Министерство сельского хозяйства и продовольствия
Республики Беларусь
Белорусский Государственный Аграрный Технический Университет
Кафедра Электроснабжения с/х
по дисциплине «Электроснабжение сельского хозяйства»
на тему
20эпт группы Сазановец А.В.
Руководитель: Кожарнович Г. И.
Курсовой проект состоит из пояснительной записки на листах машинописного текста формата А4, и графической части, выполненной на двух листах формата А1. Пояснительная записка содержит 3 рисунка и 20 таблиц.
Графическая часть работы включает в себя план электрической сети 0,38 кВ, расчетную схему линии 0,38 и конструкцию предохранителей, используемых в МТП.
В данном курсовом проекте осуществлено проектирование электроснабжения населенного пункта Свиридовичи.
Произведен выбор проводов линии 10 кВ, определено число и место расположения КТП 10/0,4 кВ, рассчитано сечение проводов линии 0,38 кВ по методу экономических интервалов мощностей, произведен расчет токов короткого замыкания, выбрано оборудование и аппараты защиты. Разработаны мероприятия по защите линий от перенапряжений, а также рассчитано заземление сети 0,38 кВ.
Электрификация, то есть производство, распределение и применение электроэнергии во всех отраслях народного хозяйства и быта населения – один из важнейших факторов технического процесса.
Весь опыт развития электрификации показал, что надежное, высококачественное и дешевое электроснабжение можно получить только от крупных районных электростанций, объединенных между собой в мощные электрические системы. На крупных электростанциях районного масштаба с линиями передачи большого радиуса действия вырабатывается наиболее дешевая электроэнергия, прежде всего из-за высокой концентрации ее производства, а также благодаря возможности размещать электростанции непосредственно у дешевых источников энергии – угля, сланцев, на больших реках.
Самый высокий показатель системы электроснабжения – надежность подачи электроэнергии. В связи с ростом электрификации с/х производства, особенно с созданием в сельском хозяйстве животноводческих комплексов промышленного типа всякое отключение – плановое, и особенно неожиданное, аварийное, наносит огромный ущерб потребителю и самой энергетической системе.
Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением городов. Основные особенности: необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных потребителей, рассредоточенных по всей территории; низкое качество электроэнергии; требования повышенной надежности и т.д.
Таким образом, можно сделать вывод о большом значении проблем электроснабжения в сельском хозяйстве. От рационального решения этих проблем в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельскохозяйственном производстве.
Таблица 1.1 Исходные данные для расчета линии высокого напряжения.
Отклонение напряжения на шинах, %
Sк.з. на шинах ИП, МВА
Соотношение мощностей
dU100
dU25
Pп / Pо
+7
-2
900
0,5
Таблица 1.2 Исходные данные по производственным потребителям.
№
п/п
Наименование
Номер шифра
Дневной максимум, кВт
Вечерний максимум, кВт
Pд
Qд
Pв
Qв
1
Плотницкая
340
10
8
0
2
Хлебопекарня производительностью 3т/сутки
356
5
4
3
Пожарное депо на 1…2 автомашины
382
Административное здание на 15-25 рабочих мест
518
15
Дом культуры со зрительным на 150-200 мест
527
14
6
Фельдшерско-окушерский пункт
536
7
Магазин со смешанным ассортиментом 6-10 мест
553
Баня на 5 мест
559
2. Расчёт электрических нагрузок в сетях
2.1 Расчёт электрических нагрузок в сетях напряжением 380/220 В
Электрические нагрузки в сетях напряжением 380/220 В складываются из нагрузок жилых домов, общественных и коммунальных учреждений производственных потребителей, а также нагрузки наружного освещения.
Подсчёт нагрузок по участкам линий проводят после выбора количества трансформаторных подстанций (ТП), места их установки и нанесения трассы линии на план объекта. Затем отходящие от ТП линии разбивают на участки длиной не более 100 м. Все однородные потребители, присоединённые к данному участку линии, объединяют в группы и определяют их суммарную нагрузку отдельно по дневному Рд и отдельно по вечернему Рв максимумам. При смешанной нагрузке создаются отдельные группы из потребителей жилых домов, производственных, общественных, коммунальных предприятий.
Для расчета электрических нагрузок вычерчиваем план населенного пункта в масштабе, располагаем на плане производственные нагрузки, группируем все коммунально-бытовые потребители, присваиваем номера группам.
Нагрузку на вводе в жилой дом определим по номограмме ([1], рис. 3.1.) исходя из существующего годового потребления электроэнергии (согласно заданию 850 кВт·ч) на седьмой расчётный год. При годовом потреблении 1050 кВт·ч/дом расчётная нагрузка на вводе составляет Рр.i.=2,3кВт·ч/дом.
Для определения суммарной расчётной активной нагрузки всего населённого пункта делим все потребители по соизмеримой мощности на группы и определим расчётную нагрузку каждой группы по формулам:
, (2.1)
, (2.2)
где Рд, Рв – соответственно расчетная дневная и вечерняя нагрузка потребителей и их групп, кВт;
n – количество потребителей в группе, шт.;
Pр – расчетная нагрузка на вводе к потребителю, кВт;
kд, kв – соответственно коэффициент участия нагрузки в дневном и вечернем максимуме, для коммунальных потребителей (дома без электроплит) kд = 0,3, kв = 1 ([1], стр. 39);
kо – коэффициент одновременности, принимается в зависимости от количества потребителей в группе и нагрузки на вводе (для жилых домов) (таблица 5.1 [1]).
