СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….............. 3 1. Определение расчетных мощностей на вводах потребителей………………………… 5 2. Выбор числа ТП 10/0,4 кВ и места их установки……………………………................. 7 3. Расчет уличного освещения……………………………………………………………… 10 4. Прокладка трасс линий и определение нагрузок на участках линий 0.38 кВ………… 15 5. Обоснование количества и мощности трансформаторов в ТП………………………... 18 6. Проверка сети на отклонение напряжений у потребителей в рабочем режиме……… 22 7. Расчет токов коротких замыканий………………………………………………............. 27 8. Выбор аппаратуры трансформаторных пунктов………………………………………... 28 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………… 36 Список использованных источников………………………………………………............. 2 37 ВВЕДЕНИЕ Развитие сельскохозяйственного производства всё в большей мере базируется на современных технологиях, широко использующих электрическую энергию. В связи с этим возросли требования к надёжности электроснабжения сельскохозяйственных объектов, к качеству электрической энергии, к её экономному использованию и рациональному расходованию материальных ресурсов при сооружении систем электроснабжения. Правилами устройства электроустановок определены три категории электроприемников по требованиям к надежности и установлены общие требования к электроснабжению потребителей с электроприемниками различных категорий. Руководствуясь данными правилами и перечнем объектов данного варианта делаю вывод, что в основном все производственные помещения относятся ко второй группе по электроснабжению, а жилые помещения относятся к третьей группе. Электроснабжение производственных предприятий и населенных пунктов в сельской местности, по сравнению с электроснабжением промышленности и городов, имеет свои особенности. Главная из них - необходимость подводить энергию к небольшому числу сравнительно малогабаритных объектов, рассредоточенных по территории. В результате протяженность сетей во много раз превышают эту величину в других отраслях, а стоимость электроснабжения в сельской местности составляет 75% от стоимости всей электрификации в целом. Протяженность сельских электрических линий напряжением 0,38-20 кВ превысила 5 миллионов километров и во много раз больше, чем во всех других отраслях народного хозяйства, вместе взятых. Сказанное выше наглядно показывает, какое большое значение имеет электроснабжение в условиях сельского хозяйства. От его рационального 3 решения в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельском хозяйстве и быту сельского населения. Поэтому первостепенная задача правильного электроснабжения заключается в доведении стоимости электроэнергии до минимальной. Надежность подачи электроэнергии тоже важнейший показатель качества электроснабжения. В связи с бурным ростом электрификации сельскохозяйственного производства, особенно в связи с созданием в сельском хозяйстве комплексов промышленного типа, всякое отключение ― плановое (для ревизии и ремонта) и особенно аварийное ― наносит огромный ущерб потребителю и самой энергетической системе. Поэтому применение эффективных и экономически целесообразных мер для обеспечения оптимальной надежности электроснабжения ― важнейшая задача специалистов, работающих в этом направлении электрификации сельского хозяйства. Цель курсового электроснабжения проекта – потребителей проектирование одного населенного внешней пункта по схемы сетям напряжением 10 и 0.38 кВ от главной понизительной подстанции (ГПП) напряжением 110/10 кВ, расположенной в другом населенном пункте (на центральной усадьбе). 4 1. Определение расчетных мощностей на вводах потребителей При проектировании систем электроснабжения населённого пункта необходимо знать величины электрических нагрузок отдельных электроприёмников и их групп. По своей природе электрические нагрузки – изменяющиеся во времени случайные величины, поэтому на практике обычно используются максимальные расчетные нагрузки, т.