Электроснабжение населенного пункта

  • Вид работы:
    Курсовая работа (т)
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    379,93 Кб
  • Опубликовано:
    2016-03-10
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Электроснабжение населенного пункта















Электроснабжение населенного пункта

Содержание

1. Исходные данные

. Расчет электрических нагрузок потребителей населенного пункта

. Определение количества ТП 6/0,4 и их месторасположения

. Проектирование сети 0,38 кВ

.1 Определение сечений проводов и кабелей отходящих линий. Расчет потерь напряжения и мощности сети 0,38 кВ

.2 Проверка сети 0,38кВ по условиям пуска и устойчивой работы электродвигателя

. Проектирование сети 6 кВ. Определение сечений проводов и кабелей отходящих линий сети 6 кВ. Расчет потерь напряжения и мощности сети 6 кВ

. Определение отклонений напряжения у потребителей

. Расчет токов короткого замыкания в сетях 6 и 0,38 кВ

. Защита сетей 0,38 кВ

.1 Сеть 0,38 кВ

. Выбор и проверка основного оборудования КТП

. Заземление подстанции

. Технико-экономические показатели проекта

.1 Технический расчёт

.2 Экономический расчёт

12. Список используемой литературы

. Исходные данные Шифр: 564 810

Задача данного курсового проекта является спроектировать систему электроснабжения населенного пункта (сеть 0,38 кВ и 6 кВ), в котором расположены: 10 производственных (общественных) и 10 коммунально-бытовых потребителей.

Таблица 1.1

Расположение потребителей в населённом пункте

1.

А6

11.

Е7

2.

Б6

12.

Ж7

3.

В6

13.

И7

4.

Г5

14.

К7

5.

Д4

15.

Ж8

6.

Е4

16.

Г2

7.

Ж4

17.

Д2

8.

И5

18.

Л3

9.

К5

19.

Е2

10.

Л5

20.

В3


Таблица 1.2

Данные о жилых домах

Количество квартир в жилом доме

1

4

12

40

6(2-7)

2(8-9)

1(10)

1(1)


Таблица 1.3

Сельский жилой дом (квартира) с электроплитой

Дневная нагрузка

Вечерняя нагрузка

Рд

кВт

Квар

кВт

квар

1,5

0,6

4

1,32


Таблица 1.4

Номер потребителя

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

Номер в таблице нагрузок

4

12

36

42

40

52

53

55

56

68


Таблица 1.5

Расположение нагрузок ТП и расчетные нагрузки питания линии

ТП1

ТП2

ТП3

ТП4

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

150

180

По расчету

150

120

140

150


Таблица 1.6

Данные центра питания

Наименование параметра

Величина параметра

1. Отклонение напряжения при максимальной нагрузке, %

+1

2. Отклонение напряжения при минимальной нагрузке, %

0

3. Номинальное напряжение, кВ

6

4. Мощность к.з. МВА

30

5. Длина ЛЭП, км

8

6. Номер схемы

1


Схема радиальной сети:


Данные грунта

Р1 Ом.м

Р2Ом.м

h м

190

60

1,25

Данные о производственных потребителей

№ потр.

Данные потребителя

РД, кВт

QД, квар

РВ, кВт

QВ, квар

Мощ- ность элдвиг.

11

Коровник привязанного содержания с механизированным доением, уборкой навоза на 100 голов с электроводонагревателем

9

8

9

8

 -

12

Кормоприготовительное отделение при коровнике

6

5

6

5

-

13

Овощехранилище на 500т

5

3

2

-

-

14

Лесопилка с агрегатами Р-65

23

27

2

-

22

15

Кузница

5

-

1

-

-

16

Школа на 40 учащихся

14

7

20

10

-

17

Ясли-сад

4

-

3

-

-

18

Административное здание

7

3

3

-

-

19

Клуб со зрительным залом

3

1,5

10

6

-

20

Столовая с эл-нагревателем и с эл-плитой

35

15

15

5

-


. Расчет электрических нагрузок

Суммирование нагрузок однородной группы потребителей (нагрузки которых отличаются не более чем в 4 раза) производится методом коэффициента одновременности, учитывающего вероятность включения нагрузки в максимум потребления электроэнергии:

Активная мощность:

, (2.1)

Реактивная мощность:

 ,      (2.2)

Полная мощность:

,       (2.3)

где Р1, Q1 - мощности соответственно активной и реактивной нагрузок, кВт, квар; N - количество квартир, шт; Ко - коэффициент одновременности, т. е. (для данного количества потребителей по табл.П.Б.1. Приложения Б м/п).

Суммирование нагрузок неоднородной группы потребителей (нагрузки которых отличаются более чем в 4 раза) производится методом добавки мощностей:

, (2.4)

,      (2.5)

где Рб, Qб - соответственно активная и реактивная большая мощность, кВт, квар; Рдоб, Qдоб - соответственно добавки по активной и реактивной меньших мощностей (из табл.П.Б.2 м/п), кВт, квар.

Таблица 2.1.