Первая группа: жилые дома (107 домов):
Рд.1. = 0.258·2.3·107·0.3 = 19.1 кВт,
Рв.1. = 0.258·2.3·107·1 = 63.5 кВт.
Вторая группа: административное здание, плотницкая, магазин,пожарное депо
кВт, (2.3)
кВт. (2.4)
Коэффициент одновремённости k0 = 0.775
Третья группа:дом культуры, хлебопекарня, баня, фельдшерско-акушерский пункт
Рд.3. = 0.775· (5+5+3+4) =13,18 кВт,
Рв.3. = 0.775· (3+4+2+0) =6,98 кВт.
Расчётная нагрузка уличного освещения определяется по формуле:
Вт =11.8 кВт (2.5)
где Руд.ул. = 5.5 Вт/м – удельная нагрузка на один погонный метр улицы, для поселковых улиц с асфальтобетонными и переходными типами покрытий с шириной проезжей части 5…7 м;
ℓул. – общая длина улиц м;
Суммируя расчётные нагрузки всех трёх групп
Данное действие производится согласно формуле:
кВт, (2.6)
кВт. (2.7)
где РБ – большая из нагрузок, кВт;
∆РД.i, ∆РВ.i – соответственно надбавка соответствующая меньшей дневной и вечерней нагрузке, кВт.
Расчётная мощность ТП определяется по вечернему максимуму нагрузки, т.к. он больший. С учётом уличного освещения расчётная мощность ТП определяется по формуле:
РТП = РТП.В. + РР.УЛ. = 77+ 11.8 = 88,8 кВт. (2.8)
Определяем средневзвешенный коэффициент мощности по формуле:
, (2.9)
где cosφi – коэффициент мощности i-го потребителя;
Рi – мощность i-го потребителя, кВт.
Таблица 2.1 коэффициенты мощности производственных потребителей.
Потребитель
Pд,
кВт
Qд,
Pв,
Qв,
cosjД
cosjв
0,78
0,8
0,89
0,83
0,86
0,87
Полная расчётная нагрузка на шинах ТП дневного максимума определяется по следующей формуле:
кВ·А. (2.10)
Полная расчётная нагрузка на шинах ТП вечернего максимума определяется по следующей формуле:
кВ·А.
Для определения числа ТП первоначально необходимо определить допустимые потери напряжения. Исходными данными для расчета электрических сетей являются допустимые нормы отклонения напряжения. Для сельскохозяйственных потребителей при нагрузке 100% оно не должно выходить за пределы +5%, а при нагрузке 25% за пределы 0% от номинального.
Допустимые потери напряжения в линиях 10кВ и 0,38кВ определяются путем составления таблиц отклонения напряжения. Как правило, при составлении таблиц рассматривают ближайшую и удаленную трансформаторные подстанции в режиме максимальной (100%) и минимально (25%) нагрузки. В нашем случае следует определить потери напряжения и надбавку для проектируемой ТП.
Определяем допустимые потери напряжения и надбавку трансформатора результаты сводим в таблицу 2.2.
Таблица №2.2. Определение допустимых потерь напряжения и оптимальных надбавок трансформатора
N
Элементы схемы
Нагрузка
100%
25%
Шины питающей подстанции
ВЛ – 10кВ
-8
Трансформатор 10/0,38 кВ:
надбавка
потери напряжения
+7,5
-4.0
-1.0
Линия 0,38 кВ
потери во внутренних сетях
потери во внешних сетях
-1,5
-6
Отклонение напряжения у потребителя
-5.0
Число ТП для населённого пункта определим по формуле:
шт, (2.11)
Принимаем NТП=2
где F = 0.37 км2 – площадь населённого пункта;
∆U%=6% – допустимая потеря напряжения, которая определена согласно табл. 2.2 (потери во внешних сетях).
Т.к. число ТП равно двум, то делим населённый пункт на две примерно равные зоны и дальнейший расчёт производим для каждой зоны отдельно. В каждой зоне сгруппируем однородные потребители в группы и присвоим им
номера 1, 2, 3 и т.д. На плане населённого пункта наметим трассы ВЛ 380/220В и разобьём их на участки не более 100 м.
На плане населённого пункта нанесём оси координат и определим координаты нагрузок групп жилых домов и отдельных потребителей для каждой из зон отдельно.
Определим нагрузки групп жилых домов отдельно для дневного и вечернего максимумов.
Расчётная нагрузка группы из 4 жилых домов:
• дневная
кВт;
• вечерняя
кВт.
Расчётная нагрузка группы из 5 жилых домов:
Расчётная нагрузка группы из 6 жилых домов:
Расчётная нагрузка группы из 7 жилых домов:
Полученные значения координат нагрузок, дневные и вечерние расчётные нагрузки, а также значения коэффициентов мощности (см. табл. 2.1) сведём в таблицу 2.3.
Таблица №2.3. Результат расчёта нагрузок отдельных потребителей и групп однородных потребителей и их координат
Номер потре-бителей и групп
Наименование потребителей
Расчётная мощность, кВт
Координаты нагрузок
Коэффициент мощности
Рд
Рв
х
у
cosφд
cosφв
1-я зона
7 домов
2,27
7,57
358
205
0.9
0,93
4 дома
1,6
5,38
290
142
6 домов
2,1
6,9
210
185
143
202
92
215
0.83
5 домов
1,83
6.1
410
125
460
9
501
128
560
132
11
345
62
12
295
52
0.86
13
286
54
220
96
16
102
Итого
2-я зона
17
350
18
450
19
542
21
302
294
22
273
23
200
297
24
120
298
25
412
300
26
490
27
556
303
28
590
304
29
596
314
30
600
392
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6