е. наибольшие значения полной мощности за промежуток времени 0,5 ч в конце рабочего периода. Расчёт электрических нагрузок на вводе отдельных потребителей проводится в соответствии с методическими указаниями [3, 4]. Для предварительного выбора количества и мощности ТП 10/0,4 кВ в рассматриваемом населённом пункте необходимо так же определить его суммарную электрическую нагрузку. Для этого с помощью коэффициентов одновременности определяем суммарные расчётные нагрузки для 4-х групп потребителей (жилые дома, коммунальные и культурно-административные потребители, производственные потребители и наружное освещение) в режимах дневной и вечерней нагрузки, затем определяем суммарную нагрузку населённого пункта, используя таблицы суммирования нагрузок. За расчетные мощности на вводах производственных, бытовых и коммунально-бытовых потребителей принимаются наибольшие дневные или вечерние получасовые максимумы. Таблица 1. Расчетные мощности № на плане 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Наименование объекта Ррасч. Qрасч. Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 1,15 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Одноквартирный дом Четырехквартирный дом Четырехквартирный дом Четырехквартирный дом Четырехквартирный дом Четырехквартирный дом Двадцатиквартирный дом Двадцатиквартирный дом Коровник привязного содержания с механизированной уборкой навоза на 100 коров Телятник с родильным отделением на 120 телят Кормоцех фермы крупного рогатого скота на 800…1000 голов Свинарник маточник с подвесной дорогой и электрообогревом на 50 маток Птичник на 8 тыс. кур Центральная ремонтная мастерская на 25 тракторов Маслобойка Кирпичный завод на 1…1,5 млн кирпича в год Котельная с четырьмя котлами ”Универсал-6” для отопления и горячего водоснабжения Зернохранилище вместимостью 500 т. с передвижными механизмами 6 6,0 6,0 6,0 6,0 13,44 13,44 13,44 13,44 13,44 55,2 55,2 28 1,15 1,15 1,15 1,15 2,58 2,58 2,58 2,58 2,58 10,58 10,58 12 5 - 5 3 25 12 10 28 7 20 40 5 45 - 30 25 3 - 2. Выбор числа ТП 10/0,4 кВ и места их установки Система централизованного электроснабжения включает в себя сети трёх типов: питающие сети, составляющие из линии электропередачи 35 – 110 кВ; распределительные сети напряжением выше 1 кВ, включающие линии напряжением 35 – 6 кВ и распределительные сети ниже 1 кВ состоящие из линии напряжением 0,38 кВ. Выбор схем электроснабжения включает выбор номинальных напряжений сети, её конфигурацию, выбор и размещение трансформаторных подстанций различных напряжений, схемы их распределения к источникам питания. Конфигурация схем электрических сетей зависит от ряда факторов, в том числе от числа, размещения электрических нагрузок и категорийности по надёжности электроснабжения потребителей, числа и размещения опорных подстанций энергосистем. Целесообразно предусматривать, чтобы конфигурация и параметры сетей обеспечивали возможность последующего развития без серьёзных изменений. Выбранные сети должны быть приспособлены к различным режимам работы при изменении нагрузки, а так же в после аварийных ситуациях. Разделяем данный населенный пункт на две группы исходя из того, что для жилых и производственных помещений лучше принять отдельные подстанции. Отсюда делаем вывод, что целесообразно принять две подстанции (ТП). Для определения места положения ТП в центре тяжести нагрузок ее координаты вычисляют по формулам [4]: n X P x i i 1 n P i 1 i n i Y P y i i 1 i n P i 1 i Где 7 xi и yi - координаты каждого потребителя; i - расчетная нагрузка потребителя. Так как подстанции две то центры нагрузок определяют для зоны охвата каждой подстанции. Учитывая, что разделение объектов по подстанциям получилось не смешанным т.е. на одной только производственные потребители, коммунальные предприятия, а на другой только жилые здания то координаты ТП для производственных потребителей будем считать, как среднее арифметическое между "дневным" и "вечерним” максимумами. Место расположения ТП-1 (день): Х 3,5 * (1 2 3 4 5 8 9 10 13 14 13 13 13) 13* 7,84 13* 7,84 7 * 7,84 6 * 7,84 5 * 7,84 4 * 7,84 3 * 32,2 3 * 32,2 7,95 3,5 *13 2,58 2,58 2,58 2,58 2,58 32,2 32,2 Y 3,5 * (3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 5 6) 7,84 * 7 7,84 * 8 7,84 * 5 7,84 * 6 7,84 * 7 32,2 * 8 32,2 * 9) 4,05 3,5 *13 7,84 7,84 7,84 7,84 7,84 32,2 32,2 Место расположения ТП-1 (вечер): 6 * (1 2 3 4 5 8 9 10 13 14 13 13 13) 13 *13,44 13 *13,44 7 *13,44 6 *13,44 5 *13,44 4 * 55,2 3 * 55,2) 7,95 6 *13 5 *13,44 52,2 52,2 6 * (3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 5 6) 7 *13,44 8 *13,44 5 *13,44 6 *13,44 7 *13,44 8 * 55,2 9 * 55,2) Y 4,05 6 *13 5 *13,44 55,2 55,2 Х Место расположения ТП-2 (день): 1* 28 2 *1 3 * 5 4 * 25 5 *10 8 * 28 9 * 40 10 * 5 13 * 30 14 * 3 7,2 28 1 5 25 10 28 40 5 30 3 3 * 28 3 *1 3 * 5 3 * 25 3 *10 3 * 28 3 * 40 3 * 5 3 * 30 3 * 3 Y 3 28 1 5 25 10 28 40 5 30 3 Х Место расположения ТП-2 (вечер): 1* 28 2 * 5 3 * 2 4 * 25 5 *1 8 * 28 9 * 40 10 *1 13 *15 14 * 3 6,6 28 5 2 25 1 28 40 1 15 3 3 * 28 3 * 5 3 * 2 3 * 25 3 *1 3 * 28 3 * 40 3 *1 3 *15 3 * 3 Y 3 28 5 2 25 1 28 40 1 15 3 Х Учитывая, что выбор места установки потребительских ТП в сельском населенном пункте зависит от его планировки и размещения в нем 8 потребителей электроэнергии, а так же учитывая удобство обслуживания и близость к дорогам и постройкам уточняем координаты: ТП-1: х = 6,6 у = 3,6; ТП-2: х = 6,9 у = 3; 3. Расчет уличного освещения При выборе вариантов электроснабжения в первую очередь необходимо выяснить, можно ли применять однотрансформаторную подстанцию. Установка двух трансформаторов на подстанции обязательна, когда хотя бы одна из линий напряжением 10 кВ, отходящих от рассматриваемой подстанции, питающей потребители первой и второй категории надёжности электроснабжения не может быть зарезервирована от соседней подстанции 35 – 110 кВ, имеющее независимое питание с рассматриваемой; расчётная нагрузка подстанции требует установки трансформатора мощностью 6300 кВА; от шин 10 кВ отходят шесть и более линий напряжением 10 кВ расстояние между соседними подстанциями более 15 км [8]. По перечисленным условиям для всех вариантов электроснабжения выбираются двухтрансформаторные подстанции на напряжение 35 – 110 кВ. В число потребителей кроме жилых домов, общественных зданий, производственных помещений и технологических процессов вне помещений включают также уличное освещение, нагрузка которого принимает участие только в вечернем максимуме, причем в полном объеме. При расчете следует учитывать, что для уличного освещения используют светильники с лампами мощностью не менее 200 Вт, если же применяют светильники с газоразрядными лампами, то удельную мощность снижают в 2 раза. Однако она не должна быть менее 4,5 Вт/м. Когда используют газоразрядные лампы, в расчет вводят реактивную нагрузку, численно равную половине активной. P=Pуд * L (5.1) Руд - удельная мощность ламп.- длина освещаемого участка. Принимаю длину пролета - 30 метров. 9 Принимаю вид дороги - поселковая с покрытием простейшего типа Удельная мощность - Руд= 5,5 Вт/м Линия 1: Длина линии составляет: L=350 м Р=5,5*350=1925 Вт. Q=2,25*350=787,5 Вар Отсюда полная мощность: S 1925 2 787.52 2079,85 ВА Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k k P Pл 1925 7.7 8 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. Линия 2: Длина линии составляет: L=590 м Р=5,5*590=3245 Вт. Q=2,25*590=1328 Вар Отсюда полная мощность: S 32452 1328 2 3506,03 ВА 10 Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k k P Pл 3245 14 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. Линия 3: Длина линии составляет: L=470 м Р=5,5*470=2585 Вт., Q=2,25*470=1058 Вар Отсюда полная мощность: S 2585 2 1058 2 2793 ВА Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k P Pл k 2585 11 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. Линия 4: 11 Длина линии составляет: L=300 м Р=5,5*300=1650 Вт., Q=2,25*300=675 Вар Отсюда полная мощность: S 1650 2 675 2 1782,73 ВА Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k k P Pл 1650 7 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. Линия 5: Длина линии составляет: L=400 м Р=5,5*400=2200 Вт. Q=2,25*400=900 Вар Отсюда полная мощность: S 2200 2 900 2 2376,97 ВА 12 Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k P Pл k 2200 10 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. Линия 6: Длина линии составляет: L=650 м Р=5,5*650=3575 Вт., Q=2,25*650=1462,5 Вар Отсюда полная мощность: S 3575 2 1462,5 2 3862,58 ВА Принимаю лампы мощностью 250 Вт Число светильников находится по формуле: k k P Pл 3862,58 15 250 светильников типа РКУ-01 с лампами ДРЛ-250. 