Расчет нагрузок потребителей населенного пункта

№ пот-ребителя

 Объекты

 Кол-во

Мощ-ность двига-теля, кВт

Дневная нагрузка

Вечерняя нагрузка





Pд, кВт

Qд, квар

Sд, кВА

Pв, кВт

Qв, квар

Sв, кВА

1

40-квартирный дом

1

-

19,2

7,68

20,6

51,2

16,8

53,8

2

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

3

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

4

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

5

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

6

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

7

1-квартирный дом

1

-

1,5

0,6

1,6

4

1,32

4,21

8

4-квартирный дом

1

-

3,63

1,45

3,9

9,68

3,16

10

9

4-квартирный дом

1

-

3,63

1,45

3,9

9,68

3,16

10

12-квартирный дом

1

-

7,56

3

8,13

20

6,65

21

11

Ко-ик привязанного содержания с механизированным доением, уборкой навоза на 100 голов с электроводонагревателем

1

-

9

8

12

9

8

12

12

Кормоприготовительное отделение при коровнике

1

-

6

5

7,8

6

5

7,8

13

Овощехранилище на 500т

1

-

5

3

5,8

2

-

2

14

Лесопилка с агрегатами Р-65

1

22

23

27

35,4

2

-

2

15

Кузница

1

-

5

-

5

1

-

1

16

Школа на 40 учащихся

1

-

14

7

15,6

20

10

22,3

17

Ясли-сад

1

-

4

-

4

3

-

3

18

Административное здание

1

-

7

3

7,6

3

-

3

19

Клуб со зрительным залом

1

-

3

1,5

3,35

10

6

11,6

20

Столовая с эл-нагревателем и с эл-плитой

1

-

35

15

38

15

5

15,8

ИТОГО:

132,9


141,6


Просуммировав методом добавок мощностей полные мощности дневного и вечернего режимов потребления электроэнергии потребителями населенного пункта, определяем расчетный (максимальный) режим потребления электроэнергии, который и будет использоваться при дальнейшем определении количества источников питания.

кВА;

Вывод: в вечернее время расход электроэнергии больше, следовательно, будем проводить расчеты именно по ней.

.Определение количества КТП 6/0,4кВ и их месторасположения

План сети 0,38 кВ представлен на чертеже 1.

Для протяженного населенного пункта число трансформаторных подстанций определяется по формуле:

, (3.1)

где S - расчетная мощность, кВА; S=141,6 кВА; F- площадь населенного пункта; DU% - допустимые потери напряжения в ВЛ 0,38кВ, примем равным 8 %.

 1,34

примем количество трансформаторных подстанций равное 1.

Все потребители населенного пункта будут электроснабжаться от одного источника питания - КТП2 6/0,4кВ.

Определение координат месторасположения трансформаторной подстанции производим по вечернему максимуму нагрузки:

, (3.2)

, (3.3)

Координаты КТП2 : X=5,4; Y=3,15 (в условных единицах).

На плане населенного пункта указывается место установки КТП2 и корректируется по удобству дальнейшей эксплуатации сети 0,38 кВ.

4.     
Проектирование сети 0,38кВ

 

Трансформаторная подстанция расположена в центре питания в жилой и производственной зоне. Тип трансформаторной подстанции - КТП2 6/0,4. Для подключения потребителей подстанции предусмотрены три отходящие линии.


.1 Определение сечений проводов и кабелей отходящих линий. Расчет потерь напряжения и мощности сети 0,38 кВ

Любая спроектированная система электроснабжения должна характеризоваться оптимальными технико-экономическими показателями, т.е.:

должна быть надежной, т.е. обеспечивать минимальные перерывы электроснабжения для снижения материальных затрат;

должна обеспечивать качество электроэнергии, при котором допустимые отклонения напряжения (±10%) обеспечат нормальный режим работы электроприемников;

должна быть экономичной, т.е. обеспечивать минимальную себестоимость передачи электроэнергии.

Для этого необходимо провести электрический расчет спроектированных сетей 0,38 кВ, который сводится к определению сечения проводников ВЛЭП 0,38 кВ.

Сечения проводников выбираются по экономическому критерию - интервалам экономических нагрузок, т.е. по эквивалентной мощности :

, (4.1)

где Кд - коэффициент динамики роста нагрузки, Кд=0,7-0,8; - полная мощность участка сети по (2.3), кВА (суммарные нагрузки на участках сети определяются методом добавки мощностей, который изложен во п.2 курсового проекта).

Потери напряжения на участке сети:

, (4.2)

где P, Q - соответственно активная и реактивная нагрузка на участке сети, кВт; Rуч, Хуч - соответственно активное и реактивное сопротивление сети, мОм:

уч = rо × L; (4.3)

Xуч = хо × L, (4.4)

где rо - удельное электрическое сопротивление постоянному току при 200С по табл.П.Б.12 м/п, мОм/м; хо - индуктивное сопротивление(мОм/м) провода при диаметре или сечении, мм или мм2 ; L - длина линии, м.

Расчетный ток на участке сети:

. (4.5)

Потери мощности на участке сети:

, (4.6)

Определение сечения проводов и потерь напряжения на линии 1.

(Таблица 4.1)

Участок

Длина,м

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

Sэ,кВА

Марка и

R, Ом

X, Ом

Потери

Р, кВт







сечение



U%на уч

U%от ТП








проводов






О-а

20

38,8

9,6

39,9

29,9

4A50

0,01152

0,007

0,593

0,593

0,127

А-18

125

3


3

2,25

4A16

0,225

0,0437

0,779

1,373

0,014

А-19

30

10

6

11,6

8,74

4A16

0,054

0,0105

0,696

1,289

0,051

А-б

30

31

13

33,6

25,21

4A35

0,0249

0,0105

1,048

1,642

0,195

Б-17

15

3


3

2,25

4A16

0,027

0,0052

0,093

1,735

0,002

Б-в

30

29,2

13

31,9

23,9

4A35

0,0249

0,0105

0,997

2,639

0,176

В-16

15

20

10

22,3

16,77

4A25

0,0171

0,0052

0,455

3,094

0,059

В-20

40

15

5

15,8

11,85

4A25

0,0456

0,014

0,870

3,509

0,079


Р=

Р


Р*3=

2,1


Определение сечения проводов и потерь напряжения на линии 2.

