Введение

Сельские электрические сети всегда отличались существенно более низкой надежностью по сравнению с сетями других назначений (промышленными, городскими).

Низкий уровень надежности сельских сетей приводит к тому, что надежность электроснабжения присоединенных к ним потребителей часто не соответствует требуемой.

Проблема обеспечения необходимой надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей обострилась в связи с дальнейшим развитием сельскохозяйственного производства на промышленной основе. Это приводит к значительному увеличению числа ответственных сельскохозяйственных потребителей.

Надежное обеспечение электроэнергией сельскохозяйственных потребителей может быть достигнуто внедрением комплекса мероприятий, направленных на повышение надежности работы линий электропередачи и трансформаторных подстанций путем совершенствования схем электроснабжения, увеличение объемов капитального ремонта электрических сетей, обеспечение трансформаторных подстанций 35-110 кВ резервным питанием, сокращения протяженности линий 10 кВ, их секционирования и оснащения средствами автоматики (АПВ, АВР) подстанций.

Вместе с тем необходима разработка и осуществление технических мероприятий по повышению надежности непосредственно у потребителей: к числу таких мер относится строительство закрытых трансформаторных подстанций (ЗТП- 6-20/0,4 кВ), а также линий 10- 0,4 кВ для резервного питания и др.

Целью данного дипломного проекта является реконструкция электрификации центральной усадьбы, т.к. с ростом производственных мощностей, естественно, существующие воздушные линии и трансформаторные подстанции не могут удовлетворять растущие потребности в электрической энергии. Поэтому электрификация центральной усадьбы подлежит реконструкции.

Технической основой решения задачи является автоматизация электрических сетей позволяющая достичь требуемого уровня надежности питания потребителей, качество электрической энергии с высокой степенью экономичности при сокращении затрат труда и повышения безопасности обслуживания.

Перевод сельскохозяйственного производства на промышленную основу и появления в связи с этим в сельском хозяйстве потребителей I категории надежности вызвали необходимость существенного повышения уровня надежности электроснабжения сельских потребителей.

Электрификация создает важнейшие условия для перевода сельского хозяйства на интенсивный путь развития.

Современные сельскохозяйственные предприятия стоятся с высокой степенью автоматизации, что требует обеспечения высокой надежности и качества электроснабжения с целью исключения возможности срыва технологического процесса. Темой данного проекта является автоматизация сельских электрических сетей. Опыт показывает, что за счет внедрения автоматизации можно получить значительный экономический эффект путем внедрения наиболее современных устройств автоматики (АПВ, АВР, более чувствительных защит). Применение комплекса защит повысит электробезопасность в электроустановках.

1. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСТВА

1.1 Местоположение и специализация хозяйства

Совхоз «им. Ленина» Пристенского района Курской области организован в Центральная усадьба село Ярыгино располагается в северо-восточной части землепользования совхоза и находится на расстоянии 10 км. От районного центра п. Пристень. Сообщение с районным центром осуществляется автотранспортом по асфальтированной дороге. В районном центре находится железнодорожная станция и в 100 км от центральной усадьбы располагается областной центр г. Курск.

Пункты сдачи сельскохозяйственной продукции в п. Пристень.

Местоположение хозяйства дает возможность быстрого снабжения машинами, удобрениями. Близость к районному центру, хорошие дороги - это возможность сбыта продукции хорошего качества. Для определения специализации совхоза анализируем структуру товарной продукции (таблица 1).

Таблица 1 - Структура товарной продукции

Наименование отраслей и видов продукции	2002	2003	2004	В среднем за 3 года
	Тыс. Руб.	%	Тыс. Руб.	%	Тыс. Руб.	%	Тыс. Руб.	%
Растениеводство:
всего	110,9	38,6	175,6	43,2	181,3	41,0	156,3	41,2
В том числе:
Зерно	195	6,7	202	5	151	3,4	183	4,8
Картофель	591	20,4	1095	26,9	1167	26,4	951	25,1
Овощи	333	11,5	459	11,3	495	11,2	429	11,3
Животноводство
Всего	1679	58,0	2162	53,0	2404	54,4	2081	56,0
В том числе:
молоко	505	17,4	848	90,8	898	20,3	750	19,8
Мясо крс	935	32,3	885	21,7	1192	27	100,4	26,2
Мясо свинины	228	7,9	416	10,2	295	6,7	313	8,3
Шерсть	11	0,4	13	0,3	17	0,4	14	0,4
Итого по хозяйству	2788	96,6	3918	96,2	4217	95,4	3644	96,2

Проведенный анализ производственной деятельности за последние 3 года показывает, что за период с 2002 года по 2004 годы совхоз специализировался на производстве молока, мяса, овощей, картофеля. Совхоз за последние 3 года реализовал продукции на сумму 3644 тыс. руб., в том числе выручка от реализации молока составила 750 тыс. руб. (19,8%), мяса 1317 тыс. руб. (34,8 %), продукции картофеля 951 тыс. руб. (25,1 %), овощей 42,9 тыс. руб. (11,3 %).

Таким образом, направление хозяйства молоко, мясо, картофель, овощи.

1.2 Оснащенность энергетическими средствами производства

Общие сведения о структуре энергетических средств совхоза «им. Ленина» сведены в таблицу 2.

Таблица 2 - Оснащенность энергетическими ресурсами

Показатели	2002	2003	2004	В % к каждому году
Всего энергоресурсов, кВт	11844,1	11916,5	12146	102
Энергообеспеченность на 1 га пашни: по мощности, кВт по расходу элекроэнергии, тыс. кВт *ч	0,63 377,2	0,67 623,1	0,74 735,9	117 195

Основным потреблением электроэнергии является комплекс по производству молока и выращиванию нетелей. На комплексе элекрифицированы следующие процессы: раздача кормов, навозоудаление, дойка коров, кормоприготовление, вентиляция, подача горячей воды. За последние три года увеличились энергоресурсы в основном введением новых производственных мощностей. Заметно увеличились электропотребление в связи с электромеханизацией технологических процессов на комплексе.

Из таблицы 2 видно, что хозяйство имеет высокую электровооруженность труда по установленной мощности и достаточно высокий уровень элекрификации.

Достаточное представление об энергетики хозяйства дает таблица 3, где сведены результаты работы за год.

Таблица 3 - Общие сведения об энергетики хозяйства

Наименование показателя	Результаты за 2004 год
Энергетические мощности, всего тыс. кВт	12
Трансформаторы, всего, шт.	16
Установленная мощность трансформаторов, кВт	2305
Электродвигатели, всего, шт.	410
Установленная мощность эл. Двигателей, кВт	2500
Получено с государственной энергосистемы
Электороэнергии, тыс. кВт.ч	2587
Отпущено, всего тыс. кВт. ч	2587
В том числе на:
Производственные нужды	2237
Подсобные предприятия	200
Освещение и быт	150

График использования электроэнергии за 2004 год приведен на рис. 1 в 2001 году было использовано 1963 тыс. кВт.ч., в 2002 году - 2094 тыс. кВт.ч, в 2003 году - 2587 тыс. кВт.ч.

1.3 Обеспеченность трудовыми ресурсами

Совхоз «им. Ленина» Пристенского района Курской области практически обеспечен трудовыми ресурсами. Это связано с близким расположением к районному центру, обеспеченность четким графиком автобусного сообщения и решения социальных вопросов. В совхозе хорошо идет жилищное строительство, работает детский сад на 50 мест, имеется торговый центр, дом культуры. Достаточно высокий уровень электрификации труда сельскохозяйственного производства. В хозяйстве достаточно квалифицированная служба энергетиков, электромантерами совхоз укомплектован. Штат электромантеров не рассчитан исходя из объема работ по обслуживанию электрохозяйства в условных еденицах. В перспективе электрохозяйство почти в 1,5 раза увеличат энергетические мощности с вводом II очереди комплекса по производству молока, зерносклада и картофелехранилища. Естественно, штат электротехнической службы увеличится, правлением совхоза предусмотрено это.