13 4. Прокладка трасс линий и определение нагрузок на участках линий 0.38 кВ Воздушные линии напряжением 0,38 кВ. располагают вдоль улиц, как правило по двум сторонам дороги. Допускается при соответствующем обосновании предусматривать прохождение трассы по одной стороне улицы с устройством ответвлений от ВЛ к отдельно стоящим постройкам с пересечение проезжей части улиц. Кроме того число отходящих линий не должно превышать 3-х. [1] Руководствуясь этими правилами проводим трассировку линии 0,38 кВ как показано на рисунке 1. Расчет мощностей производится 2 методами: метод коэффициента одновременности и метод надбавок. Если расчетные мощности отличаются более чем в 4 раза, то расчет производится по методу надбавок - наименьшую мощность умножают на надбавку и прибавляют к большей. А если меньше чем в 4 раза, то по методу коэффициента одновременности - мощности суммируются и умножаются на коэффициент одновременности. [4] Приведем пример: Участок 4-5 линии 1 вечерняя активная нагрузка: P4=55,2 кВт, Р5=55,2кВт. Мощности отличаются менее чем в 4 раза, следовательно расчет производим по методу коэффициента одновременности: Р45= (55,2+55,2) *0,75=82,8кВт. Участок: 3-4 линии 1 вечерняя активная нагрузка: Р3=13,44кВт, Р45=82,8кВт. Мощности отличаются более чем в 4 раза, следовательно расчет производим по методу надбавок: Р34=13,44*0,75+82,8=92,88кВт. 14 Таблица 2. Трассировка линий Линия, номер участка 5-6 4-5 0-4 Qдн, Рвеч, Qвеч, кВар кВт кВар Жилые здания Л1: 48,3 15,87 82,8 8,4 54,18 17,805 92,88 9,24 60,06 19,74 102,96 10,08 65,94 21,675 113,04 10,92 71,82 23,61 123,12 11,76 Л2: 11,8 3,9 20,2 1,7 11,4 5,5 17,7 3,9 11,2 6,8 15,9 5,5 11,0 7,7 14,6 6,8 10,8 8,9 12,8 8,4 10,9 8,4 13,6 7,7 16,3 13,0 19,8 12,1 11,8 3,9 20,2 1,7 11,8 3,9 20,2 1,7 Л3: 5,25 1,73 9 0,75 6,56 2,16 11,25 0,94 7,55 2,42 12,9 1,08 8,29 2,72 14,2 1,18 8,29 2,72 14,2 1,18 3,5 1,15 6 0,5 8,34 2,9 15,15 1,26 Производственные здания Л4: 28,85 12,75 32,25 8 33,1 33,95 95,87 86,28 78,06 68,38 Л5: 32,3 18,9 28,85 27,2 48,7 83,73 78,06 48,7 83,73 78,06 27,2 9-10 8-9 7-8 0-7 32,55 36,8 65,28 65,28 4-5 3-4 2-3 1-2 0-1 8-9 7-8 6-7 5-6 3-4 3-5 2-3 1-2 0-1 14-15 13-14 12-13 11-12 31-11 31-10 0-31 2-3 1-2 0-1 Рдн, кВт 59,5 59,5 Л6: 17,55 18,4 49,64 49,64 48,45 48,45 Sмакс, кВА Iуч 84,31 94,57 104,84 115,10 125,36 384,27 431,06 477,84 524,63 571,41 20,53 18,58 17,31 16,48 15,60 15,95 23,65 20,53 20,53 93,56 84,71 78,91 75,14 71,10 72,69 107,80 93,56 93,56 9,16 11,46 13,13 14,46 14,46 6,11 15,43 41,77 52,21 59,82 65,90 65,90 27,85 70,31 34,68 36,27 128,98 91,26 95,43 339,42 37,42 96,86 96,8628 98,48 254,90 254,902 1 67,82 62,28 77,49 77,48793 178,48 163,89 203,92 203,915 6 Таким образом, сумма мощностей первых трех линий (Л1, Л2 и Л3), что 15 относятся к ТП 1, равна 196,3 кВА. Плюс к этому следует отнести 8,4 кВА на уличное освещение. Общая сумма S=204,7 кВА Сумма мощностей трех последних линий (Л4, Л5 и Л6), что относятся к ТП 2, равна 320,8 кВА. Сюда следует прибавить мощность светильников уличного освещения 8,02 кВА. Общая сумма S=328,8 кВА. 16 5. Обоснование количества и мощности трансформаторов в ТП На РТП 35 – 110 кВ сельских электрических сетей устанавливают трансформаторы ТМН с автоматическим регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). На потребительских подстанциях 10 кВ устанавливают трансформаторы типа ТМ с переключением без возбуждения (ПБВ), с переключением ответвлений обмотки высшего напряжения при отключённом трансформаторе и приделами регулирования 2х2,5%. В соответствии с рекомендациями по проектированию электроснабжения сельского хозяйства мощность трансформаторов напряжением 110 – 10 кВ на подстанциях определяют экономическим интервалом нагрузки. Для трансформаторных подстанций достаточным условием для выбора служит выражение Номинальная мощность трансформаторов для двухтрансформаторных подстанций определяют по условиям их работы, как в нормальном, так и в послеаварийном режимах. Номинальным режимом считается работа обоих трансформаторов, каждый на свою секцию; послеаварийным – работа одного трансформатора на обе секции. Мощность трансформаторов в нормальном режиме при равномерной их нагрузке для подстанции напряжением 35 – 110 кВ и 10 кВ выбирается исходя из требований Суммированием нагрузок отходящих от ТП линий 380 В определяем общий поток мощности, проходящий через ТП. Для этого потока мощности определяются приведенные расчетные затраты для каждой мощности транс форматора с учетом того, что трансформаторы могут перегружаться. По категорийности потребителей выбираем количество трансформаторов в ТП. Для жилых зданий, имеющих 3 категорию потребления электроэнергии, выбираю 1 трасформатор ТМ 250/10. 