(Таблица 4.2)

Учас ток

Длина,м

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

Sэ,кВА

Марка и

R, Ом

X, Ом

Потери

Р, кВт







сечение



U%на уч

U%от ТП








проводов






0-a

40

60,8

20

48,00

64,05

4A95

0,0123

0,014

1,188

1,188

0,350

а-5п

10

4

1,32

3,16

4,212

4A16

0,018

0,0035

0,088

1,276

0,002

а-1

35

58,4

19,2

46,11

61,47

4A95

0,0107

0,01225

0,998

2,186

0,282

1-п4

15

4

1,32

3,16

4,212

4A16

0,027

0,00525

0,133

2,318

0,003

1-2

30

56

18,4

44,21

58,94

4A95

0,0092

0,0105

0,820

3,006

0,222

2-п3

20

4

1,32

3,16

4A16

0,036

0,007

0,177

3,183

0,004

2-3

30

53,6

17,6

42,31

56,41

4A95

0,0092

0,0105

0,785

3,791

0,204

3-п2

15

4

1,32

3,16

4,212

4A16

0,027

0,00525

0,133

3,924

0,003

3-п1

25

51,2

16,8

40,41

53,88

4A95

0,0077

0,00875

0,625

4,416

0,155


Р=

Р


Р*3=

3,6



Определение сечения проводов и потерь напряжения на линии 3.

(Таблица 4.3)

Учас ток

Длина,м

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

Sэ,кВА

Марка и

R, Ом

X, Ом

Потери

Р, кВт







сечение



U%на уч

U%от ТП








проводов






0-a

20

44,4

12,25

46,059

34,54

4A95

0,00616

0,007

0,415

0,415

0,090

а-6п

15

4

1,32

4,212

3,16

4A16

0,027

0,00525

0,133

0,547

0,003

а-1

35

42

11,45

43,533

32,65

4A95

0,01078

0,01225

0,684

1,099

0,141

1-п7

10

4

1,32

4,212

3,16

4A16

0,018

0,0035

0,088

1,188

0,002

1-2

40

39,6

10,65

41,007

30,76

4A70

0,01648

0,014

0,925

2,024

0,192

2-п8

15

9,68

3,16

10,183

7,64

4A16

0,027

0,00525

0,321

2,345

0,019

2-3

30

29,8

8,65

31,030

23,27

4A35

0,0249

0,0105

0,961

2,986

0,166

3-п9

15

9,68

3,16

10,183

7,64

4A16

0,027

0,00525

0,321

3,307

0,019

3-п10

25

20

6,65

21,077

15,81

4A25

0,0285

0,00875

0,725

3,711

0,088


Р=

Р


Р*3=

2,2


Определение сечения проводов и потерь напряжения на линии 4.

(Таблица 4.4)

Учас ток

Длина,м

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

Sэ,кВА

Марка и

R, Ом

X, Ом

Потери

Р, кВт







сечение



U%на уч

U%от ТП








проводов






0-A

145

38

36,6

52,759

39,56

4A95

0,04466

0,05075

4,1026

4,1026

0,860

а-12

10

6

5

7,810

5,857

4A16

0,0118

0,0035

0,101

4,204

0,00498

А-11

15

9

8

12,042

9,031

4A16

0,027

0,00525

0,328

4,431

0,0271

А-б

25

29

28,8

40,871

30,65

4A50

0,0144

0,00875

0,772

4,87

0,16658

б-15

10

5


5,000

3,75

4A16

0,018

0,0035

0,1038

4,97

0,0031

Б-в

40

26

28,8

38,800

29,1

4A50

0,02304

0,014

1,156

6,03

0,2402

в-13

15

5

3

5,831

4,373

4A16

0,027

0,00525

0,173

6,20

0,006

в-14

35

23

27

35,468

26,60

4A35

0,02905

0,01225

1,152

7,18

0,2530


Р=

Р


Р*3=

4,6


.2 Проверка сети 0,38 кВ по условиям пуска и устойчивой работы электродвигателя

На линии №4 КТП2 находится двигатель серии 4А180М2У3: потребитель №14 (лесопилка с агрегатами Р-65).

Данные двигателя:

Р =23 кВт; h =0,905; соsj = 0,9; М*Т =0,1; i п =7,5; М*п =1,4; М*С = 0,6.

. Для успешного пуска двигателя необходимо выполнить следующие условия:

М*пдф ≥(1,3….1,4) М*Т , (4.10)

где М*пдф - фактический пусковой момент, который создаётся на двигателе в момент пуска, о.е.; М*Т - момент трогания рабочей машины (табл. П.Б.16м/п), о.е.

М*пдф= М*п(U*дф)2 , (4.11)

где М*п - кратность пускового момента, о.е.; U*дф - фактическое напряжение, который создается на зажимах двигателя во время пуска, о.е.

U*дф, (4.12)

где Uном - номинальное напряжение двигателя, В; Iп - пусковой ток двигателя, А;

R∑,Х∑ - соответственно, суммарное активное и реактивное сопротивление до точки подключения двигателя, Ом.

Пусковой ток двигателя:

 (4.13)

где Iном - номинальный ток двигателя, А; iп - кратность пускового тока, о.е.

Коэффициенты мощности при пуске:

 , (4.14)

 (4.15)

Номинальный ток электродвигателя:

(4.15)

где Рном - номинальная мощность двигателя, кВт; cosφ - коэффициент мощности двигатель; Uном - номинальное напряжение двигателя, В; η - коэффициент полезного действия.

Суммарное активное и реактивное сопротивление до точки подключения двигателя:

S=rт+Rл до Д, (4.17)

ХSтл до Д, (4.18)

где rт, хт - соответственно активное и реактивное сопротивление трансформатора, которые зависят от мощности и схемы соединения её обмоток, Ом; Rл до Д, Хл до Д - соответственно активное и реактивное сопротивление линии до двигателя, Ом.

