Электроснабжение сельского населенного пункта

Состав расчетно-пояснительной записки:

1. Определение суммарной расчетной нагрузки и нагрузки уличного освещения. 2. Выбор числа и места установки ТП 10,4кВ 3. Электрический расчет сетей 0,38кВ 4. Расчет токов короткого замыкания

5. Выбор защитной вв и низковольтной аппаратуры 6. Согласование защит по селективности 7. Разработка мероприятий по охране труда 8. Определение технико-экономических показателей

2.Определение суммарной расчетной нагрузки и нагрузки уличного освещения Расчетной нагрузкой называют наибольшее значение активной (Р) и реактивной (Q) мощностей в течении получаса, которые могут возникнуть на вводе к потребителю или в питающей сети в конце расчетного периода с вероятностью 0,95 Расчетная вечерняя нагрузка жилого дома определена в задании — Ржд=4,0кВт Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунально-бытовых потребителей определены по табл.5.2 пособие(2) и сведены в табл.2.1 табл.2.1

потребитель

Sдн, кВА

Sвеч, кВА Администр. здание на 15 раб. мест

5

5 Комбинат бытовых услуг

5

1 Склад минеральных удобрений

12

1 Котельная с 2 котлами «Универсал»

12

8 Коэффициент мощности жилого дома определяем по (1) , приложение 6.

Жилые дома объединены в группы: -двухквартирные дома по 4 дома в группе -четырехквартирные дома по 2 дома в группе

Дома пронумерованы римскими цифрами: I-V — двадцать двухквартирных домов VI-X — десять четырехквартирных домов.

Нумерация остальных потребителей: 1—Комбинат бытовых услуг 2—Административное здание 3—Котельная 4—Склад мин. удобрений Расчетная мощность для группы из 4 двухквартирных домов Вечерний максимум:

Рд8в= Рд• 8 • Ко = 4 • 8 • 0,38 = 12,2кВт [2.1] Дневной максимум:

Рд8д= 12,2 • Куч =12,2 • 0,3 = 3,7кВт [2.2] где Ко – коэффициент одновременности Куч – коэффициент участия Полная мощность: Sд8в= = 13.5кВА [2.3] Sд8в= 13,5 • 0,3 = 4кВА [2.4] Расчет мощности для группы из 2х четырехквартирных домов проводить нецелесообразно т.к. исходные данные аналогичны предыдущему расчету. Приближенная нагрузка по добавкам мощностей приведена в табл.2.2 табл.2.2



потребит.

SД ,

кВА

SВ ,

кВА

∆SД ,

кВА

∆SВ ,

кВА

Xi*

Yi*

Наименование

потребителя

4

12

8

7,3

4.8

3.6

2.8

Котельная

3

12

1

7,3

0,6

0,8

3,1

Склад мин. удобрений

2

5

5

3

3

4,5

3,4

Админ.здание

1

5

1

3

0,6

4,5

2,2

КБУ

I

4

13,5

2,4

8,2

6,3

1,8

гр. из 4х двухкварт. домов

II

4

13,5

2,4

8,2

6,3

2,6

То же

III

4

13,5

2,4

8,2

6,3

5,5

То же

IV

4

13,5

2,4

8,2

6,3

6,3

То же

V

4

13,5

2,4

8,2

6,3

7,1

То же

VI

4

13,5

2,4

8,2

4,8

5,2

гр. из 2х четырехкварт. домов

VII

4

13,5

2,4

8,2

4,8

5,8

То же

VIII

4

13,5

2,4

8,2

4,8

6,4

То же

IX

4

13,5

2,4

8,2

4,8

7,0

То же

X

4

13,5

2,4

8,2

4,8

7,6

То же *координаты потребителя на плане

Расчет уличного освещения Данные для расчета уличного освещения берем из (1), приложение 3 Sул= = 5200ВА или 5,2кВА [2.5] где Р- мощность, ватт • метр