17 Для производственных зданий, имеющих 2 категорию потребления электроэнергии, выбираю 2 трансформатора ТМ 250/10, из условия того чтобы каждый трансформатор мог выдержать нагрузку, равную 70% от общей, что равняется 230,2 кВА. Таким образом мощность в линии 10кВ ТП1 = 250 кВА Ток равен 250/10=25 А. Мощность в линии 10кВ ТП2 = 500 =500 кВА Следовательно ток на этом участке - 500/10=50 А. Выбор сечений проводов линий 380 В Находим эквивалентные мощности на участках Эквивалентные мощности определяются по формуле: S экв S макс k д , kд - коэффициент динамического роста нагрузок Для вновь строящихся линий при достижении проектной мощности через 5.7 лет kд=0.7 Например для участка 4-5 линии 1: Sэкв=84,31*0,7=59,02 кВт По эквивалентным мощностям определяем основные сечения проводов. [3] Таблица 3. Эквивалентные мощности и выбор сечений проводов Линия, номер 1 4-5 3-4 Полное Эквивалентная мощность, сопротивление S, S, кВА кВА 2 3 Жилые здания Л1 84,31 59,02 94,57 66, 20 18 Провод (фазные и нулевой), марка 4 А-120 А-120 2-3 1-2 0-1 104,84 115,10 125,36 73,38 80,57 87,75 А-120 А-120 А-120 14,37 13,01 12,12 11,54 10,92 11,16 16,56 19,11 19,11 А-120 А-120 А-120 А-120 А-120 А-120 А-120 А-120 А-120 Л2 8-9 7-8 6-7 5-6 3-4 3-5 2-3 1-2 0-1 14-15 13-14 12-13 11-12 31-11 31-10 0-31 2-3 1-2 1-4 5-6 4-5 0-4 9-10 8-9 7-8 20,53 18,58 17,31 16,48 15,60 15,95 23,65 27,30 27,30 Л3 9,16 6,42 11,46 8,02 13,13 9, 19 14,46 10,12 14,46 10,12 6,11 4,28 15,43 10,80 Производственные здания Л4 28,85 24,28 33,1 25,39 95,87 90,28 Л5 37,42 26, 20 96,86 67,80 96,86 67,80 Л6 67,82 47,48 62,28 43,60 77,49 54,24 А-35 А-35 А-35 А-35 А-35 А-35 А-35 А-70 А-70 А-120 А-120 А-120 А-120 А-70 А-70 А70 Принимаю для участка линии 10кВ ТП1 провод АС-25, с погонными сопротивлениями R0=0.15 Ом/км и X0=0,377 Ом/км. А для участка линии 10кВ ТП2 провод - АС-95, с погонными сопротивлениями R0=0,3 Ом/км и Х0=0,332 Ом/км. Принимаю длину единичного участка 50 метров, а длины участков 10кВ равны у ТП1 и ТП2 - 2м; отсюда зная длины участков и удельные сопротивления, можно найти 19 полное сопротивление участков. Таблица 4. Полные сопротивления участков Линия, номер Провод жилые здания Л1 4-5 А-120 3-4 А-120 2-3 А-120 1-2 А-120 0-1 А-120 Длина участка, м Активное погонное сопротивл ение, Ом/м Реактивно е погонное сопротивл ение, Ом/м Активное сопротивлен ие участка, Ом Реактивно е сопротивл ение участка, Ом Полное сопротивле ние участка, Ом 0,07 0,07 0,07 0,07 0,065 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0 0 0 0 0 0,017 0,017 0,017 0,017 0,016 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,017 0,017 0,017 0,017 0,016 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0,246 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,83 0,308 0,308 0,308 0,308 0,308 0,308 0,308 0,042 0,042 0,042 0,042 0,125 0,042 0,058 0,015 0,015 0,015 0,015 0,046 0,015 0,022 0,012 0,044 0,044 0,044 0,044 0,133 0,044 0,412 0,412 0,246 0,283 0,283 0 0,021 0,062 0,025 0,014 0,042 0,000 0,59 1,83 1,63 0,246 0,246 0,246 0 0 0 0,037 0,012 0,0492 0,000 0,000 0 0,83 0,41 0,0492 0,246 0,246 0,246 0,246 0 0 0 0 0,025 0,012 0,012 0,01722 0 0 0 0 0,0246 0,0123 0,0123 0,1107 Л2 8-9 А-120 0,05 7-8 А-120 0,05 6-7 А-120 0,05 5-6 А-120 0,05 3-4 А-120 0,05 3-5 А-120 0,05 2-3 А-120 0,075 1-2 А-120 0,075 0-1 А-120 0,05 Л3 14-15 А-35 0,05 13-14 А-35 0,05 12-13 А-35 0,05 11-12 А-35 0,05 31-11 А-35 0,15 31-10 А-35 0,05 0-31 А-35 0,07 Производственные здания Л4 2-3 А-70 0,05 1-2 А-70 0,15 1-4 А-120 0,1 Л5 5-6 А-120 0,15 4-5 А-120 0,05 0-4 А-120 0,2 Л6 9-10 А-120 0,1 8-9 А-120 0,05 7-8 А-120 0,05 0-7 А-120 0,45 Полное сопротивление участка 10кВ у ТП1 - Zп= 0,00081 Ом Полное сопротивление участка 10кВ у ТП2 - Zп= 0,00089 Ом. 20 6. Проверка сети на отклонение напряжений у потребителей в рабочем режиме Проверяем провода по потери напряжения. Потери напряжения на каждом участке определяются по формуле [1]: U Pуу * Rуу