1.4 Результаты хозяйственной деятельности

Приводим основные показатели, характеризующие эффективность производства в совхозе «им. Ленина» (Таблица 4)

Таблица 4 - Основные экономические показатели

Показатели	2002	2003	2004	2004 в % к 2002
Стоимость валовой продукции, тыс. руб.	4568	5036	4807	105
Произведено валовой продукции на среднегодового работника, руб.	6497	8882	7949	122
Стоимость товарной продукции, тыс. руб.	2895	4070	4415	152
Урожайность основных с/х культур, т/га:
Зерновых	25,1	37,2	30,2	128
Картофеля	139,0	196,0	183,0	131,7
Корнеплоды	368	410	496	134,8
Многолетние на сено	33	38	40	121
Среднегодовой удой молока от 1 коровы, кг	2968	2870	2901	97,7
Прибыль (+) или убыток (-)
Всего, тыс. руб.	+497	+1468	+1667
В том числе:
В животноводстве	-209	+416	+572
В растениеводстве	+616	+1107	+1046
Уровень рентабельности с/х производства, %	17,4	53,0	53,2

Анализируя основные экономические показатели работы совхоза за последние три года приходим к выводу, что хозяйство значительно улучшило свои экономические показатели. Если в 2002 году животноводство не приносило прибыль, то в 2004 году прибыль составила 572 тыс. руб. Повысился уровень рентабельности сельскохозяйственного производства. В 2004 году значительно повысилась урожайность зерновых, картофеля, корнеплодов, многолетних трав на сено. В 2004 году снизился среднегодовой удой молока от 1 коровы.

1.5 Обоснование реконструкции центральной усадьбы совхоза «им. Ленина» Пристенского района Курской области

На территории комплекса по производству молока дополнительно к существующему зданию проектируется два коровника на 400 голов каждый, одно родильное отделение на 160 голов, сенохранилище, кормоцех. В непосредственной близости от комплекса запроектирован комбикормовый завод. На складском секторе дополнительно предусмотрено механизированное зернохранилище на 1000 т. и секционное картофелехранилище на 2000 т.

По проекту, к существующему клубу намечается пристроить здание спортзала. Тут же проектируется административное здание, торговый центр, котельная и группа 16-ти и 8-ми квартирных домов.

Всего установленная мощность вновь вводимых объектов составляет порядка 300 кВт.

Существующие линии 0,38 кВ не могут соответствовать будущим электрическим нагрузкам, сечение проводов не отвечают существующим требованиям ни по усвоению нагрева, ни по допустимому падению напряжения. Мощности существующей трансформаторной подстанции на 160кВт будет ясно недостаточно при введении новых энергоемких производственных процессов.

Следовательно, необходима реконструкция электрификации центральной усадьбы совхоза «им. Ленина». Необходимо произвести расчеты электрических нагрузок с учетом перспективного развития центральной усадьбы, выбрать трансформаторы новой мощности, рассчитать новые сечения сетей и сделать реконструкцию. Существующая трансформаторная подстанция на комплексе не удовлетворяет требованиям надежности электроснабжения потребителей I категории, так как не имеет резервного питания. Это еще раз доказывает необходимость реконструкции электрификации центральной усадьбы.

2. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

2.1 Определение электрических нагрузок и выбор мощности трансформаторных подстанций

Расчет электрических нагрузок в сельскохозяйственных районах производится в соответствии с методическими указаниями по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38- 110 кВ сельскохозяйственного назначения (21), разработанными Сельэнергопроектом и утвержденными в 1996 году.

За расчетную нагрузку принимается наибольшее значение полной мощности 0,5 ч., которое может иметь место на вводе к потребителю электроэнергии и в электрической сети в расчетном году с вероятностью ниже 0,95. При этом различают дневные и вечерние нагрузки.

Жилые дома. Сельским жилым домам при расчете считается (при расчете нагрузок) одноквартирный дом или квартира в многоквартирном доме, имеющие отдельный счетчик электроэнергии.

Для наружных сетей 0,38 кВ расчетные нагрузки и потребление электроэнергии на один сельский дом находится по кривым (21), исходя из существующего электропотребления. Расчетная нагрузка на вводе в сельский дом при удельном потреблении 700 кВт. ч (по данным участка Пристенского энергонадзора) по номограммам (21) годовое потребление электроэнергии в конце расчетного периода составит 960 кВт. ч на дом и расчетная нагрузка 2,1 кВт/ дом.

Нагрузка группы домов, присоединенных к расчетному участку определяется как сумма мощностей на вводе умноженное на коэффициент одновременности для данного количества домов. Коэффициент участия нагрузки жилых домов в дневном максимуме составляет 0,3, а в вечернем максимуме бытовая нагрузка учитывается с коэффициентом равным 1 (21).

Расчетные нагрузки для вечернего максимуму на вводах в сельский дом определяем с учетом коэффициента одновременности по таблице 3,5 (3).

Sв = S расч. * n * K од (1),

Где S расч. - расчетная нагрузка на вводе в сельский дом, кВт/дом,

n - количество домов в группе,

K од - коэффициент одновременности.

S вд-6 = S расч. * n * K од. = 2,1*6*0,50=6,3 кВА

S вд-7 = 2,1*7*0,48 = 7,1 кВА

S вд-8 = 2,1*8 * 0,47 = 7,9 кВА

S вд-11 = 2,1*11 *0,43 = 9,9 кВА

S вд- 13 = 2,1*13 *0,41 = 11,2 кВА

S вд-12 = 2,1* 12 * 0,42 = 10,6 кВА

S вд-18 = 2,1* 18 * 0,39 = 14,7 кВА

S вд-20 = 2,1 * 20 * 0,38 = 16,28 кВА

S вд-27 = 2,1 * 27 * 0,35 = 19,9 кВА

S вд-35 = 2,1 * 35 * 0,31 = 23 кВА

Нагрузки для дневного максимума находим по формуле (2) с учетом коэффициента участия

S g = S расч. * n * K уч (2)

S gд -6 = 2,1*6* 0,3 = 3,78 кВА

S gд - 7 = 2,1*7* 0,3 = 4,41 кВА

S gд -8 = 2,1*8* 0,3 = 5, 04 кВА

S gд -11 = 2,1*11* 0,3 = 6,93 кВА

S gд - 12 = 2,1*12* 0,3 = 7,56 кВА

S gд - 13 = 2,1*13* 0,3 = 8,19 кВА

S gд - 18 = 2,1*18* 0,3 = 11,34 кВА

S gд - 20 = 2,1*20* 0,3 = 12,60 кВА

S gд - 27 = 2,1*27* 0,3 = 17,01 кВА

S gд - 35 = 2,1*35* 0,3 = 22,05 кВА

Данные сводим в таблицу 5.

Общественные и коммунальные предприятия.

Расчетные нагрузки на вводах в общественные и коммунальные предприятия приведены в (21). Сводим расчетные нагрузки дневного и вечернего максимума 5.

Таблица 5 - Расчетные нагрузки на вводах в жилые дома, общественные и коммунальные предприятия

Объект	Количество	Дневной максимум S g, кВА	Вечерний максимум S в, кВА
1	2	3	4
Д -6 группа из 6 домов Д -7 группа из 7 домов Д - 8 группа из 8 домов Д - 11 группа из 11 домов Д - 12 группа из 12 домов Д - 13 группа из 13 домов Д - 18 группа из 18 домов Д - 20 группа из 20 домов Д - 27 группа из 27 домов Д - 35 группа из 35 домов	2 5 1 1 1 1 1 1 1 1	3,78 4,41 5,04 6,93 7,56 8,19 11,34 12,6 17,01 22,05	6,3 7,1 7,9 9,9 10,6 11,2 14,7 16,0 19,9 23,0
Торговый дом в составе: Столовая на 75 посадочных мест Комбинат бытового обслуживания Магазин смешанной торговли, 154 м*м Административное здание Клуб на 400 мест со спортзалом Магазин на 2 рабочих места Детский сад- ясли на 140 мест Аптека Средняя школа на 464 учащихся Столовая на 35 посадочных мест Сельская поликлиническая больница Стадион Танцплощадка Летняя эстрада Котельная Баня на 40 мест Дом механизатора и животновода	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	20 5 6 5 6 2 20 0,5 25 10 15 2 0,5 2 23 8 1	10 2 10 5 20 4 10 1 8 3 30 5 4 3 23 8 3

Составляем расчетную схему рис.2.

