, кВт
			ВН	НН		Х.Х	К.З
1	2*ТМ-250/10	250	10	0,4	4,5	0,56	1,28
2	2*ТМ-100/10	100	10	0,4	4,5	0,365	1,97
3	2*ТМ-160/10	160	10	0,4	4,5	0,460	2,65
4	ТМ-250/10	250	10	0,4	4,5	0,56	1,28
5	ТМ-250/10	250	10	0,4	4,5	0,56	1,28

Определяем потери в трансформаторе:

Потери электроэнергии в трансформаторе определяются по формуле:

где n - количество трансформаторов на КТП,

- мощность потерь короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

- мощность потерь холостого хода трансформатора, кВт;

- расчетное число часов в году (8760), час;

- номинальная мощность трансформатора, кВА;

ТП - 1

=

кВт.ч

ТП - 2

ТП - 3

ТП-4

ТП-5

электроснабжение сельский трансформаторный

1.6 РАСЧЕТ ТОКОВ И ВЫБОР СИП НА ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Выбираем расчётный ток и сечение линии 10 кВ:

От ТП -5 до ТП - 3

10,3 А/мм

СИП(3*25);

2.

3.

4.==0,32/0,95= 0,302 кВ

От ТП -3 до ТП - 1

А/мм

СИП(3*25);

2.

3.

4.==0,105/0,83= 0,126 кВ

От ТП -1 до ТП - 4

А/мм

СИП(3*25);

2.

3.

4.==0,164/0,95= 0,17 кВ

От ТП - 4 до ТП - 2

А/мм

СИП(3*25);

2.

3.

4.==2,8/0,95= 2,95 кВ

От ТП -2 до РП

А/мм

СИП(3*25);

2.

3.

4.==0,505/0,83= 0,6 кВ

Расчет токов короткого замыкания

Знание значений токов КЗ необходимо для обеспечения быстрого отключения поврежденного элемента электрической сети и уменьшения зоны повреждения. Это достигается путем правильного выбора электрооборудования, способного не только отключать электрическую сеть от повреждений, но и выдерживать самой кратковременное воздействие токов КЗ.

К-1

Базисное напряжение и мощность системы составляет:

Определяем базисный ток

кА

Для определения суммарного базисного сопротивления до точки КЗ определяются базисные сопротивления элементов системы электроснабжения по следующим выражениям.

Для трансформатора:

Для линии:

Реактивное сопротивление системы на стороне 10,5 кВ, отнесенное к мощности трансформатора:

Суммарное сопротивление:

Начальный сверхпереходный ток в месте КЗ в относительных единицах находится по выражению:

кА

Тогда сила тока КЗ в относительных единицах примет вид:

2,2 кА

Сила ударного тока короткого замыкания:

Мощность короткого замыкания рассчитывается по формуле:

При коротких замыканиях в удаленных от электростанций сетях принимается допущение о том, что напряжение в питающей сети остается неизменным. Тогда периодическая составляющая тока КЗ останется неизменной в течение всего процесса короткого замыкания и сила установившегося тока КЗ будет равна начальному значению периодической составляющей, т. е. силе сверхпереходного тока КЗ:

4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 0,38 кВ

Ток трехфазного короткого замыкания:

Ток однофазного короткого замыкания:

Ток рабочий:

Полное сопротивление петли «фаза - нуль»:

-удельное внешнее сопротивление петли =0,6 ом/к

Сопротивление линии:

Для каждой из линии составляется схема замещения, короткое замыкание происходит на наиболее удаленном участке сети



ТП - 1

Линия 1

Линия 2

ТП - 2

Линия 1

Линия 2

Линия 3(УНО)

ТП-3

Линия 1

Линия 2

Линия 3

ТП - 4

Линия 1:

Линия 2

Линия 3

Линия 4

Линия 5(УНО №2)

Линия 6(УНО №2)

ТП-5

Линия-1

Линия -2

Линия -3

Линия -4

Линия 5(УНО №1)

Линия 6(УНО №2)

Выбор выключателей

Выключатели - это аппараты, предназначенные для отключения и включения цепей при любых режимах работы электроустановок.

К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования: надежное отключение токов любой величины; быстрота действия, то есть наименьшее время отключения; пригодность для автоматического повторного включения; взрыво - и пожаробезопасность; удобство транспортировки и обслуживания. Высоковольтные выключатели должны длительно выдерживать номинальный ток и напряжение.