L- длина улицы

Расчет электрической нагрузки ТП Приближенный расчет нагрузки на шинах ТП выполняется по списку потребителей. К мощности наибольшего потребителя суммируют добавки мощностей всех остальных потребителей. S∑ТП = Smax.потреб. + = 93,3кВА [2.6] С учетом уличного освещения: Sрасч = Sул + S∑ТП = 93.3 + 5.2 =98.5кВА [2.7] Мощность ТП следует выбирать с учетом следующих требований: 1. Категория потребителя и обеспечение резервного питания должны быть приняты во внимание. 2. Мощность трансформатора на однотрансформаторных подстанциях нужно выбирать при условии их работы в нормальном режиме по экономическим интервалам нагрузки с учетом систематических перегрузок, таким образом чтобы: Sэнгде Sэн , Sэв нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформатора принятой номинальной мощности. Т.к. все потребители относятся к III категории электроприемников (ПУЭ 1.2.17), то достаточно установки одной ТП. По пособию (1) приложение15 выбираем трансформатор по экономическим интервалам нагрузки. С учетом 8% динамики роста, исходя из вышеуказанных требований делаем выбор на комплектной трансформаторной подстанции тупикового типа КТП-100/10/0,4-У1, мощностью 100 кВА.

3. Выбор места установки ТП 10,4кВ Координаты места установки ТП определяются по формулам: X= = 4.9 [3.1] Y= =4,7 [3.2] где Si мощность потребителя; Xi,Yi координаты на плане

4. Электрический расчет сетей 0,38кВ Электрический расчет сетей 0,38 кВ ведется по минимуму приведенных затрат по экономическим интервалам. Экономическое сечение проводов определяют следующим образом: 1. Находят расчетную максимальную нагрузку Smax на данном участке линии. 2. Определяют эквивалентную нагрузку: Sэкв = Smax × Rg [4.1] Для вновь сооружаемых сетей коэф. учитывающий динамику роста нагрузок Rg = 0,7 3. По (3) приложение 32 предварительно определяем сечение проводов для каждого из участков. 4. Определяем потерю напряжения при выбранных сечениях. 5. Проверяем потерю напряжения, которая не должна превышать допустимую. 6. Результаты сводим в таблицу Табл.4.1 Расчет ВЛ 0,38кВ на минимум приведенных затрат



участка

Sрасч.,

кВА

длина

участка,

м

Sэкв.,

кВА

марка и

сечение

провода

DU, % на от участке ТП

марка и

сечение провода

DU, % на от участке ТП

ВЛ 1

0-1

46,5

20

32,5

А35

0,43

0,43

1-2

21,2

30

14,9

А35

0,31

0,74

2-II

13,5



9,5













2-I

13,5

120

9,5

А35

1,07

1,81

1-3

30

10

21

А35

0,12

0,55

3-III

13,5



9,5













3-4

21,7

120

15,2

А35

1,34

1,89

4-IV

13,5 —

9,5













4-V

13,5

120

9,5

А35

0,82

2,71

ВЛ 2

0-1

12,2

20

8,5

А25

0,14

0,14

1-2

5,6

10

3,9

А25

0,03

0,17

2-2

5,0



3,5













2-1

1,0

30

0,7

А25

0,02

0,19

1-3

9,8

30

6,8

А25

0,17

0,31

3-4

8



5,6













3-3

1

120

0,7

А25

0,05

0,36

ВЛ 3

0-1

46,5

10

32,5

А50

0,13

0,13

1-VI

13.5



9.5













1-2

38

80

26.7

А50

0.89

1.08

2-VII

13.5



9.5













2-3

30

80

21

А35

1.11

2.19

3-VIII

13.5



9.5













3-4

21.7

80

15.2

А35

0.84

3.03

4-IX

13.5



9.5













4-X

13.5

80

9.5

А35

0.53

3.56 Расчет падения напряжения производим по формуле: DU,B = [4.2] где S – расчетная мощность, кВА L – длина участка, км U – номинальное напряжение, кВ

r, x – активное и индуктивное сопротивление провода DU,% = [4.3]

расчетные схемы ВЛ 0,38кВ: В числителе номер потребителя, в знаменателе значение нагрузки