л до Д= ro∙L, (4.19)

Хл до Д= хo∙L, (4.20)

Рисунок 4.5. Расчетная схема для проверки сети 0,38 кВ по условию пуска электродвигателя

Активное и реактивное сопротивление трансформатора берется из справочников: rт=0,0166 Ом, хт=0,0417 Ом.

Активное и реактивное сопротивление линии (для 4А95, 4А50, 4А35) до двигателя: л до Д=0,308*0,145+0,065*0,576+0,035*0,83= 0,111Ом,

Хл до Д=0,35*0,145 + 0,35*0,576+0,35*0,83=0,54Ом.

Суммарное активное и реактивное сопротивление до точки подключения двигателя:RS=0,0166+0,111=0,127 Ом; ХS=0,0417+0,54=0,58Ом.

Номинальный ток электродвигателя:А.

Пусковой ток двигателя: А.

Коэффициент мощности при пуске:

, .

Фактическое напряжение: U*дфФактический пусковой момент: М*пдф= 1,4×(0,62)2=0,53.

Проверяю условие: 0,53 >(1,3….1,4) 0,1- условие выполнено, следовательно, двигатель запустится.

5. Проектирование сети 6 кВ. Определение сечений проводов и кабелей отходящих линий сети 6 кВ

 

Расчет потерь напряжения и мощности сети 6 кВ.

Проектируем сеть 6 кВ (три ТП заданы, 1 - рассчитана):

Таблица 5.1.

ТП1

ТП2

ТП3

ТП4

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

Sдн

Sвеч

150

180

По расчету

150

120

140


Определяем значения коэффициента мощности на шинах ТП6/0,4 кВ (ТП1, ТП2, ТП3, ТП4) в зависимости от соотношения дневной и вечерней нагрузки (см. стр.38 табл.П.Б.7):

Таблица 5.2.


ТП1

ТП2

ТП3

ТП4

Sдн/ Sвеч

0,83

0,94

1,25

0,93

0,850,80,780,8





0,930,890,840,89





 
Определяем максимум нагрузки сети 6 кВ:

 кВА,  кВА.

Рассчитываем сеть 6 кВ по вечерней нагрузке.

, , , .

Таблица 5.2.

№ ТП

Вечерняя нагрузка


Sв, кВА

Рв, кВт

Qв, квар


1

180

167,4

66,2

0,93

2

141,6

126,2

64,2

0,89

3

120

100,8

65,1

0,84

4

150

133,5

68,4

0,89


Рисунок 5.1. Расчетная схема сети 6 кВ.

Таблица 5.3.

Участок

Длина,км

Р, кВА

Q, квар

S, кВА

Sэ,кВА

Iр, А

Марка и

R,

X,

Потери

Р, кВт








сечение

Ом

Ом

U%

U%









проводов



на уч

от ТП


ЦП-а

1,00

431,5

212,40

480,94

336,66

32,43

3АС35

0,83

0,35

1,39

1,39

1,92

а-КТП1

1,00

167,4

66,20

180,01

126,01

12,14

3АС35

0,83

0,35

0,54

1,93

0,27

a-b

1,00

303,5

163,90

344,93

241,45

23,26

3АС35

0,83

0,35

0,98

2,36

0,99

b-КТП2

1,00

126,3

64,20

141,68

99,18

9,55

3АС35

0,83

0,35

0,41

2,77

0,17

b-c

1,00

208,5

116,40

238,79

167,15

16,10

3АС35

0,83

0,35

0,67

3,04

0,47

c-КТП3

1,00

100,8

65,10

119,99

84,00

8,09

3АС35

0,83

0,35

0,33

3,36

0,12

с-d

1,00

133,5

68,40

150,00

105,00

10,12

3АС35

0,83

0,35

0,43

3,47

0,19

d-КТП4

1,00

133,5

68,40

150,00

105,00

10,12

3АС35

0,83

0,35

0,43

3,90

0,19



. Определение отклонений напряжения у потребителей

Система электроснабжения имеет хорошие технические показатели (т.е. способна довести качественную электроэнергию до потребителей), если отклонения напряжения у потребителей не выходят за допустимые пределы ±10%.

Причинами появления отклонений напряжения становятся потери напряжения на всех участках системы электроснабжения при передаче электроэнергии от источника до потребителей.

Отклонения напряжения - разность между номинальным и фактическим напряжениями сети в нормальном режиме работы электроприемников.

Определяются отклонения напряжения путем суммирования всех потерь напряжения на всех участках сети.

Таблица 6.

Наименования ТП и нагрузка

КТП 1 ближайщая

КТП 2 расчетная

КТП4 удаленная


100%

25%

100%

25%

100%

25%

Уровень напряжения на шинах 6 кВ

+1

0

+1

0

+1

0

Потери напряжения в сетях 6 кВ

-1,93

-

-2,77

-

-3,9

-

Трансфор-маторы 6/0,4

Конструктивная надбавка

+5

+5

+5

+5

+5

+5


Потери в трансформаторе

-2,2


-2,96


-3,14



Регулируемая надбавка

0

0

0

0

0

0

Потери напряжения в ВЛ 0,38кВ

1,87

0

0,27


-2,96


Отклонения напряжения у потребителя







Допустимые отклонения напряжения

±10

±10

±10

±10

±10

±10


Расчет потерь напряжения в трансформаторе производится по формуле:

, (6.1)

где ua - активная составляющая потерь в трансформаторе, %;

uр - реактивная составляющая потерь в трансформаторе, %;

Sрасч - расчетная мощность на трансформаторе, кВА;

Sном - номинальная мощность трансформатора, кВА.