Расчетные нагрузки определяем на отходящих линиях для дневного и вечернего максимума с использование добавок, таблица 27 (5).

Линия 1

SgI = 20+4,2+0,3+1,2+3+2,7+2,7+2,7+2,7+6,2+7+4,5+27 = 59,3 кВА

S вI = 14,7+4,2+6,5+4,8+4,2+4,2+2,4+1,8+3,0+6+6+4,2+4,2 = 66,2 кВА

Аналогично считается для линий 2,3,4, получаем

SgII = 51,1 кВА S вII = 44,5 кВА

SgIII = 47.9 кВА S вIII = 81,1 кВА

SgI V = 94,1 кВА S вIV = 126,5 кВА

Расчетную нагрузку на вводе ТП 10/ 0,4 кВ определяем суммированием нагрузок отходящих линий с учетом добавок таблица 27 (5)

S тпg = 94,1+32,5+34,7+41 = 202,3 кВА

S тпв = 126,5+55+ 29,5+ 45 = 256,0 кВА

Нагрузку уличного освещения рассчитываем в соответствии с приложением 3 (4)

S = Sо* L (3),

Где Sо - расчетная нагрузка на 1 м длины улицы, ВА

L - длина улиц, м

S = 6* 4600 = 27,6 кВА

Суммарная расчетная нагрузка на вводе ТП 10/0,4 кВ с учетом уличного освещения

S тпg = 206,5 кВА

S тпв = 256 + 27,6 = 283,6 кВА

Мощность трансформатора на ТП 10/ 0,4 кВ выбираем по большему (в данном случае вечернему) максимуму нагрузки по приложению 15 (4).

Согласно интервалам экономических нагрузок с учетом допустимых систематических перегрузок принимаем трансформатор мощностью 400 кВА, ТМ - 400, трансформаторная подстанция типа КТПП - 10/ 0,4 кВ, так как имеются потребители II категории - больница и котельная.

Производственные потребители.

Расчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ определяют суммирование нагрузок на вводе или на участках сети с учетом коэффициентов одновременности отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузки. Расчетная дневная нагрузка на участке линии или на шинах трансформаторной подстанции:

Sg = Ко ? Sgi (4)

Sв = Ко ? Sвi (5)

где Sgi, Sвi - дневная и вечерняя нагрузки на вводе i-го потребителя

Ко - коэффициент одновременности.

Если нагрузка однородных потребителей отличаются по значению более чем в 4 раза, то суммирование их рекомендуется производить не с учетом коэффициента одновременности, а по таблице 3,6 (3) попарно.

Расчетные нагрузки на вводах в производственные и общественные здания взяты из таблиц (3) (11) и сведены в таблицу 6.

Расчетная схема приведена на рис. 3.

Расчетные нагрузки по линиям определяем суммирование нагрузок потребителей пользуясь таблицей 3,6 (3).

Линия 1

SgI = Sgк + Д Sp = 90+34+8,5+1,2 = 133,7 кВА

SвI = Sвк + Д Sp = 54+9+15+1,2 = 79,2 кВА

Аналогично рассчитываем для линий 2,3,4,5,6

SgII = 116,7 кВА SвII = 86,8 кВА

SgIII =138,0 кВА SвIII = 77,0 кВА

SgIV = 95,6 кВА SвIV = 59,6 кВА

SgV = 39,5 кВА SвV = 10,4 кВА

SgVI = 50,0 кВА SвVI = 50,0 кВА

Таблица 6 - Электрические нагрузки производственных и общественных потребителей

Наименование потребителя	количество	Sg, кВА	Sв, кВА
Коровник на 400 голов Родильное на 160 голов Кормоцех Конюшня на 20 лошадей Автовесы Насосная станция Котельная Ветсанпропускник на 90 человек Ветпункт в составе: Стационар на 30 мест Амбулатория Изолятор на 10 мест Комбикормовой завод производительностью 25 т/сутки Сенохранилище Зерносклад на 1000 т Секционное хранилище на 1000 т семенного картофеля	4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	90 14 50 1,3 2 8 23 2 23 3 1 50 10 25 14	54 24 15 1,3 2 8 23 2 23 2 1 50 0 8 14

Расчетная схема приведена на рис. 3.

Расчетную нагрузку на вводе ТП -10/0,4 кВ определяем суммированием нагрузок отходящих линий с использованием добавок (3)

S тпg = 13,8+80+65+26+34+92 = 430 кВА

S тпв = 86,8+ 53+41+6+34+55 = 271,8 кВА

Нагрузку уличного освещения рассчитываем в соответствии (3), т. е. нормативы нагрузки наружного освещения территории хозяйственных дворов составляет 250 ВА на одно помещение и 3 ВА на 1 м длины периметра двора.

S = Sо *L= 3*3000 = 9 кВА

Суммарная расчетная нагрузка на вводе ТП -10/0,4 кВ с учетом уличного освещения:

S тпg = 430 кВА

S тпв = 271,8 + 9 = 280,8 кВА

Выбираем мощность трансформаторов по большему (в данном случае дневному) максимуму нагрузки.

Выбираем двухтрансформаторную подстанцию, так как согласно (25) электроприемники к потребителям I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания.

Мощность трансформаторов 2 X 400 кВА. Питание осуществляется по воздушным линиям ВЛ - 10 кВ от п/ст 35/ 10 кВ «Ржавская», фидер № 11 I- я секция шин, протяженностью ВЛ - 10 кВ 2,5 км. Второй ввод тоже от п/ст 35 /10 кВ «Ржавская», фидер № 12 II- я секция шин 10 кВ протяженностью ВЛ 10 кВ 2 км.

Согласно (25) установка автономных источников резервного электропитания (АИР) должна предусматриваться для резервного питания электроприемников I категории, а так же электроприемники II категории независимо от наличия резервного питания по электрическим сетям.

В качестве АИР используем передвижную электроподстанцию ДЭС. Для комплекса по производству молока на 1600 голов резервируемая нагрузка 200 кВт, принимаем ДЭС - 100+2, т. е. мощность 100 кВт в количестве 2 шт. (25)

ДЭС принимаем для сверхнадежности электроснабжения и в целях повышения надежности и устойчивости объекта гражданской обороны.

Согласно (25) для электроснабжения потребителей I категории принимаем схему для питания ТП-10/ 0,4 кВ сетевым резервированием рис.4.

Принимаем закрытую трансформаторную подстанцию (ЗТП) с воздушными вводами и двумя трансформаторами мощностью по 400 кВА каждый. Здание подстанции двухэтажное. На первом этаже располагаются помещения для силовых трансформаторов и РУ- 0,38 кВ., на втором этаже РУ - 10 кВ. Для подъема на второй этаж служит металлическая лестница. Стены здания кирпичные, перекрытия из железобетонных плит. РУ - 10 кВ комплектуется из камер КСО, а РУ - 0,4 кВ из панелей типа ЩО - 70.

2.2 Расчет силовых нагрузок и выбор технологического оборудования кормоцеха

Подготовка кормов к скармливанию животным очень важное звено в системе животноводства и играет решающее значение в повышении продуктивности скота и в конечном итоге на выход продукции животноводства.

В себестоимости молока и мяса на долю кормов приходится 50 - 60% всех затрат. Поэтому рациональная организация процесса кормоприготовления с максимальным применением электропривода значительно снижает затраты на производство кормов.

В своем составе корма содержат все питательные вещества необходимые для организма животного. Однако их усваиваимость и питательность зависит от предварительной подготовки перед скармливанием, обработка кормов позволяет сократить затраты энергии животного на пережевывание, создает хорошие условия для смешивания и раздачи.

