Электроснабжение населенного пункта

Московский государственный агроинженерный университет

имени В.П. Горячкина

Кафедра: Электроснабжения и ЭМ

Курсовая работа

Электроснабжение населённого пункта

Выполнил

студент 52 группы

энергетического факультета

Енюшин Н. С.

Проверил

Шишкин С. А

Москва 2012 г.

Необходимость в разработке настоящего проекта возникла в связи с тем, что село было электрифицировано несколько десятков лет тому назад.

В настоящее время воздушные линии напряжением 0,38 кВ, а также трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ находятся в таком состоянии, которое не обеспечивает надежное электроснабжение потребителей электрической энергии достаточно высокого качества. В последние годы в селе появились новые потребители электрической энергии, возросло потребление энергии в жилых домах, что и было учтено при разработке настоящего проекта. В проекте использованы действующие нормативные документы, разработанные в последние годы институтом «Сельэнергопроект», а также результаты ряда работ, выполненных на кафедре «Электроснабжение сельского хозяйства» МГАУ им. В. П. Горячкина. Вариант задания: № 3-У-2

3 — номер рисунка карты населённого пункта;

У — номер перечня обозначений карты населённого пункта;

2 — номер варианта дополнительных исходных данных (табл. № 4).

Таблица 1. Дополнительные исходные данные

Таблица 2. Исходные данные

Раздел 1. Определение расчетных нагрузок

Дневная нагрузка:

Жилые дома

10 квартирные, 12 штук,

S_жд =

12 квартирные, 17 штук,

S_жд =

16 квартирные, 16 штук,

S_жд =

?S_жд =

Комунально — бытовые и административные потребители, 3 шт.,

Производственные потребители, 5 шт.,

Суммарная дневная нагрузка

Вечерняя нагрузка:

Жилые дома

10 квартирные, 12 штук,

S_жд =

12 квартирные, 17 штук,

S_жд =

16 квартирные, 16 штук,

S_жд =

?S_жд =

Комунально — бытовые и административные потребители, 3 шт.,

Производственные потребители, 3 шт.,

Уличное освещение:

Длина улиц: (23+11+12)· 50=2300 м

Мощность освещения улиц

= 2300· 7=16,1 кВт

Полная мощность

Суммарная вечерняя нагрузка

Так как суммарная дневная нагрузка больше вечерней, то дальнейшие расчеты буду производить по дневному максимум

у.

Раздел 2. Выбор количества, мощности и местоположения подстанций 10/0,4 кВ

Основные параметры всех элементов системы электроснабжения необходимо выбирать по критерию минимума приведённых затрат. Однако для выбора оптимального количества и местоположения подстанций (ТП) 10/0,38 кВ в небольших населенных пунктах достаточно надёжных аналитических методов нет. Поэтому количество ТП 10/0,38 кВ обычно определяют с учётом опыта и интуиции инженера-проектировщика.

Для ориентировочного определения местоположения подстанции определяю координаты центра тяжести нагрузок

К установке принимаются комплектные трансформаторы ТП, как наиболее экономичные.

Для ПС № 1: X_p= 1 см Y_p = 14,5 см

Для ПС № 2: X_p= 2,5 см Y_p = 13,7 см

Для ПС № 3: X_p= 1 см Y_p = 4,8 см

Для ПС № 4: X_p= 3,85 см Y_p = 6 см

Для ПС № 5: X_p= 3,7 см Y_p = 12,9 см

Для ПС № 6: X_p= 13 см Y_p = 26 см

Раздел 3. Электрический расчёт сети 0,38 кВ

3.1 Выбор количества трасс ВЛ 0,38 кВ

В соответствии с расположением ПС 10/0,4 кВ и питающихся от них потребителей принимаем, что от ПС № 1 отходит одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС № 2 одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС № 3 — одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС № 4 — одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС № 5 — одна ВЛ-0,38 кВ, от ПС № 6 — одна ВЛ-0,38 кВ. Трассы их намечаем таким образом, чтобы ВЛ преимущественно проходили по двум сторонам улиц.

3.2 Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения ВЛ-0,38 кВ

3.2.1 Расчёт линий ТП № 1

ТП № 1 снабжает энергией потребителей № 1 — 4, 2 — 3, 5, 6. Суммарные нагрузки определяем с помощью коэффициентов одновременности и по надбавкам.

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 0,38 кВ № 1.

1. Расчёт эквивалентной мощности на магистрали

Где — расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ· А;

— длина i-го магистрального участка, км.

2. Расчёт эквивалентного тока на магистрали

Где U — номинальное напряжение магистрали. U = 0,38 кВ.

3. Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали.

Где — экономическая плотность тока,

Принимаем воздушную линию сечением А35. Активное сопротивление

индуктивное сопротивление

.

4. Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как

Расчётные мощности отходящих ВЛ складываем с помощью таблицы суммирования нагрузок.

Расчётные мощности одной ВЛ, отходящих от ПС № 1 равна 26,26кВ· А

По таблице экономических интервалов для трансформаторов ПС 10/0,4 кВ выбираем

Расчёт остальных ПС проводится аналогично.

От ПС № 2 отходит одна воздушная линия:

— на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

.

От ПС № 3 отходит одна воздушная линия:

— на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

От ПС № 4 отходят две воздушные линии:

— на магистрали ВЛ № 1 принимаем провод А16;

— на магистрали ВЛ № 2 принимаем провод А16;

От ПС № 5 отходят три воздушные линии:

— на магистрали ВЛ № 1 принимаем провод А16; на отпайках — провод А70;

От ПС № 6 отходит одна воздушная линия:

— на магистрали ВЛ принимаем провод А16;

3.3 Определение потерь мощности и энергии в сети 0,38 кВ

Потери мощности и энергии в сети 0,38 кВ в ВЛ и ТП 10/0,4 кВ — важные технико-экономические показатели этой сети, оказывающие заметное влияние на величину приведенных затрат на сеть.