,(6.2)

, (6.3)

Расчет потерь напряжения в КТП 2 (расчётная):

cos φ = 0,89; sin φ = 0,45; uк = 4,5; Рк.з. =2,65 кВт;

; ;

%.

Отклонение напряжения у потребителей не выходят за допустимые пределы (±10%).

. Расчет токов короткого замыкания в сетях 6 и 0,38 кВ

Токи короткого замыкания в сети 6 кВ необходимо знать для оценки чувствительности защит электрических сетей и для проверки проводников и оборудования на термическую и электродинамическую стойкость. Для оценки чувствительности защит необходимо определить минимальные токи к.з. для проверки оборудования - максимальные значения токов к.з. Расчет производится по формулам:

Реактивное сопротивление системы, приведенное к базисному напряжению:

, (7.1)

где Sк.з.ш. - мощность короткого замыкания на шинах центра питания, МВА (исходные данные); где Uб - базисное напряжение, В;Uб =1,05×Uном=1,05×6=6,3 кВ.

Ток трехфазного к.з., А:

 , (7.2)

где , - суммарные значения активных и реактивных сопротивлений схемы замещения ВЛЭП от центра питания до точки к.з.;

Ток двухфазного к.з., А: , (7.3)

Ток однофазного к.з., А :

, (7.4)

где Zф-0 - сопротивление короткозамкнутой петли фаза - ноль, Ом; zТ(1) - сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании, Ом.

- (7.5)

полное сопротивление схемы замещения ЛЭП от центра питания до точки к.з.

Ударный ток короткого замыкания:

, (7.6)

где - ударный коэффициент,  - постоянная времени, с.

Сеть 6 кВ

1)      Расчет для точки К1(ЦП):

Uб =6300кв

;,

А, .

) Расчет для точки К2 (КТП1):

Ом,

Ом,

А, А,

с, ,

А.

) Расчет для точки К3 (КТП2):

Ом,

Ом,

А, А,

с, ,

А.

) Расчет для точки К4 (КТП3):

Ом,

Ом,

А, А,

с, ,

А.

) Расчет для точки К5 (КТП4):

Ом,

Ом,

А, А,

с, ,

А.

Сеть 0,38 кВ

Для расчетов токов короткого замыкания в сетях 0,38 кВ от КТП2 сопротивления сети 6 кВ необходимо привести к базисному напряжению:

Ом,

Ом.

=0,0166Ом X=0,0417Ом 1/3Z=0,162Ом (табл.П.Б15-для ТП160 кВА),

) Расчет для точки К6 (на шинах подключения ЛЭП к КТП4):

Ом,

Ом, ,

Uб =1,05×Uном=1,05×380=400 В.

А, А,

А,

здесь Zф-0 =0, т.к. линии еще нет,

с, ,

А.

) Расчет для точки К7 (КТП2 линия 1):

Ом,

(Ом.)

Ом,

(Ом.)

Ом,

А, А,

А.

) Расчет для точки К8 (КТП2 линия 2)

Ом,

(Ом,)

Ом,

(Ом)

Ом,

А, А,

А.

) Расчет для точки К9 (КТП2 линия 3)

Ом,

(Ом)

Ом,

(Ом)

Ом,

А, А,

А.

) Расчет для точки К10 (КТП4 линия 4)

Ом,

(Ом)

Ом,

(Ом)

Ом,

А, А,

А.

Таблица 7.1Значение токов короткого замыкания сети 6 и 0,38 кВ

сеть 6 кВ

Точка

, А, А, А, А





К1

2758,8

2400,2

-

-


К2(КТП1)

1392,8

1211,7

-


К3(КТП2)

1059,4

921,7

-

1546,04


К4(КТП3)

848,5

738,2

-

1220,3


К5(КТП4)

703

611,6

-

1006,1

сеть 0,38 кВ

К6 (шина КТП4)

3633,5

3161,1

1358

5857,9


К7 (КТП4 линия 1)

929,7

808,8

365,4

-


К8 (КТП4 линия 2)

1708

1486

438,2

-


К9 (КТП4 линия 3)

476

412,2

378

-


К10 (КТП4 линия 4)

533,4

464,1

113,2

-









8. Защита сетей 0,38

Защита сети 0,38 кВ от аварийных режимов.

Для защиты ВЛЭП 0,38 кВ используются:

автоматические воздушные выключатели с комбинированным расцепителем (т.е. с тепловым расцепителем для защиты от перегрузок и с электромагнитным - для защиты от коротких замыканий);

Основным критерием для выбора аппарата защиты является расчётный ток нагрузки:

, (8.1)

где Sг.у. - мощность головного участка сети, кВА.

Расчетное значение тока срабатывания теплового расцепителя автоматического выключателя для защиты сети при наличии асинхронного электродвигателя определяем по формуле:

, (8.2)

где  - рабочий максимальный ток на головном участке линии (из табл. 4.1, 4.2, 4.3), А; - номинальный ток самого мощного эл. двигателя, подключенного к линии,А; - пусковой ток самого мощного эл. двигателя, подключенного к линии, А.

Если двигателя в линии нет, то:

, (8.3)

Расчетное значение тока плавкой вставки:

, (8.4)

Защита сети эффективна, если она обладает достаточной чувствительностью, которая оценивается по коэффициентам чувствительности защиты от однофазных к.з.:

, (8.5)

где  - однофазный ток к. з. в минимальном режиме системы, А; - номинальное (табличное) значение тока теплового расцепителя, А.