Qуу * Хуч *100% Uн где ΔU - удельная потеря напряжения, % Руч - активное сопротивление участка, Вт. Rуч - активное сопротивление участка, Ом. Qуч - реактивная мощность участка, Вар. Хуч - реактивное сопротивление участка, Ом. Рассчитаем потери напряжения для Линии 1, участка 4-5: U 0.058 * 9 0.022 *1.73 *100 0.39% 144400 И так далее для всех линий, участков: Таблица 5. Потери напряжения на участках Линия, номер Длина, м Потери напряжение, % 1 2 3 4-5 3-4 2-3 1-2 0-1 0,07 0,07 0,07 0,07 0,065 8-9 7-8 6-7 5-6 0,05 0,05 0,05 0,05 Сумма потери напряжения в линии, % 4 жилые здания Л1 0,75 0,86 0,99 1,10 1, 20 4,9 0,17 0,15 0,14 0,12 1,82 Л2 21 3-4 3-5 2-3 1-2 0-1 14-15 13-14 12-13 11-12 31-11 31-10 0-31 2-3 1-2 1-4 5-6 4-5 0-4 9-10 8-9 7-8 0-7 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 0,11 0,12 0,17 0, 19 0,65 Л3 0,05 0,28 0,05 0,35 0,05 0,40 0,05 0,44 0,15 1,31 0,05 0,18 0,07 0,65 Производственные здания Л4 0,05 0,59 0,15 1,83 0,1 1,63 Л5 0,15 0,83 0,05 0,41 0,2 1,65 Л6 0,1 0,55 0,05 0,31 0,05 0,56 0,07 3,47 3,61 2,90 4,72 4,89 Исходя из установившегося отклонения напряжения можно найти отклонение напряжения. Если 380В - это 100%, то 3,8В - это 1%. Следовательно установившееся отклонение напряжения в линии 1: ΔU=3.8*4,9=18,62В Установившееся отклонение напряжения в линии 2: ΔU=3,8*1,82=6,9В Установившееся отклонение напряжения в линии 3: 22 ΔU=3,8*3,61=13,72В Установившееся отклонение напряжения в линии 4: ΔU=3,8*2,9=11,02В Установившееся отклонение напряжения в линии 5: ΔU=3,8*4.72=17,94В Установившееся отклонение напряжения в линии 6: ΔU=3,8*4.89=18.58В Следовательно действующее напряжение в линии 1: U=380-18,62=361,38В Действующее напряжение в линии 2: U=380-6,9=373,1В Действующее напряжение в линии 3: U=380-13,72=366,28В Действующее напряжение в линии 4: 23 U=380-11,02=368,98В Действующее напряжение в линии 5: U=380-15,31=362,06В Действующее напряжение в линии 6: U=380-18.58=361,42В Отклонение напряжение это разность между действующим напряжением и номинальным. Номинальное напряжение - 380В. Отклонение напряжения в линии 1: ΔU=361,38-380=-18,62В Отклонение напряжения в линии 2: ΔU=373,1-380=-6,9В Отклонение напряжения в линии 3: ΔU=366,28-380=-13,72В Отклонение напряжения в линии 4: ΔU=368,98-380=-11,02В 24 Отклонение напряжения в линии 5: ΔU=362,06-380=-15,31В Отклонение напряжения в линии 6: ΔU=361,42-380=-18.58В Если учесть что максимальное установившееся отклонение напряжения это - 3,8*5=19В, то максимальное отклонение напряжения - 19В. Следовательно отклонение напряжения в линиях в норме. Так же условно принимаем потери напряжения в сети 10кВ - 2% и - 5%, для ближайшего и удаленного потребителя, соответственно. Потери в трансформаторе принимаем условно 3,5%. 25 7. Расчет токов коротких замыканий Расчет токов трехфазных и однофазных к. з. удобнее всего производить методом именованных единиц, при котором сопротивления трансформатора и линии 10 кВ приводятся к ступени напряжения 380 В. Ток трехфазного к. з. считается непосредственно за автоматом на линии, а ток однофазного к. з. - в самой удаленной точке линии [1]. I (3) = Uном / (√3 (Zл0,38 + Zт + Z’л10)), где Zл0,38 - сопротивление линии 380В,т, - сопротивления трансформатора,’л10 - сопротивление линии 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ через квадрат коэффициента трансформации; Z’л10 = Zл10/ (10/0,4) 2 Z л10 0,0017 2,73 10 6 2 25 Ом Рассчитаем трехфазное короткое замыкание на линии 1 участка 4-5: I (3) 380 7699,43 A 3 * (0,000492 0,028 2,73 10 6 ) Таблица 6. Токи трехфазного замыкания Линия Л1 Л2 Л3 Л4 Л5 Л6 Ток трехфазного к. з. 7699,43 7699,43 7699,43 15136,06 7699,43 7699,43 Ток трехфазного к. з.10кВ ТП1 - I (3) = 7114693,69 A Ток трехфазного к. з.10кВ ТП2 - I (3) = 6451360,49 A(1) = Uфаз / (Zт (1) /3 + Zпет), 26 где Zт (1) - сопротивление трансформатора току однофазного КЗ, находится только по справочникам, для трансформатора из трансформаторной подстанции для жилых зданий 250 кВА т (1) =0,43 Ом [2]; пет - полное сопротивление петли "фаза-нуль" для линии 380 В. Сопротивление петли "фаза-нуль" можно принимать по справочным данным, а можно вычислять по сопротивлениям фазного провода Rф. п., нулевого провода Rн. п., длине петли Lпет [1]. Zппет. ( Rф.