Технологический процесс обработки и подготовки кормов зависит от вида зоотехнических требований. Выбор машин и технологического оборудования для кормоприготовления производится на основании суточных рационов. Производительность машин и оборудования выбираем по зимнему рациону кормления, так как в этот период обработке подвергается основное количество кормов.

Анализируя таблицу 7 суточного рациона, видно, что основную часть в рационе составляют грубые корма. Исходя из этого выбираем схему технологического процесса приготовления кормов, представленную на рис. 5. Согласно технологической схемы производим выбор оборудования и к нему электродвигателей.

Подача кормов (корнеплодов) осуществляется транспортером ТК- 5 производительностью 5 т/ч. Ковшовые транспортеры предназначены для вертикального или наклонного перемещения корнеклубнеплодов. Они состоят из непрерывной прорезиненной ленты с закрепленными ковшами.

Мощность электродвигателя определяем по формуле:

Р = Q / 367 зn * h / з m кВт,

Где: h - высота подъема,

зn - КПД передачи,,

з m - КПД транспортера,

Q - производительность транспортера

Принимаем ближайший по каталогу электродвигатель: 4А100L4У3 Р н = 4,0 кВт n = 1430 об/мин, cos ц = 0,84, з = 84 %

Таблица 7 - Расчет потребности в кормах на стойловый и пастбищный период

Вид животных	Количество	сено	солома	силос	корнеклубнеплоды	концкорма
		На 1 голову кг	Всего т	На 1 голову кг	Всего т	На 1 голову кг	Всего т	На 1 голову кг	Всего т	На 1 голову кг	Всего т
Коровы Стойловый период 210 дн	1600	20	32	3	4,8	2,5	4	20	32	5	8
Итого за период	1600		6720		1008		840		6720		1680
Коровы Пастбищный период	1600	-		-		-		-		4	6,4
Итого за период											998,4

Составляем нагрузочную диаграмму

Алгоритм расчета (формульный)

1. Продолжительность работы электродвигателя, мин

t p = t1 + t 2 + t 3 + t 4 = 80 мин

2. Эквивалентная (среднеквадратичная) мощность нагрузки ЭД, КВт

3.

Р э =

Р э = кВт

4. Средняя мощность нагрузки ЭД (кВт)

P ср = = 3,4 кВт

5. Коэффициент формы НД

К ф =

6. Коэффициент механической перегрузки ЭД

Pм = ,

Где Т н = 6,0

Pм =

7. Потребная мощность по допустимому нагреву, кВт

Рм = кВт

8. Потребная Мощность ЭД из условия обеспечения пуска, кВт

Рg(п) =

Мn = 2 Мк = 2,4 Р с.п. = 3,4

Рg(p) = 3,4 кВт

9. Потребляемая мощность ЭД из условия обеспечения перегрузки при работе, кВт

Рg(p) = кВт

Выбираемый двигатель удовлетворяет всем условиям:

Рg ? Рg(нг) Рg ? Рg(п) Рg ? Рg(р)

Аналогично расчет производим для остальных электродвигателей.

2.3 Электрический расчет сетей 10 и 0,38 кВ

2.3.1 Определение допустимой потери напряжения.

Допустимую потерю напряжения в сетях 10 и 0,38 кВ определяем по отклонению напряжения у сельскохозяйственных потребителей, которое должно быть в пределах ± 5 % (ГОСТ 13109-97) (для животноводческих комплексов). Для этого составляем таблицу 9 отклонений и потерь у потребителей.

Таблица 9 - Потери отклонения напряжения

Элементы сети	Надбавки потери напряжения
	100 %	25 %
Шины 10 кВ	+ 5	0
ЛЭП- 10 кВ	- 3,5	- 1,25
Трансформатор 10/0,4 кВ Надбавка потери	+ 5 - 4	+ 5 - 1
ЛЭП 0,38 кВ	- 7,5	0
Отклонения напряжения у потребителе	- 5 %	+ 2,75 %

Вносим в таблицу 9 известные величины: отклонение напряжения трансформатора 10/ 0,4 кВ, которое можно считать при полной нагрузки - 4 %, а при 25 % полного напряжения - 1%. Кроме того, учитывая допустимые потери отклонения у потребителя при полной нагрузки - 5 %. Задаемся надбавкой трансформатора 10/0,4 кВ, которая может быть от + 10 до 0 %. Выбираем надбавку +5 %. Допустим, что вместе присоединения сельской сети напряжение на шинах 10 кВ наблюдаются следующие отклонения - 5%, - 0 %. Тогда допустимые потери напряжения в сетях при полной нагрузки составляет Д= 5+5-4-(-5) = 11 %.

Распределяем между сетями напряжением 10 и 0,38 кВ потерю напряжения 3,5 % и 7,5 5 с тем, чтобы иметь наименьшую общую массу металла проводов в сети. Отклонение напряжения при минимальной нагрузки = -1,25+ 5- 1= 2,75 % < 5 %

И находятся в допустимых приделах. Наносим на схемы рис. 6,7 все величины необходимые для расчета сети, то есть допустимое значение потери напряжения в различных её звениях.

2.3.2 Расчет воздушных сетей 0,38 кВ ведем по экономическим интервалом мощности

Принимаем толщину стенки гололеда 5мм Опоры железобетонные, нагрузка достигает проектного значения на седьмой год Допустимые потери напряжения на ВЛ - 0,38кВ - 7,5 процентов Нагрузки в киловатт - амперах, и расстояния участков показаны на рис 6 Коэффициент мощности всех нагрузок равен 0,9

Порядок расчета

Определяем расчетные мощности по участкам схемы с учетом коэффициента одновременности

Линия 1

S3-4 = S 4 = 2 кВА

S 2- 3 = S 3 + Д S 3- 4 = 24+1.2 = 25.2 кВА

S1-2 = S 2 + Д S 2- 3 = 50+ 15.7 = 65.7 кВА

S0-1 = S 1 + Д S 1- 2 = 90+ 45 = 135 кВА

Линия 2

S3-4 = S 4 = 2 кВА

S 2- 3 = S 3 + Д S 3- 4 = 27 + 1.2 = 28.2 кВА

S1-2 = S 2 + Д S 2- 3 = 28,2+ 15 = 43,2 кВА

S0-1 = S 1 + Д S 1- 2 = 90 + 30 = 120 кВА

Линия 3

S2-4 = S 4 = 90 кВА

S 2- 3 = S 3 = 23 кВА

S1-2 = S 2-4 + Д S 2- 3 = 90 + 14,4 = 104,4 кВА

S0-1 = S 1-2 + Д S 1 = 104,4 + 34 = 138,4 кВА

Линия 4

S 2- 3 = S 3 = 1,3 кВА

S1-2 = S 2 + Д S 2- 3 = 8 + 0,9 = 8,9 кВА

S0-1 = S 1 + Д S 1-2 = 90 + 5,4 = 95,4 кВА

Линия 5

S1-2 = S 2 = 10 кВА

S3-4 = S 4 = 14 кВА

S1-3 = S 3 + Д S 3- 4 = 25 + 8,5 = 33,5 кВА

S0-1 = S 1-3 + Д S 1-2 = 33,5 + 6 = 39,5 кВА

Находим эквивалентные мощности на участках

S экв = S расч * Кg (10),

Где S расч - расчетная максимальная мощность на участке, кВА

Кg - коэффициент роста нагрузок,

Линия 1

S экв 3-4 = 2* 0,7 = 1,4 кВА

S 2-3 = 25,2 * 0,7 = 17,44 кВА

S 1- 2 = 65,7 * 0,7 = 45, 99 кВА

S 0-1 = 135 * 0,7 = 87,5 кВА

Линия 2

S экв 3-4 = 2* 0,7 = 1,4 кВА

S 2-3 = 28,2 * 0,7 = 19,74 кВА

S 1- 2 = 43,2 * 0,7 = 30, 24 кВА

S 0-1 = 120 * 0,7 = 84 кВА

Аналогично находим эквивалентные мощности линий 3,4,5. Данные расчетов сводим в таблицу 10.