3.3.1 Определение потерь мощности и энергии в ВЛ-0,38 кВ

Возможен непосредственный прямой расчёт потерь мощности в ВЛ по величинам активного сопротивления каждого участка и тока участка

Для разветвлённых линий подобный расчёт довольно трудоёмок и его упрощают с помощью коэффициента связи между? U% и? Р% - коэффициента К_Н/М. Для одного участка сети с активным сопротивлением R Ом/км и индуктивным Х Ом/км сопротивлениями проводов

Установлено что для разветвлённых сетей следует ввести поправочный коэффициент К_РАЗ = 0,75 — 0,9:

В зависимости от сечения проводов и значения tgц значения Кн/м могут колебаться. Например, для сечений проводов А-50…А-120 при коэффициентах мощности cosц = 0.8…0,98 К_Н/М = 0,95…0,71. В дальнейших расчётах принято, что

Потери мощности в кВт находят по формуле

где — соответственно расчетная мощность и коэффициент мощности головного участка, значения которых берутся из таблиц № 7, 8.

Потери энергии? W, кВт· ч, в каждой линии определяются по формуле:

где — время максимальных потерь.

Используя данные о, приведенные в табл. 3.8 (2, с.40). Тогда для определения можно составить следующую вспомогательную таблицу 4.

Таблица 4. Рекомендуемые значения и для годовых графиков нагрузки

Значение годового потребления энергии составит:

Все расчёты проводим в табличной форме.

электроснабжение нагрузка подстанция замыкание

Таблица № 10 — Годовое потребление энергии, потери мощности и энергии в ВЛ 0,38 кВ.

3.3.2 Определение потерь энергии в ТП 10/0,38 кВ

Годовые потери энергии в трансформаторе с номинальной мощностью определяется по формуле:

Где , — соответственно потери ХХ и КЗ в трансформаторе при номинальной нагрузке и номинальном напряжении.

Тогда для трансформаторов составим таблицу № 11.

Таблица № 11. Потеря энергии в трансформаторе ПС 10/0,4 кВ.

Раздел 4. Выбор автоматов на подстанциях 10/0,38 кВ и проверка чувствительности автоматов при однофазных КЗ

На всех ВЛ-0,38 кВ, отходящих от ТП-10/0,4 кВ устанавливаются автоматические воздушные выключатели (автоматы). Они предназначены для отключения ВЛ при аварийных и ненормальных режимах, а также для нечастых включений и отключений ВЛ. Данные об автоматах, устанавливаемых на отходящих ВЛ 0,38 кВ, приведены в табл.7.

Таблица 7. Основные данные об автоматах, устанавливаемых на отходящих ВЛ 0,38 кВ

4.1 Проверка условий выбора автоматов по чувствительности

Автоматы выбирают, исходя из следующих условий:

1. Номинальное напряжение автомата

где — напряжение сети.

Условие соблюдается.

2. Номинальный ток теплового расцепителя, где — коэффициент надёжности, находящийся в пределах 1,1…1,3.

3. Предельно допустимый ток отключения автомата

где — максимальное значение тока при трёхфазном коротком замыкании за автоматом.

Для трансформатора с номинальной мощностью

Тогда:

Условие соблюдается, т.к.

4. Электромагнитный расцепитель автомата осуществляет мгновенную максимальную токовую отсечку. Для обеспечения селективной работы отсечки её ток срабатывания должен быть равен:

где — расчётный ток нагрузки.

При этом ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя

5. Коэффициент чувствительности отсечки (электромагнитного расцепителя) Где — ток двухфазного КЗ в месте установки автомата.

Ток за трансформатором 400кВ· А:

6. Коэффициент чувствительности теплового расцепителя равен:

Где — ток однофазного КЗ в наиболее удалённой точке защищаемого участка линии.

Величину коэффициента чувствительности проверим для ВЛ № 1:

Полное сопротивление петли «фазный провод — нулевой провод»:

Где , — активные сопротивления фазного и нулевого проводов;

— индуктивное сопротивление петли. Для ВЛ № 1 петлю «фазный провод — нулевой провод» составляют 2 провода сечением А-25 (R₀ = 1,28 Ом/км). Длина петли 520 м, = 0,6 Ом/км.

Тогда:

Если ток теплового расцепителя равен 25 А, то Заключение Согласно выполненным расчетам, максимальная расчетная нагрузка потребителей данного населенного пункта составляет 937,83 кВ· А. Поэтому, чтобы осуществить электроснабжение населенного пункта предполагается установить 6 ТП 10/0,4 кВ мощностью 5×25 кВА и 63кВА соответственно. Годовое потребление электроэнергии составляет 1450,3 тыс. кВт· ч. Суммарные капитальные вложения на сеть 0,38 кВ равны тыс.руб., приведенные затраты — руб./кВт· ч. Себестоимость передачи энергии равна руб./кВт· ч.

Список используемой литературы

1. М. С. Левин, Т. Б. Лещинская, С. И. Белов. Электроснабжение населённого пункта. Методические рекомендации ко курсовому и дипломному проектированию. М.: МГАУ им. В. П. Горячкина, 1999.

2. Будзко И. А., Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. — М.: Агропромиздат, 1990.

3. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989.