4А35

4А35

4А50

ВЛ 3

4А35

4

3

2

10

80

80

80

80

1

4А50

А35

0

А35

120

5. Расчет токов короткого замыкания Расчет токов к.з. нужен для определения максимального тока трехфазного к.з. на шинах 0,4кВ трансформатора и тока однофазного к.з. в наиболее удаленной точке линии. Максимальный ток трехфазного к.з. на шинах ТП: Iк(3) = [5.1] где относительное значение максимального тока трехфазного к.з. по отношению к номинальному току трансформатора, SH — номинальная мощность трансформатора. Ток однофазного к.з. определяется по формуле: Iк(1) = [5.2] Где ZT – полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус. Данные из (2) таблица 7.15 ZП – полное сопротивление фазного и нулевого провода. UФ – фазное напряжение

6.Выбор защитной вв и низковольтной аппаратуры Согласно выбранному типовому проекту на КТП устанавливаем следующее оборудование со стороны высшего напряжения: разъединитель РЛНД-10,как защиту от атмосферных перенапряжений — вентильный разрядник РС-10, предохранитель ПК-10.Номинальный ток плавкой вставки выбираем после согласования действия ПК-10 с работой автоматического выключателя. Со стороны низшего напряжения на вводе устанавливаем рубильник. На отходящих линиях устанавливаем автоматические выключатели серии ВА57Ф35 – 340010 Для уличного освещения – магнитный пускатель ПМЕ-211и автомат типа ВА57Ф35 – 340070 на номинальный ток 16А и предельной коммутационной способностью 9кА.

линия

, Ом

ZП, Ом

, А

, А

IРАБ, А

№1

0,356

0,552

253

3350

71

2,4

№2

0,356

0,386

312

3350

19

12

№3

0,356

0,492

271

3350

71

2,5 Табл. 5.1 Расчет однофазных токов короткого замыкания и выбор автоматов на линиях отходящих от ТП

продолжение

линия

параметры автоматов

тип

UН, В

IН авт, А

IН расц, А

Макс.откл.

способность,

Ка

Тип реле в нулевом проводе

№1

ВА57Ф35 – 340010

380/660

100

105

10

РТ40/100

№2

ВА57Ф35 – 340010

380/660

25

26,3

10

№3

ВА57Ф35 – 340010

380/660

100

105

10

РТ40/100 Из табл. 5.1 видно, что автоматические выключатели на отходящих линиях №1 и №3 не удовлетворяют условию защитного отключения, т.к. Чтобы выполнить это условие, устанавливаем автоматы, имеющие, кроме комбинированного расцепителя, еще независимый расцепитель, который работает во взаимодействии с реле максимального тока включенным в нулевой провод. Технические характеристики реле РТ40/100 приведены в табл. 5.2 табл. 5.2 Тип реле Пределы уставки на ток срабатывания, А Коммутируемое напряжение, В Коммутируемый ток, А Потребляемая мощность, ВА, при токе миним. уставки Номинальный ток, А; соединение катушек Число контактов замык./ размык./ переключ. последова- тельное парал- лельное

РТ40/100 25 .100 250 2 1,8 16 16 1/1/ Для линий №1 и №3 уставку реле принимаем равную 70А. Тогда кратность: Для линии №1 = = 3,6 Для линии №2 = = 3,87

7.Согласование защит по селективности

Очень важно согласовать выбранный автоматический выключатель отходящей линии 0,38кВ с предохранителем ПК-10.Необходимо чтобы при коротком замыкании в т.К (рис.1) первым сработал автоматический выключатель отходящей линии, а затем спустя ступень выдержки времени кварцевый предохранитель ПК-10 IР=6.1А РЛНД-10

ПК-10 рис.1

ТМ-100 шины 0,4кВ ВА57Ф35 К IР=71А IР=19А IР=71А IН РАСЦ 105А 26,3А 105А Для согласования защит необходимо построить карту селективности. Для этого в координатах время-ток наносят характеристику срабатывания выбранного автоматического выключателя для наиболее нагруженной линии, фиксируют значение IК(3) в точке К и проводят согласование с кварцевым предохранителем.

t, с Рис.2

100

800

600 ПК-10

400 ВА 57Ф35 IP=100А

20

100

6

4 IH=20A

2

IH=15A

1

0,8

0,6 А

0,4

0,2 Dt=0.5

I,А

При трехфазном коротком замыкании равном 3350А, автоматический выключатель ВА 57Ф35 должен сработать за 0,02сек, если этого, по каким-либо причинам не произойдет, то согласно карте селективности через 2,6сек сработает ПК-10 с номинальным током 20А. ПК-10 на номинальный ток 15А перегорит, через » 0,36сек. Соответственно ступень времени в 0,5 – 1,0сек с ПК-10, IH = 15А выдержана не будет. Выбираем ПК-10, IH = 20А . рис. 3 Время – токовые характеристики ВА 57Ф35-340010, приведенные заводом изготовителем «ОАО Дивногорский завод НВА»