2.3.3 По эквивалентным мощностям определяем основные сечения проводов

Линия 1

На участке ТП - 1 провода 3А50 + А50

На участке 1-2 провода 3А50 + А50

На участке 2- 3 провода 3А25 + А25

На участке 3- 4 провода 3А25 + А25

Линия 2

На участке ТП - 1 провода 3А50 + А50

На участке 1- 2 провода 3А50 + А50

На участке 2 - 3 провода 3А25 + А25

На участке 3- 4 провода 3А25 + А25

Аналогично находим сечение проводов линий 3,4,5. Данные расчетов сносим в таблицу 10.

4. Сечение проводов проверяем по допустимым потерям напряжения.

Линия 1

а) потери напряжение на участке ТП - 1 определяем по максимальной мощности

S max по формуле:

Д U тп- 1 = (11)

Где S max - максимальная полная мощность, протекающая по участку линии, кВА

l- длина участка линии, км

Uн - номинальное напряжение, кВ

r 0, x 0 - сопротивление 1 км провода [6 ]

Д U тп-1 = В

или 3,6 %

На других участках расчет производим аналогично:

Д U 1-2 = В или 1,17 %

Д U 2-3 = В или 1,4 %

Д U 3-4 = В или 0,12 %

б) Суммарные потери напряжения до точек сети, в которых подключена нагрузка

Д U тп-2 = Д U тп-1 + Д U 1-2 = 3,6 + 1,17 = 4,77 %

Д U тп-3 = Д U тп-2 + Д U 2-3 = 4,77 + 1,4 = 6,17 %

Д U тп-4 = Д U тп-3 + Д U 3-4 = 6,17 + 0,12 = 6,29 %

Так как Д U max < Д U max доп = 7,5 %, следовательно сечения проводов выбраны верно.

Д U max = Д U тп-4 = 6,29 %

Аналогично проверяем участки линии 2,3,4,5 по допустимой потери напряжения. Данные расчетов сводим в таблицу 10.

Рассчитываем ВЛ 0,38 кВ по ТП - 2. Расчетная схема на рис. 7

1. Определяем расчетную максимальную мощность участков линии 1.

S9-10= S 10 = 9,9 кВА

S3-9 = S 9-10 + Д S 9 = 9,9 + 4,2 = 14,1 кВА

S5-6 = S 6 = 5 кВА

S7-8 = S 8 = 3 кВА

S5-7 = S 7 + Д S 7- 8 = 4 + 1,8 = 5,8 кВА

S4-5 = S 5-7 + Д S 5- 6 = 5,8 + 3 = 8,8 кВА

S3-4 = S 4-5 + Д S 4 = 8,8 + 4,2 = 13 кВА

S2-3 = S 3-9 + Д S 3- 4 = 14,1 + 7,9 = 22 кВА

S1-2 = S 2-3 + Д S 2- 7 = 22 + 4,2 = 26,2 кВА

S16-17 = S 17 = 7,1 кВА

S16-18 = S 18 = 10,6 кВА

S15-16 = S 16-18 + Д S 36- 17 = 10,6 + 4,4 = 15 кВА

S13-15 = S 15-16 + Д S 15 = 15 + 4, 8 = 19 кВА

S13-14 = S 14 = 14,7 кВА

S12-13 = S 13-15 + Д S 13- 14 = 19,8 + 9 = 28,8 кВА

S11-12 = S 12-13 + Д S 12 = 28,8 + 4,2 = 33 кВА

S1-11 = S 11-12 + Д S 11 = 33 + 12,5 = 45,5 кВА

S0-1 = S 1-11 + Д S 1- 2 = 45,5 + 16,4 = 61,9 кВА

2. Определяем по формуле (10) эквивалентную мощность

S9-10 = 9,9 * 0,7 = 6,93 кВА

S3-4 = 14,1 * 0,7 = 9,87 кВА

S9-10 = 9,9 * 0,7 = 6,93 кВА

S5-6 = 5 * 0,7 = 3,5 кВА

S7-8 = 3 * 0,7 = 2,1 кВА

S5-7 = 5,8 * 0,7 = 4,06 кВА

S4-5 = 8,8 * 0,7 = 6,16 кВА

S3-4 = 13 * 0,7 = 9,1 кВА

S2-3 = 22* 0,7 = 15,4 кВА

S 1-2 = 26,2 * 0,7 = 18,34 кВА

S16-17 = 7,1 * 0,7 = 4,97 кВА

S16-18 = 10,6 * 0,7 = 7,42 кВА

S15-16 = 15 * 0,7 = 10,5 кВА

S13-14 = 14,7 * 0,7 = 10,29 кВА

S12-13 = 33* 0,7 = 23,1 кВА

S1-11 = 45,5 * 0,7 = 31,7 кВА

S0-1 = 61,9 * 0,7 = 43,33 кВА

3. По эквивалентной мощности определяем основные сечения проводов.

На участке ТП - 1 провода 3А50 + А50

На участке 1 - 11 провода 3А50 + А50

На участке 11 - 12 провода 3А35 + А35

На участке 12 - 13 провода 3А35 + А35

На участке 13 - 14 провода 3А25 + А25

На участке 14 - 15 провода 3А25 + А25

На участке 15 - 16 провода 3А25 + А25

На участке 16 - 18 провода 3А25 + А25

На участке 16 - 17 провода 3А25 + А25

На участке 1 - 2 провода 3А25 + А25

На участке 2 - 3 провода 3А25 + А25

На участке 3 - 4 провода 3А25 + А25

На участке 4 - 5 провода 3А25 + А25

На участке 5 - 7 провода 3А25 + А25

На участке 7 - 8 провода 3А25 + А25

На участке 5 - 6 провода 3А25 + А25

На участке 3 - 9 провода 3А25 + А25

На участке 9 - 10 провода 3А25 + А25

4. Сечение проводов проверяем по допустимой потери напряжения.

Потери на участках определяем по формуле (11)

Д U тп-1 = В или 1,8%

Д U 1-11 = В или ?0,2 %

Д U 11-12 = В или 1,8 %

Д U 12-13 = В или 0,4 %

Д U 13-14 = В или 2,6 %

Д U 13-15 = В или 2,1 %

Д U 15-16 = В или 0,2 %

Д U 16-18 = В или 0,7 %

Д U 16-17 = В или 0,5 %

Д U 1-2 = В или 1,9

Д U 2-3 = В или 0,4 %

Д U 3-4 = В или 0,9 %

Д U 4-5 = В или 0,4 %

Д U 5-7 = В или 0,1 %

Д U 7-8 = В или 0,1 %

Д U 5-6 = В или 0,3 %

Д U 3-9 = В или 1 %

Д U 9-10 = В или 1,5 %

Суммарные потери до точек, в которых подключены нагрузки

Д U тп-11 = Д U тп-1 + Д U 1-11 = 1,8 + 2,2 = 2 %

Д U тп-12 = 2 + 1,8 = 3,8 %

Д U тп-13 = 3,8 + 0,4 = 4,2 %

Д U тп-14 = 4,2 + 2,6 = 6,8 %

Д U max 6,8 % < Д U доп = 7,5 %

Д U тп-15 = 4,2 + 2,1 = 6,3 %

Д U тп-16 = 6,3 + 0,2 = 6,5 %

Д U тп-18 = 6,5 + 0,7 = 7,2 %

Д U max 7,2 % < Д U доп = 7,5 %

Д U тп-17 = 6,5 + 0,5 = 7 %

Д U max 7 % < Д U доп = 7,5 %

Д U тп-2 = 1,8 + 1,9 = 3,7 %

Д U тп-3 = 3,7 + 0,4 = 4,1 %

Д U тп-4 = 4,1 + 0,9 = 5 %

Д U тп-5= 5 + 0,4 = 5,4 %

Д U тп-7 = 5,4 + 0,1 = 5,5 %

Д U тп-8 = 5,5 + 0,1 = 5,6 %

Д U max 5,6 % < Д U доп = 7,5 %

Д U тп-6 = 5,4 + 0,3 = 5,7 %

Д U max 5,7 % < Д U доп = 7,5 %

Д U тп-9 = 4,1 + 1 = 5,1 %

Д U тп-10 = 5,1 + 1,5 = 6,6 %

Д U max 6,6 % < Д U доп = 7,5 %

Сечения выбраны верно Д U max < Д U доп

Аналогично рассчитываем воздушные линии 2,3,4, выбираем сечения проводов и проверяем на допустимую потерю напряжения.