Если чувствительность защиты от однофазных к.з. оказывается недостаточной, то используется автоматический выключатель совместно с реле РЕ 571Т в нулевом проводе, и тогда чувствительность оценивается по формуле:

, (8.6)

где - ток срабатывания расцепителя в нулевом проводе, по которому из Приложения Б18 выбирается ближайшая большая уставка срабатывания защиты.

При использования реле РЕ 571 оценивается чувствительность защиты и от междуфазных к.з.:

, (8.7)

где  - двухфазный ток к. з. в минимальном режиме системы, А.

Если и в этот раз коэффициент чувствительности защиты от 1фазных к.з. не удовлетворяет требуемым значениям, отказываемся от реле и устанавливаем совместно с автоматом приставку типа ЗТИ-0,4 (содержит три типа защит: защита от 1ф к.з., защита от междуфазных к.з., защита от замыканий на землю).

Снова пересчитываем коэффициент чувствительности по формуле:

, (8.8)

где  - ток срабатывания защиты, по нему выбирается =40, 80, 120 А.

Чувствительность защиты от междуфазных к.з. при использовании ЗТИ-0,4 оценивается по формуле:

, (8.9)

Рисунок 8.1. Схемы установки реле РЕ 571Т и ЗТИ-0,38

Расчет и выбор защиты линии 1 КТП2 и оценка ее чувствительности:

, , А.

Выбираем авт. выключатель марки ВА88-32 с Iном=125 А, Iт.р=80 А, Iэр=1250А>75,7А.

Оценка чувствительности от 1фазных и 2фазных к.з.:

, условие не выполняется.

, условие выполняется.

В связи с тем, что автоматический выключатель не обеспечивает требуемую чувствительность защиты, совместно с ним устанавливается приставка ЗТИ-0,4 для дополнительной защиты от однофазных коротких замыканий.

Требуемый ток срабатывания защиты от однофазных к.з.:

А.

Выбираем уставку срабатывания защиты от однофазных коротких замыканий:

,

Тогда коэффициенты чувствительности:

 условие выполняется.

Расчет и выбор защиты линии 2 КТП2 и оценка ее чувствительности:

, , А.

Выбираем авт. выключатель марки ВА88-32 с Iном=125 А, Iт.р=100 А, Iэр=1250А>91,1А.

Оценка чувствительности от 1фазных и 2фазных к.з.:

, условие выполняется.

, условие выполняется.

Расчет и выбор защиты линии 3 КТП2 и оценка ее чувствительности:

., А.

Выбираем авт. выключатель марки ВА88-32 с Iном=125 А, Iт.р=80 А, Iэр=1250А>87,3А.

Оценка чувствительности от 1фазных и 2фазных к.з.:

, условие выполняется.

, условие выполняется

Расчет и выбор защиты линии 3 КТП2 и оценка ее чувствительности:

.

На этой линии находится двигатель (14п):

номинальный ток двигателя

 А,

пусковой ток

А,

ток тепл. расцепителя

А,

ток электромагнитного расцепителя  А.

Выбираем авт. выключатель марки ВА88-35 с Iном=250А, Iт.р=200 А, Iэр=2500А>401,6 А.

Оценка чувствительности от 1фазных и 2фазных к.з.:

, условие не выполняется.

, условие не выполняется.

В связи с тем, что автоматический выключатель не обеспечивает требуемую чувствительность защиты, совместно с ним устанавливается приставка ЗТИ-0,4 для дополнительной защиты от двух- и однофазных коротких замыканий.

Требуемый ток срабатывания защиты от однофазных к.з.:

А

Выбираем уставку срабатывания защиты от однофазных коротких замыканий:

,

Тогда коэффициенты чувствительности:

 условие не выполняется.

 условие выполняется.

Выбор и проверка аппаратов для КТП2 6/0,4 160 кВА со стороны высшего напряжения.

) Для защиты КТП от атмосферных перенапряжений со стороны 6 кВ выбираю три разрядника типа РВО-6У1 (обозначение на эл. схеме 2 плаката: FV1…FV3).

Параметр

Паспортные данные

Расчетные данные

Номинальное напряжение, кВ

7,6

6


) Для надежного отсоединения части линии, где нужно проводить какие-то работы на ТП, выбираю разъединитель типа РЛНД-1-10-320У1 (QS1), Uн=12кВ, Iн = 320 А.

а) по напряжению: 12 кВ> кВ - условие выполнено.

б) по току:, 320 А > 15,4 А - условие выполнено

в) на термическую стойкость: , , -  условие выполнено.

г) на эл.динамическую стойкость: , 25кА > 1,8 кА - условие выполнено.

Параметр

Паспортные данные

Расчетные данные

Номинальное напряжение, кВ

12

6

Номинальный ток, кА

320

15,4

Ток эл.динам. стойкости, кА

25

2

Ток термической стойкости, кА

10

1,09

Время протекания тока термической стойкости, с

4

1,7

Термическая стойкость, кА2×с

400

6,8


) Для защиты силового трансформатора ТП2^ от коротких замыканий выбираю три предохранителя типа ПКТ-101-6-20-31,5У3 (FU1…FU3).

а) по напряжению: 7,2кВ> 6 кВ. - условие выполнено.

б) по току: ,  20 А > 15,4 А - условие выполнено.

Параметр

Паспортные данные

Расчетные данные

Номинальное напряжение, кВ

6

6

Номинальный ток, А

20

15,4


Выбор и проверка аппаратов для КТП 6/0,4 160 кВА со стороны низшего напряжения.

) Для защиты КТП от коммутационных перенапряжения со стороны сети 0,38 кВ выбираю три разрядника типа РВН-0,5 (FV4…FV6).