Условия выбора и проверки выключателей состоят в следующем:

, (35)

, (36)

Периодическая составляющая токов КЗ в момент расхождения дугогасящих контактов:

, (37)

На электродинамическую стойкость выключатель проверяют по предельным сквозным токам КЗ:

, (38)

На термическую стойкость выключатель проверяют по тепловому импульсу тока КЗ:

, (39)

где - предельный ток термической стойкости;

Расчетные данные	Паспортные данные	Проверка
Uуст =10 кВ	Uном =10 кВ
Iраб.макс =25,242 А	Iном =1000 А
Iпф =4,43 кА	Iотк.ном=20 кА
iуд =11,3 кА	iмакс. =52 кА
Вк=654,16 кА

Выбираем выключатель ВМПЭ-10-20/1000

Выбор разъединителей РВ

Разъединители, отделители, короткозамыкатели проверяют:

- по классу напряжения;

- по номинальному току;

- по электродинамической стойкости;

Расчетные данные	Паспортные данные	Проверка
Uуст =10 кВ	Uном =10 кВ
Iраб.макс. =25,242	Iном =1000А
iуд =11,3 кА	iдин =40 кА

Выбираем разъединитель типа РВ-10/100

Быбор предохранителей 10 кВ

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	10	10	10 ? 10
Номинальные ток, А	40	23,98	40 ? 23,98

Выбор ОПН

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение (ВН), кВ	10	10	10 ? 10

Выбор трансформаторов тока

Расчетные данные	Паспортные данные	Проверка
Uном.уст = 10 кВ	Uном. =10 кВ	Uном. ?Uном.уст
Iраб.mах =25,242 А	I1ном=50 А	I1ном ?Iраб.mах
iуд=11,3кА	iдин=25 кА	iдин ?iуд

Выбираем трансформаторы тока типа ТЛК-10 Т3

Выбор трансформаторов напряжения

Расчетные данные	Паспортные данные	Проверка
Uном.уст = 10 кВ	Uном. = 10 кВ	Uном. ?Uном.уст
Iраб.mах = 25,242 А	I1ном= 30 А	I1ном ?Iраб.mах
iуд=11,3 кА	iдин= 250 кА	iдин ?iуд

Выбирам ТПЛ-10

Выбор автоматических выключателей на отходящие линии:

ТП - 1

Линия 1:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	160	106,48	160 ? 106,48
Динамическая устойчивость, кА	12	2,88	28 ? 2,88

Автомат ВА 51

Линия 2:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	37,037	63 ? 37,037
Динамическая устойчивость, кА	12	0,512	2 ? 0,512

Автомат АЕ2040М

Линия 3:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	16	16,73	63 ? 16,73
Динамическая устойчивость, кА	0,7	0,695	0,7 ? 0,695

Автомат АЕ2040М

Линия 4:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	38	63 ? 16,73
Динамическая устойчивость, кА	12	0,695	2 ? 0,512

Автомат АЕ2040М

Линия 4:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	38	63 ? 16,73
Динамическая устойчивость, кА	12	0,695	2 ? 0,512

Автомат АЕ2040М

Линия 5:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	60,85	38	60,85 ? 38
Динамическая устойчивость, кА	12	2,382	2 ? 2,382

Автомат АЕ2040М

ТП - 2

Линия 1:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	16	13	16 ? 16,73
Динамическая устойчивость, кА	12	2,9	2 ? 2,9

Автомат АЕ2020М

Линия 2:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	31,23	63 ? 31,23
Динамическая устойчивость, кА	12	3,09	2 ? 3,09

Автомат АЕ2040М

Линия 3:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	47,566	63 ? 47,566
Динамическая устойчивость, кА	12	1,4	2 ? 1,4

Автомат АЕ2040М

Линия 4:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	100	83,66	100 ? 83,66
Динамическая устойчивость, кА	2	0,4	2 ? 0,4

Автомат АЕ2050М

Линия 5:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	61,64	63 ? 61,64
Динамическая устойчивость, кА	12	0,596	2 ? 0,596

Автомат АЕ2040М

ТП -3

Линия 1:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	27,07	63 ? 27,07
Динамическая устойчивость, кА	12	1,51	2 ? 1,51

Автомат АЕ2040М

Линия 2:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	35,145	63 ? 35,145
Динамическая устойчивость, кА	12	0,39	2 ? 0,39

Автомат АЕ2040М

Линия 3:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	54,76	63 ? 54,76
Динамическая устойчивость, кА	12	0,69	2 ? 0,69

Автомат АЕ2040М

Линия 4:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	36,6	63 ? 36,67
Динамическая устойчивость, кА	12	0,584	2 ? 0,584

Автомат АЕ2040М

Линия 5:

Показатель	Каталожная величина	Расчетная величина	Условия выбора
Номинальное напряжение, кВ	0.66	0.38	0.66 ? 0.38
Номинальные ток, А	63	47,566	63 ? 47,566
Динамическая устойчивость, кА	12	1,4	2 ? 1,4

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электроснабжение сельского хозяйства Будзко И.А., Зуль Н.М. М.: Агропромиздат, 1990 г.

2. Электроснабжение сельских населенных пунктов. Наумов И.В., Василевич М.Р., Лукина Г.В. Иркутск: Типография ИрГСХА, 2000 г.

3. ПУЭ 7

4. Рычкова Л.П. Проектирование систем электрификации в сельком хозяйстве: учебное пособие. - Иркутск.: ФГОУ ВПО ИрГСХА, 2010. - 150с.

5. Электроснабжение сельского населенного пункта: Метод. указания

6. Э 45 /Сост. Н.П.Кочетков. - Ижевск: ИжГСХА, 2004. - 74 с.

7. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2006. - 408с.

Размещено на Allbest.ru