Результаты расчетов сводим в таблицу 10.

Таблица 10 - Расчет воздушной линии 0,38 В по экономическим интервалам мощности ТП - 1

Номер расчетного участка	Расчетная Максимальная мощность S max	Коэффиц. Учитывающий Динамики роста К g	Экви- Валентная мощность S экв, кВА	Длина Расчетного участка l, м	Основные Марки Сечения проводов	Оконча- тельные сечения проводов	Окончательный расчет Д U %
							На расчетном участке	От ТП
1	2	3	4	5	6	9	10	11
Линия 1 ТП- 1	135	0,7	87,5	60	4А50	4А50	-	-
1- 2	65,7	0,7	45,99	40	4А50	4А50	-	-
2- 3	25,2	0,7	17,64	70	4А25	4А25	-	-
3-4	2,0	0,7	1,4	80	4А25	4А25	-	-
Линия - 2 ТП- 1	120	0,7	84	80	4А50	4А50	-	-
1- 2	43,2	0,7	30,24	110	4А50	4А50	-	-
2-3	28,2	0,7	19,74	10	4А25	4А25	-	-
3-4	2	0,7	1,4	80	4А25	4А25	-	-
Линия- 3 ТП- 1	138,4	0,7	96,88	30	4А50	4А50	-	-
1-2	104,4	0,7	73,08	30	4А50	4А50	-	-
2-3	23	0,7	16,1	90	4А25	4А25	-	-
2-4	20	0,7	63	50	4А50	4А50	-	-
Линия- 4 ТП -1	95,4	0,7	66,78	60	4А25	4А25	-	-
1-2	8,9	0,7	6,23	160	4А25	4А25	-	-
2-3	1,3	0,7	0,91	80	4А25	4А25	-	-
Линия -5ТП - 1	39,5	0,7	27,65	340	4А35	4А50	4,5	4,5
1-3	33,5	0,7	23,45	120	4А25	4А25	2,3	6,8
3-4	14	0,7	9,8	50	4А25	4А25	0,6	7,4
1-2	10	0,7	7,0	60	4А25	4А25	0,5	5,0
Линия -1 ТП-1	61,9	0,7	43,33	70	4А50	4А50	-	-
1-11	45,5	0,7	31,7	10	4А50	4А50	-	-
1-12	33,0	0,7	23,1	90	4А35	4А35	-	-
12-13	28,8	0,7	20,6	20	4А35	4А35	-	-
13-14	14,7	0,7	10,29	220	4А25	4А25	-	-
13-15	19,8	0,7	13,86	130	4А25	4А25	-	-
15-16	15,0	0,7	10,5	20	4А25	4А25	-	-
16-18	10,6	0,7	7,42	80	3А25	3А25	-	-
16-17	7,1	0,7	4,97	90	2А25	2А25	-	-
1-2	26,2	0,7	18,34	90	4А25	4А25	-	-
2-3	22,0	0,7	15,4	20	4А25	4А25	-	-
3-4	13,0	0,7	9,1	90	4А25	4А25	-	-
4 -5	8,8	0,7	6,16	70	4А25	4А25	-	-
5 - 7	5,8	0,7	4,06	20	4А25	4А25	-	-
7 - 8	3,0	0,7	2,1	40	4А25	4А25	-	-
5- 6	5,0	0,7	3,5	80	4А25	4А25	-	-
3 - 9	14,1	0,7	9,87	90	4А25	4А25	-	-
9 - 10	9,9	0,7	6,93	200	3А25	4А25	-	-
Линия - 2 ТП-1	54,7	0,7	38,9	10	4А50	4А50	0,2	0,2
1-7	19,9	0,7	13,93	300	4А25	4А25	4,8	5,0
1 - 2	42,2	0,7	29,54	110	4А50	4А50	2,0	2,2
2 - 3	26,5	0,7	18,55	180	4А25	4А50	2,1	4,3
3- 6	23	0,7	16,1	200	4А25	4А35	2,8	7,1
3 - 4	5,8	0,7	4,06	180	4А25	4А25	0,8	5,1
4 - 5	4,0	0,7	2,8	20	4А25	4А25	0,1	5,2
Линия -3 ТП-1	75,9	0,7	53,13	70	4А50	4А70	1,7	1,7
1 - 2	56,9	0,7	39,83	70	4А50	4А70	1,3	3,0
2 - 3	46,4	0,7	32,4	80	4А50	4А50	1,5	4,5
3 - 4	37,9	0,7	26,53	60	4А50	4А50	1,0	5,5
4 - 5	29,4	0,7	20,58	90	4А35	4А50	1,1	6,6
5 - 6	11,8	0,7	8,26	90	4А25	4А50	0,7	7,3
6 - 7	6,3	0,7	4,41	40	4А25	4А50	0,2	7,5
2 - 8	17,28	0,7	12,1	180	4А25	4А25	2,5	5,5
8 - 9	5,0	0,7	3,5	350	4А25	4А25	1,4	6,9
8 - 10	14,28	0,7	10,0	150	4А25	4А25	1,7	7,2
Линия -4 ТП -1	118,1	0,7	82,67	10	4А50	4А50	0,5	0,5
1 - 2	65,0	0,7	45,5	30	4А50	4А50	0,8	1,3
2 - 3	59,0	0,7	41,3	90	4А50	4А50	2,3	3,6
3 - 4	50,5	0,7	38,85	40	4А50	4А50	0,9	4,5
4 - 5	39,5	0,7	27,65	50	4А50	4А50	0,8	5,3
5 - 6	31,0	0,7	21,7	10	4А25	4А25	0,3	5,6
6 - 7	22,5	0,7	15,75	40	4А25	4А25	0,7	6,3
7 - 8	14,0	0,7	9,8	10	4А25	4А25	0,1	6,4
4 - 9	17,8	0,7	12,46	30	4А25	4А25	0,4	4,9
9 - 10	6,3	0,7	4,41	80	2А25	2А25	0,2	5,1
1 - 11	73,6	0,7	51,52	50	4А50	4А50	1,6	2,1
11 - 12	53,9	0,7	37,73	160	4А50	4А50	3,8	5,9
12 - 15	35,5	0,7	24,85	40	4А25	4А25	1,0	6,9
15 - 16	20,0	0,7	14,0	40	4А25	4А25	0,6	7,5
12 - 13	29,1	0,7	20,37	90	4А35	4А50	1,1	7,0
13 - 14	11,2	0,7	7,84	100	3А25	4А50	0,4	7,4
					4А25	4А25

Расчет кабельных линий 0,38 кВ

Для надежности электроснабжения потребителей I категории на каждый коровник дополнительно принимаем кабельные линии, которые подключены независимо от I II секции шин 0,38 кВ, что позволяет выводить в ремонт независимо I -ю секцию или II- ю секцию шин 0,4 кВ вместе с трансформатором.

Суммарная мощность коровника с учетом коэффициента одновременности К од = 0,7

Р уст = 81 кВт

Р р = 81* 0,7 = 56,7 кВт

Определяем номинальный ток А

Принимаем кабель АВВГ F - 25 [17]

Проложен в траншее Кп = 0,95

Таблица 29,21 [17]

I доп - 105 А таблица 29,15 [17]

I' доп = I доп табл * Кп * Кр,

Где Кп - поправочный коэффициент,

Кр - коэффициент, учитывающий удельное сопротивление земли,

Кр = 1,05 таблица 29,11 [17]

I' доп = 105*0,95 *1,05 = 104,7 А > I н = 86,2 А

Проверяем кабель по потери напряжения

Д U = I н * е (r0cos + x0sin)

1. Коровник - длина кабеля 60 м,

2. коровник - длина кабеля 100 м,

3. Коровник - длина кабеля 100 м,

4. Коровник - длина кабеля 60 м.