2) Для надежного отключения сети 0,38 кВ от силового трансформатора выбираю разъединитель типа Р32 (QS2) - рубильник 3х полюсный с = 250 А.

а) по напряжению: 0,66 кВ> 0,4 кВ - условие выполнено.

б) по току: , 250 А >243 А - условие выполнено.

3) Для подключения счетчика выбираю понижающий трансформатор тока типа Т-0,66 (ТА1-ТА3) с коэффициентом трансформации 250/5.

а) Проверкам по напряжению: 0,66> 0,4 кВ, - условие выполнено.

б) Проверка по току: ,  250≥243,4 А, - условие выполнено.

4)      Для учета выдаваемой в сеть 0,38кВ активной электроэнергии выбираю счётчик ватт-часовой (Wh) для трёхпроводных и четырёхпроводных сетей тип ЦЭ 2727, класс точности -1.

5) Для защиты сетей 0,38 кВ от к.з. и перегрузок выбираю автоматические воздушные выключатели:

Линия 1: ВА88-32 с Iном=125 А, Iт.р=80 А,Iэр=1250А>75,7А

Линия 2: ВА88-32 с Iном=125 А, Iт.р=100 А, Iэр=1250А>91,1А

Линия 3: ВА88-35 с Iном=125 А, Iт.р=80А,Iэр=1250А>87,3А

Линия 4: ВА88-32 с Iном=250 А, Iт.р=200 А, Iэр=2500А>401,6А.

. Заземление подстанции

Рисунок 10.1. Эскиз размещения электродов контура заземления

Рисунок 10.2. Эскиз контура заземления силового трансформатора

Исходные данные:

Высота вертикального электрода Lв= 4 м;

Удельное сопротивление верхнего слоя грунта r1=110 Ом×м;

Удельное сопротивление нижнего слоя грунта r2 =70 Ом×м;

Высота верхнего слоя грунта h =0,85 м;

Расстояние от поверхности земли до горизонтального заземлителя tг = 0,6 м;

Длина горизонтальной полосы Lг =38 м;

Сопротивление на ТП должно быть Rтп £ 30 Ом.

) Эквивалентное сопротивление грунта:

 , (10.1)

где кс.г - коэффициент сезонности для горизонтального заземлителя, кг = 4,5;

кс.в - коэффициент сезонности для вертикального заземлителя, кв =1,8.

.

) Сопротивление одного вертикального электрода:

, (10.2)

где tв - расстояние от поверхности земли до вертикального электрода;

d - диаметр круглой стали, мм.

где tг - расстояние от поверхности земли до горизонтального заземлителя, м; Lв - высота вертикального электрода, м.

м.

, (10.3)

 =50х50х5 мм, .

,

) Ориентировочное число вертикальных электродов:

, (10.4)

где ηВ - коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависит от количества вертикальных заземлителей и от способа их заземления, принимаем равное единице;

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединяется нейтраль трансформатора (генератора) в любое время года при линейном напряжении 380 В должно быть не более 4 Ом. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом естественных заземлителей и повторных заземлений нулевого провода на опорах ВЛЭП 0,38кВ. При этом сопротивление заземляющего устройства, ближайшего к подстанции должно быть не более 30Ом.

Rн =5,3 Ом - нормативное сопротивление данного контура.

шт.

С учетом удобства монтажа и присоединения корпуса КТП к заземляющему устройству, примем 8 вертикальных электрода.

Расстояние между электродами 4 метра.

) Сопротивление горизонтальной полосы электрода:

, (10.5)

.

) Сопротивление контура заземления у подстанции:

, (10.6)

где ηВ =0,55 - коэффициент использования вертикальных электродов;

где ηГ = 0,36 - коэффициент использования горизонтальных электродов.

.

. Технико-экономические показатели проекта

Спроектированная система электроснабжения должна иметь наилучшие технико-экономические показатели, т.е.:

- должна быть надежной - обеспечивать минимальные перерывы электроснабжения для снижения материального ущерба потребителей (в проекте оценивается количеством отключений электроснабжения);

- должна обеспечивать необходимое качество поставляемой потребителям электроэнергии (в проекте оценивается отклонениями напряжения потребителей: +1,58%; +0,38%);

- должна быть экономичной - иметь низкую себестоимость передачи электроэнергии (в проекте оценивается средней себестоимостью передачи электроэнергии).

.1 Технико-экономический расчёт

Проводится для оценки надежности спроектированной системы электроснабжения по количеству и продолжительности аварийных и плановых отключений.

Исходные данные для расчетов:

) Общая длина линии 6 кВ = 8 км.

От 35/6 до КТП №2 = 3 км;

) Количество спроектированных КТП 160 кВА - 1 шт.

) Количество отходящих линий от КТП №2 - 4 линии;

) Общая длина линии 0,38 кВ, в км:

Таблица 11.1

КТП №4

Линия №

Марка 4А16

Марка 4А25

Марка 4А35

Марка 4А50

Марка 4А70

Марка 4А95


Линия 1

-

0,04

0,06

0,02

-

-


Линия 2

-

-

-

-

-

0,16


Линия 3

-

0,025

0,03

-

0,04

0,055


Линия 4

-

-

0,035

0,065

-

0,145


 


) Расчетное количество аварийных и плановых отключений потребителей расчетного населенного пункта за год:

Таблица 11.1

Справочная таблица для расчетов


, 1/год×км, 1/год×км, ч, ч




0,38 кВ

0,75

0,3

2,2

4

10(6) кВ

0,25

0,12

3,22

5

ТП

0,07

0,25

2,7

4


Расчетное количество аварийных отключений потребителей расчетного населенного пункта за год:

, , ,, (11.1)

где  - удельное количество аварийных отключений потребителей расчетного населенного пункта, 1/год×км; - длина линии электропередачи, км.