п. Rн.п.) 2 ( Х 2 0 петл Lппет) 2 Рассчитаем сопротивление петли линии Л2: Zппет. (0,133 * 2) 2 (0,6 2 * 0,05 * 9) 2 0,329 Ом Отсюда найдем ток однофазного короткого замыкания: I (1) 380 804,16 0.43 ( 0.329) 3 А Остальные токи к. з. и Zпетл. Представлены в таблице 9: Таблица 7. Токи однофазного короткого замыкания и сопротивление петли линий Линия Л1 Л2 Л3 Л4 Л5 Л6 Ток однофазного к. з. 1930,12 804,16 436,78 1220,39 1204,35 812,08 27 Сопротивление петли 0,110 0,329 0,798 0,24 0,244 0,396 8. Выбор аппаратуры трансформаторных пунктов Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 110 кВ выполняются без включателей на стороне 110 кВ, но с установкой трехполюсных автоматических отделителей ОД – 110 и однополюсных короткозамыкателей КЗ – 110. Отказ от установки выключателей на стороне высшего напряжения КТП – 110 обеспечивает значительное упрощение схем и конструкций КТП и удешевление их стоимости. КТП – 110 рассчитаны на работу в условиях от –40 до +400С. Комплектные трансформаторные подстанции выполняются с одним или двумя трансформаторами. Комплектные трансформаторные подстанции блочного типа (КТПБ) изготавливаются на напряжения 110/10, 110/35/10 кВ. Типы блоков, применяемых на КТПБ 110/10 и КТП 110/35/10, одинаковы. Для КТПБ применяются трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой типов ТМН, ТДН, ТМТН и ТДТН. Комплектуются КТПБ шкафами КРУН. Комплектные РУ наружной установки (КРУН) 10 кВ имеют два основных исполнения: стационарное и выкатное. Шкафы КРУН имеют уплотнения, обеспечивающие защиту от попадания внутрь шкафа атмосферных осадков и пыли. Комплектные распределительные устройства наружной установки рассчитаны для работы при температуре окружающей среды от –40 до +35 С. Выбор электрических аппаратов должен производиться в соответствии с вычисленными максимальными величинами токов, напряжений, мощностей отключений для двух режимов: нормального и режима короткого замыкания. К таким аппаратам относятся: выключатели разъединители, предохранители, измерительные трансформаторы. При выборе расчётных величин с допускаемыми значениями. Выбор оборудования для ТП 1: Сторона 10 кВ: 28 производится сравнение Выбор предохранителя: Выбираю высоковольтный предохранитель ПКТ-101 с патроном ПТ1.1-3 У3, с номинальным током плавкой вставки - 31,5 А, номинальным напряжением 10кВ, с номинальным током отключения 12,5кА. Выбор разрядника: Выбираю разрядник РВО-10 с номинальным напряжением 10кВ, с наибольшим допустимым рабочим напряжением 12,7кВ, пробивное напряжение при частоте 50 Гц 26кВ, Остающееся напряжение, при импульсном токе с длиной фронта волны 10 мкс с амплитудой не более 5 кА - 50кВ Сторона 0,4кВ: Выбор рубильника: Условия выбора: Uн>Uну; Iн>Iну. Линия 1: Выбираю рубильник РБ36 с номинальным напряжением 380В и номинальным током 600А. Линия 2: Выбираю рубильник РБ32 с номинальным напряжением 380В и номинальным током 250А. Линия 3: Выбираю рубильник РБ31 с номинальным напряжением 380В и номинальным током 100А. Выбор разрядника: Для всех линий ТП1 (Л1, Л2 и Л3) выбираю разрядник РВН-1 с номинальным напряжением 500В и пробивным напряжением 2,5.3кВ. Выбор трансформатора тока: Условия выбора: Uн>Uнуст; Iн>Iнуст; класс точности - не выше 0,5. Для ТП1: Выбираю ТК-40 с номинальным напряжением 660В, номинальный ток 29 800А, класс точности - 0,5, сопротивление вторичной цепи - 0,4Ом. Выбор автоматических выключателей: Условия выбора Uн>Uну; Iн>Iну; Iнтр>Iн; Iнэр>Iн; Iпкс>I (3) Проверка на чувствительность: k 1ч I (1) 3 I нтр Линия 1: Выбираю А3746 с номинальным током 630А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 630А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 6000А, ток предельного отключения 100кА. Проверим на чувствительность: k 1ч 1930,12 3,06 630 что больше 3. Линия 2: Выбираю А3716 с номинальным током 160А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 125А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 1600А, ток предельного отключения 60кА. Проверим на чувствительность: k 1ч 884 7,07 125 что больше 3. Линия 3: 30 Выбираю А3114/1 с номинальным током 100А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 50А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 500А, ток предельного отключения - 