Д U л-1; л- 4 = 1,73* 86,2*0,06(1,2*0,9+0,03*0,44) = 11В или 2,8 %

Д U max 2,8 % < Д U доп = 7,5 %

Д U л-2; л- 4 = 1,73* 86,2*0,1(1,2*0,9+0,03*0,44) = 18,3В или 4,8 %

Д U max 4,8 % < Д U доп = 7,5 %

Выбираем кабель до комбикормового завода ТП - 1 линия 6

Р уст = 45 кВт

Р р = 45* 0,7 = 31,5 кВт

Определяем номинальный ток

А

Принимаем кабель АВВГ F - 10 I доп - 60 А

I' доп = 60*0,95 *1,05 = 59,8 А > I н = 48 А

Проверяем кабель по потере напряжения

?U = 1.73 *48 * 0.19 (3.12* 0.9 +0.073 *0.44) = 48.7 В или 12,8 %

?Umax 12.8 > ? U доп 7,5 %, значит сечение выбрано неверно. Необходимо увеличить сечение кабеля F = 16 мм.

?U = 1,73 480,19 (1,95 *0,9 +0,0675 *0,44) = 28 В или 7,6 %

Необходимо еще раз увеличить сечение кабеля F -25

?U = 1,73 *48 *0,19 (1,2 * 0,9 + 0,06 * 0,44) = 19,4 В или 5,1%

?Umax 5,1 < ? U доп 7,5 %, значит сечение выбрано верно.

Расчет воздушной линии 10 кВ

Выбор сечения воздушной линии 10 кВ осуществляем по экономической плотности тока. В [2] таблицах 1.3.36 и 1.3.27 приводятся значения экономической плотности тока для проводов и кабелей в зависимости от их конструктивного исполнения, материала и от числа часов использования максимальной нагрузки.

Сечение проводов определяем по формуле:

(15)

где I - наибольший ток на участке линии, А,

jэк - экономическая плотность тока,

jэк = 1,1 [2]

(16)

 А,

Тогда:

Выбираем провод ближайшего стандартного сечения АС - 35.

Сечение проверяем по допустимой потери напряжения по формуле

Д U= (r0cos + x0sin)

?U = В или 1,3%

?Umax 1,3 < ? U доп 3,5 %, следова тельно сечение выбрано верно.

Согласно рекомендациям [25] на магистрали воздушной линии 10 кВ следует принять сечение 70 сталеалюминевых проводов

2.4 Расчет токов короткого замыкания в сетях напряжением 0,38 Кв и на шинах ТП - 10/ 0,4 кВ

Токи короткого замыкания (к.з.) в схемах электроустановок необходимо знать в первую очередь для выбора аппаратов и проводников электроустановок, для проектирования и настройки устройств релейной защиты и противоаварийной защиты.

Расчет токов к.з. в сельских сетях 0,38 кВ питаемых от распределительных сетей системы через понижающие подстанции проводами при условии, что на шинах высшего напряжения понижающего трансформатора напряжение неизменно и равно номинальному значению. Таким образом, при определении результирующего сопротивления ZУ до точки к.з. можно учитывать активные и индуктивные сопротивления лишь трансформаторов и проводов линии 0,38 кВ.

Необходимо рассчитать трехфазный ток к.з. на шинах ТП и однофазный ток к.з. в конце линий 0,38 кВ.

(17)

А

*Ry * = v2* 1* 13521 = 19127 А

Ток трехфазного короткого замыкания

(18)

где UФ - фазное напряжение линии, В

Zт - полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус,

Zn - полное сопротивление петли фаза-нулевой провод линии.

Значение полных сопротивлений Zn петли фаза- нуль на 1 км с учетом марки провода или типа кабеля и условий их прокладки приведены в таблицах IX. 2 - XI. 7 [22].

Из таблицы IX. 5 [22] находим полное сопротивление цепи с учетом активных и индуктивных сопротивлений петли «фазная жила - нулевая жила» четырех жильных кабелей с пластмассовой или резиновой изоляцией.

АВВГ 3+25+1+16 = Zn = 3,7 Ом/ км

Из таблицы XI. 7 [22] находим полное сопротивление цепи с учетом активных и индуктивных сопротивлений петли «фазный - нулевой провод» воздушной линии, выполненной голыми

алюминиевыми проводами

Zn А - 25 = 3,18 Ом/ км

Zn А - 35 = 2,53 Ом/ км

Zn А - 50 = 1,69 Ом/ км

Линия 1 ТП -1 I - я секция шин 0,4 кВ.

Находим ток однофазного к.з. в точке

А

Линия 2

А

Линия (коровник 3)

А

Линия (коровник 4)

А

Линия 5

А

А

II - я секция шин 0,4 кВ

Линия 3

А

А

Линия 4

А

Линия (коровник 2)

А

Линия (коровник 1)

А

Линия 6

А

Данные расчетов сводим в таблицу 11 с выбором автоматов.

Аналогично ведем расчет токов короткого замыкания по ТП -2.

Результаты сносим в таблицу 11.

Таблица 11 - Расчет однофазных токов к.з. и выбор автоматов

Линия	, Ом	Zn, Ом	, А	,А	Iраб, А	Параметры автоматов	?1,4 (эл. маг) А
						тип	Uн, В	I н авт, А	, кА	Iн расц., А
ТП-1 I -я секция Линия - 1	0,065	0,548	375	13521	201	А3730С	660	400	80	250	1,5
Линия -2	0,065	0,6073	342,2		180	А3730С	660	400	80	200	1,7
(резерв коровник-4)	0,065	0,222	801,4		86,2	А3710Б	660	160	80	100	8,1
(резерв коровник -3)	0,065	0,370	529,0		86,2	А3710Б	660	160	80	100	5,3
Линия - 5	0,065	1,4008	157,0		44	А3710Б	660	80	80	60	2,6
II - секция Линия - 3	0,065	0,1467	457		206	А3730С	660	400	80	250	1,8
Линия - 4	0,065	0,8646	247,7		142	А3730С	660	400	80	160	1,6
(резерв коровник-2)	0,065	0,370	529,0		86,2	А3710Б	660	160	80	100	5,3
(резерв коровник - 1)	0,065	0,222	801,4		86,2	А3710Б	660	160	80	100	8,1
Линия - 6	0,065	0,703	299,5		48,0	А3710Б	660	80	80	60	5,0
ТП - 2 Линия - 1	0,065	1,3905	158,0	18544	95,0	А3710Б	660	160	80	100	1,6
Линия - 2	0,065	1,143	190,0		59,0	А3710Б	660	80	80	60	3,2
Линия - 3	0,065	0,8349	256,0		117,0	А3730С	660	400	80	160	1,6
Линия - 4	0,065	0,6371	328,0		182,0	А3730С	660	400	80	200	1,63

Выбор аппаратуры на ТП

Согласно [2] все электрические аппараты выбирают по номинальному напряжению и току и проверяют на термическую и динамическую устойчивость. Средства защиты проверяют еще на чувствительность и селективность действия.

Поскольку в сельских распределительных сетях токи короткого замыкания сравнительно не велики, то оборудование со стороны высшего напряжения заведомо удовлетворит условию термической и динамической стойкости и потому достаточно выбрать аппаратуру высшего напряжения по номинальному напряжению.

ВМП - 10П - 630 - 20 Uн = 10 кВ

РВ 10- 1630 Uн = 10 кВ

ВНП - 17 Uн = 10 кВ

РВО - 10 Uн = 10 кВ

ОМ - 10/ 220 Uн = 10 кВ

ПК - 10/ 30 Uн = 10 кВ

2.5 Расчет сетей 0,38 Кв на колебания напряжения при пуске электродвигателя

Асинхронный короткозамкнутый двигатель мощностью

Р = 14 кВт Uн = 380 В I = 27 А

Кратность пускового тока Iп / Iн = 7

Расчетная схема линии 1 и 6 изображена на рис. 10.