8. Разработка мероприятий по охране труда В соответствии с ПУЭ и ПТЭ по нормам безопасности работы должны быть рассчитаны заземляющие устройства ТП, выбраны повторные заземления на отходящих линиях, а также проверено защитное отключение при повреждении электроустановок. Если заземляющее устройство одновременно используется для установок выше 1000В с малыми токами замыкания на землю и для установок напряжением до 1000В то необходимо соблюдать следующие условия: 10 Ом ≥R3≤ 125/ IЗ [8.1] где IЗ – наибольший ток замыкания на землю для сетей выше 1000В В воздушных линиях также необходимо делать заземления и присоединять к ним крюки и штыри изоляторов. Заземляющие устройства должны иметь сопротивление не более 30 Ом, а расстояние между ними не более 100 м для районов с числом грозовых часов в году более 40. Заземления должны быть выполнены на конечных опорах линий, имеющих ответвления к вводам, при этом наибольшее расстояние от соседнего защитного заземления данной линии должно быть не более 50 м для районов с числом грозовых часов в году более 40. табл.8.1 Предельное удельное сопротивление грунтов

ГРУНТ

Удельное сопр. RЭКВ, Ом×м

Пределы колебаний

При влажн. грунта 10-12%

чернозем

9…53

20

торф

9…53

20

глина

8…70

40

суглинок

40…150

100

супесь

150…400

300

песок

400…700

700 ПУЭ 1.7.62. Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей, а также заземлителей повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. При этом сопротивление заземлителя, расположенного в непосредственной близости от нейтрали генератора или трансформатора или вывода источника однофазного тока, должно быть не более: 15, 30 и 60 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока. Согласно [8.1] RЗ = 125 / 20 = 6,25 Ом От ТП отходят три ВЛ. 380/220В, на каждой из которых установлено: ВЛ1 – 6 заземлителей Rл1 = 4,2 Ом ВЛ2 – 4 заземлителя Rл2 = 7,5 Ом ВЛ3 – 4 заземлителя Rл3 = 7,5 Ом Суммарное сопротивление линий отходящих от ТП составляет 1,2 Ом Заземление на трех отходящих линиях обеспечивает условие RЗ ≤ 6,25 Ом Произвольно зададим удельное сопротивление грунта – 130 Ом. Коэффициент сезона – 1,7 Расчет заземлителя ТП:

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Удельное сопротивление грунта, Ом·м rгр = 130,00 Длина вертикального заземлителя, м L = 3,00 Сезонный климатический коэффициентy = 1,70; Наружный диаметр вертикального заземлителя,мм d = 24,50 Нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, Ом Rнорм = 30,00 Заглубление соединительной полосы,м; tполосы = 0,80 Ширина соединительной полосы,мм b = 25,00 Расстояние между электродами,м P = 1,50 Коэффициент использования электрода, hC = 0,83.

Сопротивление одного вертикального заземлителя определяется по формуле:

Rоc = 0,366×rгр×y/×L×Lg(4×L/d), [8.1]

где rгр — удельное сопротивление грунта, Ом·м y — сезонный (климатический) коэффициент; d — наружный диаметр вертикального заземлителя, м L — длина вертикального заземлителя, м.

Roc = 0,366·130,00·1,70/3,00·(Lg(4·3,00/0,02) = 72,53 Ом

Определение ориентировочного числа стержней

Вычисляем сопротивление контура:

RH = Rнорм ×(rгр /rбаз), где Rнорм — нормируемое ПУЭ сопротивление заземляющего устройства растеканию тока при базовом удельном сопротивлении земли, Ом. rгр — удельное сопротивление грунта, Ом·м;

rбаз — базовое удельное сопротивление грунта, (rбаз = 100 Ом·м).