 1/год;  1/год;  1/год;  1/год  1/год.

Расчетное количество плановых отключений потребителей расчетного населенного пункта за год:

, , ,, (11.2)

где  - удельное количество плановых отключений потребителей расчетного населенного пункта, 1/год×км.

 1/год;  1/год;  1/год;  1/год 1/год.

) Расчетная продолжительность одного аварийного и планового отключения:

, (11.3)

, (11.4)

где ,  - из справочной таблицы выше.

чч;

чч.

.2 Экономические показатели

Экономичность спроектированной системы электроснабжения оценивается по средней себестоимости передачи электроэнергии потребителям и зависит от:

капитальных затрат на первоначальное строительство системы электроснабжения;

годовых эксплуатационных расходов (на ремонт, эксплуатацию, профилактику системы).

Средняя себестоимость передачи электрической энергии от центра питания до потребителей расчетного населенного пункта определяется по формуле:

, (11.5)

) Расчет себестоимости передачи электрической энергии ВЛ 6 кВ.

, (11.6)

где ∑И6 - суммарные издержки на передачу электроэнергии для ВЛ 6 кВ, руб/кВт×ч; W6- количество переданной электроэнергии, кВт/ч.

6aобсл.пот.э.э, (11.7)

где Иa - издержки на амортизацию сети 6 кВ, Иобсл - издержки на обслуживание;

Ипот. э.э - издержки на потери электроэнергии ВЛ 6 кВ.

Иa=pa×K6, (11.8)

где рa - коэффициент амортизационных отчислений, рa6=3,6% , рa0,38=3,6% , рaТП = 6,4%; К6 - капитальные затраты.

К6=SКуд×li, (11.9)

где SКуд - укрупненный удельный показатель стоимости, (табл.П.Б.20,21,22 ); li - длина линии в соответствии с проводом, км.

Иобсл= nу.е× li ×Су.е,           (11.10)

где Су.е=28 руб./год - стоимость 1у.е.; nу.е - количество удельных условных единиц по обслуживанию электрической сети 6кВ, nу.е=1,7.

Ипот. э.э=åDP6∙τ∙CП,        (11.11)

где åDР6- потери мощности (всей сети, всех линий), кВт; CП - удельные затраты на передачу электроэнергии 1кВт×ч, CП=3,82 коп/кВт∙ч; τ - число часов максимальных потерь электроэнергии, ч, (справочные данные).

=Р× Тмах, (11.12)

где Р - мощность головного участка проектируемой сети; Тмах - число часов использования максимальной нагрузки, (справочные данные).

) По таким же формулам рассчитываем  и .

) Расчет себестоимости передачи электрической энергии сети 6 кВ.

Иa= pa×K6=0,036×16=0,576 тыс.руб. (K6 =SКуд×li = 2×8=16),

Иобсл.= nу.е× li ×Су.е = 1,7×8×28×10-3=0,38 тыс.руб.,

Ипот. э.э= åDP6×τ∙CП =12,93×1900∙3,82∙10-5= 0,94тыс.руб.; (SDР6=12,93; τ=1900ч),

6= Иaобсл.пот.э.э=0,576+0,38+0,94= 1,89 тыс.руб.

W= Р× Тмах =431,5×2800=1208200 кВт×ч (Тмах=2800 ч).

коп/Вт×ч.

) Расчет себестоимости передачи электрической энергии ВЛ 0,38 кВ.

Иa = pa×K0,38 = 0,036 × 1,97 = 0,071тыс.руб. (K0,38 = SКуд×li = 2,93×0,675= 1,97; т.к. 1 линия),

Иобсл.= nу.е× li ×Су.е = 2,3×0,675×28×10-3 = 0,043 тыс.руб.,

Ипот.э.э=åDP0,38× τ ∙CП = 4,16 × 1200 ∙ 4,45 ∙ 10-5 = 0,225тыс.руб. (τ=1200; SDР0,38 =4,16)

0,38= Иaобсл.пот.э.э=0,071+0,043+0,225 =0,339 тыс.руб.

W= Р× Тмах =146,2×2800=409360 кВт×ч; (Р=146,2кВт, Тмах=2800ч).

 коп/Вт×ч.

) Расчет себестоимости передачи электрической энергии от ТП:

Иa= pa×KТП=0,064×1,59=0,1 тыс.руб, (КТП=SКуд=1,59),

Иобсл.= nу.е×Су.е=4×28∙10-3=0,112 тыс.руб. (nу.е=4,),

Затраты (издержки) на компенсацию потерь электроэнергии:

,

где  - расчетная мощность ТП, кВА;  - номинальная мощность трансформатора, кВА; и  - соответственно потери к.з. и потери холостого хода тр-ра, Вт (табл.ПБ.15).

тыс.руб.;

тп= Иaобсл.ТП=0,1+0,112+0,28=0,49 тыс.руб.

 коп/Вт×ч.

) Средняя себестоимость передачи электрической энергии:

 коп/Вт×ч.

Если эта величина будет меньше аналогичной в предприятиях электросетей, то спроектированная система электроснабжения будет конкурентоспособна с существующими сетями.

. Список используемой литературы

1. Будзко И. А., Зуль Н. М. Электроснабжение сельского хозяйства. М.: Агропромиздат, 1990г.-

. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства. / Васильев Л. И., Ихтейман Ф. И., Симоновский С. Ф. и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - 159 с.

. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

. Правила устройства электроустановок. 7-е издание. - СПб.: Издательство ДЕАН, 2007. - 625 с.

Похожие работы на - Электроснабжение населенного пункта

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!