7кА. Проверим на чувствительность: k 1ч 542,75 10,85 50 что больше 3. Выбор оборудования для ТП 2: Сторона 10 кВ: Выбор предохранителя: Выбираю высоковольтный предохранитель ПКТ-102 с патроном ПТ1.2-3 У3, с номинальным током плавкой вставки - 80 А, номинальным напряжением 10кВ, с номинальным током отключения 40кА. Выбор разрядника: Выбираю разрядник РВО-10 с номинальным напряжением 10кВ, с наибольшим допустимым рабочим напряжением 12,7кВ, пробивное напряжение при частоте 50 Гц 26кВ, Остающееся напряжение, при импульсном токе с длиной фронта волны 10 мкс с амплитудой не более 5 кА - 50кВ Сторона 0,4кВ: Выбор рубильника: Условия выбора: Uн>Uну; Iн>Iну. Линия 4: Выбираю рубильник РБ34 с номинальным напряжением 380В и номинальным током 400А. Линия 5: Выбираю рубильник РБ34 с номинальным напряжением 380В и 31 номинальным током 400А. Линия 6: Выбираю рубильник РБ32с номинальным напряжением 380В и номинальным током 250А. Выбор разрядника: Для всех линий ТП2 (Л4, Л5 и Л6) выбираю разрядник РВН-1 с номинальным напряжением 500В и пробивным напряжением 2,5.3кВ. Выбор трансформатора тока: Условия выбора: Uн>Uнуст; Iн>Iнуст; класс точности - не выше 0,5. Для двух трансформаторов выбираю 2 трансформатора тока: Выбираю Т-0,66 с номинальным напряжением 660В, номинальный ток 1200А, класс точности - 0,5, сопротивление вторичной цепи - 0,4Ом. Выбираю Т-0,66 с номинальным напряжением 660В, номинальный ток 1200А, класс точности - 0,5, сопротивление вторичной цепи - 0,4Ом. Выбор автоматических выключателей: Условия выбора Uн>Uну; Iн>Iну; Iнтр>Iн; Iнэр>Iн; Iпкс>I (3) Проверка на чувствительность: I (1) k ч 3 I нтр 1 Линия 7: Выбираю А3736 с номинальным током 400А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 400А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 4000А, ток предельного отключения 35,5кА. Проверим на чувствительность: 32 k 1ч 1220,39 3,05 400 что больше 3. Линия 8: Выбираю А3736 с номинальным током 400А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 400А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 4000А, ток предельного отключения 35,5кА. Проверим на чувствительность: k 1ч 1204,35 3,01 400 что больше 3. Линия 9: Выбираю А3726 с номинальным током 250А, комбинированным расцепителем, номинальный ток теплового расцепителя - 250А, номинальный ток электромагнитного расцепителя - 2500А, ток предельного отключения 7кА. Проверим на чувствительность: k 1ч 1364,15 5,46 250 что больше 3. Таблица 8. Автоматические выключатели в линиях Лини я Ток нагрузки ,А Л1 Л2 Л3 Л4 Л5 Л6 571,41 124,42 70,31 385,4 254,9 203,9 Тип автомат а Ном. ток теплового расцепител я, А А3736 630 А3716 125 А3114/1 100 А3736 400 А3736 400 А3726 250 Ток Ток трехфазног однофазно о к. з., А го к. з., А Коэффициент чувствительнос ти защиты 2052,3 1527,57 524,73 1583,29 1028,08 1063,36 3,06 7,07 4,37 3,05 3,01 5,46 33 1930,12 884,00 436,78 1220,39 1204,35 1364,15 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения курсовой работы я закрепил теоретические знания, необходимые для проектирования и эксплуатации сети 0,6 и 10кВ, т.к. мне предстояло рассчитать поселок с планом расположения домов, спроектировать и рассчитать расположения дорог, трансформаторных подстанций, трасс ЛЭП и уличное освещение. Выбор самих проводов ЛЭП и аппаратуры трансформаторных пунктов, с последующей проверкой выбора. Так же к курсовой работе прилагается чертеж, с нанесением домов, трасс ЛЭП с длинами и потерями напряжения, трансформаторные подстанции и опоры со светильниками. 34 Список использованных источников 1. Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38 – 110 кВ сельскохозяйственного назначения. Руководящие материалы по проектированию электроснабжения сельского хозяйства. – М.: Сельэнергопроект 2018. – 109с. 2. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 640с. 3. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат2019. 4. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. – М,: ВО Агропромиздат, 2020. – 351с. 5. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М,: Энергия, 2018. – 454с. 6. Будзко И.А. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Колос, 2020. – 319с. 7. Липкин В.М. Расчеты электрических сетей. – М.: Энергоатомиздат, 1976. – 234с. 35