RH = 30,00·(130,00/100) = 39,00 Ом Определяем ориентировочное число стержней:

nпредв = Roc×y/ Rн, [8.2]

где Roc — сопротивление одного вертикального заземлителя RH — сопротивление контура, Ом.

nпредв = 72,53·1,70/39,00 = 3,16 Вычисленное приблизительное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:

nпредв= 4,00

С учетом коэффициента использования:

R’ос= Roc/ hC, [8.3]

hC — коэффициент использования заземлителей Roc — сопротивление одного вертикального заземлителя

R’ос= 72,53/0,83 = 87,38

Сопротивление соединительной полосы с учетом коэффициента использования: Вычисляем длину соединительной полосы: Если заземлители расположены в ряд

Lп = L/2×(nпредв-1) [8.4]

Если заземлители расположены по контуру

Lп = L/2×nпредв [8.5] где L — длина вертикального заземлителя, м nпредв — ориентировочное число стержней.

Lп = 3,00/2·(4-1) = 4,50 м Определяем сопротивление соединительной полосы по формуле:

Rполосы = 0,366×rгр×y/(Lп×hп)×Lg((2×Lп2)/(b×tполосы)), [8.6] где b — ширина соединительной полосы, м tполосы — заглубление соединительной полосы, м y — сезонный (климатический) коэффициент rгр — удельное сопротивление грунта, Ом·м Lп — длина соединительной полосы, м hп — коэффициент использования соединительной полосы

Rполосы = 0,366·130,00·1,70/(4,50·0,83)·Lg((2·4,50·4,50)/(0,03·0,80)) = 71,60 Ом

Суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы определяется по формуле:

Rверт =(Rполосы × Rн)/(Rполосы — Rн), [8.7]

где Rполосы — сопротивление соединительной полосы, Ом Rн — сопротивление контура, Ом.

Rверт = (71,60·39,00)/(71,60-39,00) = 85,65 Ом

Уточненное количество вертикальных заземлителей определяется по формуле:

n= R’oc/(Rверт ×hC), [8.8]

где hC — коэффициент использования заземлителей; Rверт — суммарное сопротивление вертикальных заземлителей и соединительной полосы, Ом R’ос — сопротивление одного вертикального заземлителя с учетом коэффициента использования, Ом.

n = 87,38/(85,65·0,83) = 1,23 Вычисленное количество вертикальных электродов округляется в сторону увеличения до целого числа:n = 2 9. Определение технико-экономических показателей Технико-экономические показатели спроектированной системы электроснабжения являются стоимость и себестоимость одного киловатт — часа, отпущенного потребителю. Для проведения расчета использованы данные из (3), приложения: 24; 25; 29; 30. Значения ЗВ, ЗС взяты из готового расчета литературы(1) Расчет стоимости: С0,38 = + +ЗВ где: ЕН – нормативный коэффициент эффективности КТП – капиталовложения в ТП, тыс.руб. КВЛ – капиталовложения в ВЛ 0,38, тыс.руб. L0,38 – длина ВЛ 0,38 РА – коэффициент амортизационных отчислений hУЕ – число условных единиц для кждого элемента схемы g — стоимость одной условной единицы DW – количество потерянной электроэнергии в элементах схемы DWнед – количество недоотпущенной электроэнергии Uо – стоимость одного недоотпущенного киловатта×ч РТП – мощность ТП ТТП – время использования нагрузки, ч/год С0,38 = 0,12(1,42+2,69)+1,42×0,064+2,7×0,057+0,035(3,5+2,5)+0,022×13300+0,24×0,216/100×1900= =0,0067 + 0,022=0,0287 руб/квт×ч Расчет себестоимости: С0,38 = +ЗВ+ЗС С0,38 = 1,42×0,064+2,7×0,057+0,035(3,5+2,5)+0,022×13300+0,24×0,216/100×1900= =0,0041 + 0,022+0,0133=0,0392 руб/квт×ч ЛИТЕРАТУРА 1. «Практикум по электроснабжению сельского хозяйства» под ред. И.А.Будзко М. Колос 1982г

2. «Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства»

М. Информагротех 1999г 3. «Электроснабжение сельского хозяйства» И.А.Будзко, Н.М. Зуль

М. Агропромиздат 1990г 4. «Заземление, защитные меры электробезопасности» М.Р. Найфельд

М. Энергия 1971г

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
allbest-referat.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.