Приводим сопротивление линии 10 кВ участка сети А- ТП к напряжению 0,38 кВ.

Zл-10 = Z0*l (21)

(22)

Результаты расчетов сопротивления участков сети сводим в таблицу 12.

Таблица 12 - Результаты расчетов сопротивления участков сети

Участок сети	Марка провода	Активное сопротивление провода, r0, Ом/км	Индуктивное сопротивление провода, х0, Ом/км	Полное сопротивление Zп, Ом/км	Сопротивление участка Z, Ом
А- ТП	АС -70	0,412	0,307	0,805	2,013
ТП -1	АС - 50	0,576	0,317	0,64908	0,065

 Ом

2. Определяем сопротивление трансформатора мощностью 400 кВА

(23)

где Uк % - напряжение короткого замыкания трансформатора,

Zтр = Ом

3. Определяем сопротивление короткого замыкания двигателя

Ом (24)

4. Определяем колебания напряжения при запуске двигателя в точке 1

Двигатель 1, на рис. 10а

Zc = + Zтр + Zл (25)

Zc = 0,003 + 0,018 + 0,065 = 0,086 Ом

Ut % = U % = (26)

Ut % = 7 % < Ut = 30 %

Узнаем активное и индуктивное сопротивление кабеля АВВГ -25 из таблицы V. 2 [ 12 ]

Zл-6 = 0,19 Ом

Двигатель мощностью 22 кВт Uн = 380 В

Iн = 4140 А I / Iн = 7 по формуле (23) определяем сопротивление двигателя

Ом

Определяем колебания напряжения при пуске эл. двигателя № 2 в точке 1 линии 6 (10б) по формуле 24

Zc = 0,003 + 0,018 + 0,232 = 0,253 Ом

Uс % = U % = < 30 %

Двигатель № 2 в точке 1 запустится.

3. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ СЕТЕЙ

Непременным условием широкого внедрения электроэнергии в сельскохозяйственном производстве является обеспечение надежного электроснабжения потребителей. Перерывы в подаче электроэнергии приводят к дезорганизации производственных процессов и наносят значительный материальный ущерб.

Перед сельскими энергетиками стоят задачи дальнейшего повышения надежности, обеспечения бесперебойного электроснабжения объектов сельского хозяйства. В первую очередь это достигается обеспечением резервного питания электроэнергией потребителей и внедрение автоматизации сетей.

Автоматизированная распределительная сеть представляет собой сложную восстановительную систему многократного действия. Эффективность работы рассматриваемой системы определяется как количеством неповрежденных участков секционированной сети, так и числом и характером потребителей, подключенных к каждому из них.

При этом необходимо внедрение современных схем электроснабжения, усовершенствованной аппаратуры, устройств релейной защиты, автоматики, а так же средств обнаружения и ликвидации повреждений.

Опыт показывает, что за счет внедрения автоматизации можно получить значительный экономический эффект. Путем широкого внедрения наиболее совершенных устройств автоматического повторного включения (АПВ) можно предотвратить при однократном АПВ около 50 %, при двукратном 75 % отключения потребителей при перекрытиях возникающих по самым различным причинам. В основном эти перекрытия вызваны ударами молний, схлёстыванием проводов при сильном ветре, гололёде и др. Особенно выгодно применять АПВ -2 на секционирующих выключателях в РП и на подстанциях без постоянного оперативного персонала. В этих условиях дополнительная повторная включение является единственной попыткой предотвратить обеспечение потребителей на длительное время, требующееся на восстановление самого факта отключения и организацию выезда оперативного ремонтного персонала. Успешная работа АПВ в значительной мере разгружает оперативный персонал от излишних операций. Анализ аварийных отключений в воздушных сетях 0,38 кВ показывает, что 50- 60 % случаев аварийных отключений происходит из-за неустойчивых повреждений и при повторном оперативном включении автоматического выключателя или замене предохранителя на ТП - 10/ 0, 4 кВ восстанавливается нормальное электроснабжение потребителей. Таким образом, большинство аварийных повреждений, при которых происходит отключение линий 0,38 кВ, является проходящим, что указывает на целесообразность применения в сетях 0,38 кВ устройств АПВ.

АПВ сохраняет питание только при переходящих повреждениях, устойчивое же повреждение влечет обесточивание всех потребителей, питающихся от данной ВЛ. В этих условиях для особо важных потребителей органическим дополнением к АПВ является устройство АВР.

Устройство АВР осуществляет автоматические операции по отключению поврежденного участка и включение резервного источника питания. Следовательно, АВР применяется в схемах, имеющих, по крайней мере, два независимых источника питания.

Так как вероятность одновременной потере сразу двух источников мала, то эффективность АВР высока и достигает 95 % и выше. Эффективность АВР в значительной степени зависит от надежной работы как самого устройства, так и привода, участвующего в операции при работе АВР.

Обеспечить нормальное функционирование электрических сетей невозможно без оснащения их надежной, чувствительной, селективной и быстродействующей релейной защитой.

Чувствительность характеризует способность защиты приходить в действие при коротких замыканиях в конце защищаемой зоны. Согласно ПУЭ в установках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью для обеспечения быстрого срабатывания защиты от однофазных коротких замыканий, ток однофазного к.з. должен быть не менее, чем в три раза больше номинального тока теплового расцепителя автомата. Кратность тока однофазного к.з. к установки электромагнитного расцепителя автомата должна быть не менее 1,25 … 1,4.

Автоматизация распределительных электрических сетей предусматривает широкое использование средств телемеханики и в первую очередь устройств телесигнализаций о состоянии рассредоточенных энергообъектов - пунктов секционирования линий, ЗТП, пунктов АВР, распределительных пунктов, наиболее ответственных ТП, к которым подключены потребители I категории. С помощью телесигнализации диспетчер получает сигнал об отклонениях от нормального режима сети и может быстро принимать меры по его восстановлению.

Телесигнализация об изменении положения выключателей на ЗПТ и ТП может выполняться тремя основными способами.

Пусковая аппаратура ответственных потребителей 0,38 кВ должна иметь задержку на отпадание при исчезновении питающего напряжения на время действия автоматики сети 10 кВ составляющая порядка одной минуты.

Применяемые в сельских электрических сетях устройства автоматики и релейной защиты должны быть максимально просты, надежны, экономичны и удобны в эксплуатации.

3.1. Автоматическое повторное включение

Автоматическое повторное включение вслед за аварийным отключением позволяет быстро восстановить нормальную работу электроустановок, значительно сокращая их простои, недоотпуск электроэнергии и ущерб от перерывов электроснабжения.

АПВ, после которого электроснабжение потребителей восстанавливается, называется успешным. Если причина повреждения не устраняется (устойчивое к.з.), то после АПВ защита срабатывает вторично и обеспечивает отключение поврежденного участка без последующего АПВ. Такое АПВ называется неуспешным. Кроме указанного однократного, возможно так же двукратное. В этом случае после неуспешного АПВ оно повторяется еще один раз.

На рис. 11 приведен график цикла двукратного АПВ. При возникновении тока к.з. Iк выключатель под действием защиты отключается через время t1. После первой бестоковой паузы tАПВ1

Выключатель выключается повторно. Если причина к.з. устранена (успешное АПВ), то выключатель остается включенным (обозначено пунктиром); если АПВ не успешное, выключатель отключается вторично через время t2. после второй бестоковой паузы tАПВ2, выключатель включается второй раз. При успешном втором АПВ выключатель остается включенным, а при неуспешном - через время t3 в третий раз и окончательно отключится.

Устройство автоматического повторного включения линий 0,38 кВ (АПВ - 0,38)

АПВ - 0,38 предназначено для установки на ТП - 10/ 0,38 кВ с автоматическими выключателями А- 3700, имеющими электромагнитный привод. Оно выполнено в виде приставки к автоматическому выключателю и позволяет получить однократное АПВ аварийно отключающихся выключателей линий электропередачи напряжением 0,38 кВ отходящих от комплектных ТП КТП 10/0,38 кВ.