В этом курсовом проекте выполнен расчёт системы электроснабжения сельского населённого пункта, который включает расчет электрических нагрузок населенного пункта, определение мощности и выбор трансформаторов, электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ, построение таблицы отклонений напряжения и многое другое.
Выполнение курсового проекта относится к завершающему этапу изучения дисциплины «Электроснабжение» и ставит перед собой цель – систематизировать, расширить и закрепить теоретические знания и практические навыки при решении конкретных вопросов проектирования электроснабжения сельского хозяйства.
Электрификация, т.е. производство, распределение и применение электроэнергии – основа устойчивого функционирования и развития всех отраслей промышленности и сельского хозяйства страны и комфортного быта населения.
1. Расчет электрических нагрузок населенного пункта
Из табл. 1 определяется вариант задания – 213, которому соответствует схема № 1 ВЛ. 10 кВ с расчетным населенным пунктом № 2 и схема № 3 сети 0, 38 кВ.
Расчет электрических нагрузок производится с целью выбора сечений проводов линий и расчёта мощности ТП.
Для определения суммарной
Таблица 1.1
|
№ пп |
Потребитель |
Расчетная мощность |
Координаты |
||||||
|
РД, кВт |
РВ, кВт |
Дjcos о.е. |
Вjcos о.е. |
SД, кВА |
SВ, кВА |
X, о.е. |
Y, о.е. |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
5.2 |
Коровник привязного содержания с механизированным доением,уборкой навоза и электроводонагревателем: на 200 коров |
6 |
6 |
0, 92 |
0, 96 |
5.52 |
6.25 |
8 |
18 |
|
5.2 |
Коровник привязного содержания с механизированным доением,уборкой навоза и электроводонагревателем: на 200 коров |
6 |
6 |
0,92 |
0,96 |
5.52 |
6.25 |
10 |
18 |
|
7,2 |
Помещения для ремонтного и откормочного молодняка с механизированной уборкой навоза: на 240-260 голов |
5 |
8 |
0, 92 |
0, 96 |
5.4 |
8.3 |
3 |
18 |
|
7.2 |
Помещения для ремонтного и откормочного молодняка с механизированной уборкой навоза: на 240-260 голов |
5 |
8 |
0, 92 |
0, 96 |
5.4 |
8.3 |
5 |
18 |
|
29.1 |
Склад рассыпных и гранулированных кормов емкостью: 200т |
20 |
1 |
0, 7 |
0, 75 |
28.6 |
1.3 |
6 |
13 |
|
12 |
Кормоцехфермы КРС на 800-1000 голов |
50 |
50 |
0.75 |
0, 78 |
66.7 |
64 |
3 |
16 |
|
27.1 |
Овощекартофелехранилеще на 300-600т. |
5 |
2 |
0, 70 |
0,75 |
7.14 |
2.66 |
10 |
10 |
|
36 |
Столярный цех |
15 |
1 |
0, 70 |
0, 75 |
21.43 |
1.3 |
5 |
8 |
|
2 Зона |
|||||||||
|
51.3 |
Административное здание: на 70 рабочих мест |
35 |
15 |
0.92 |
0.96 |
38 |
12.5 |
20 |
5 |
|
54.1 |
Баня: на 5 мест |
3 |
3 |
0, 92 |
0, 96 |
3.26 |
3.13 |
20 |
7 |
|
53.2 |
Магазин на 4 рабочих места. Подовольственный |
10 |
10 |
0.85 |
0.90 |
11.76 |
11.11 |
20 |
9 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
22 |
3 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
22 |
5 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
22 |
7 |
|
55.3 |
Жилой дом: восьмиквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
24 |
12 |
|
55.2 |
Жилой дом: четырехквартирный |
2,2 |
7,2 |
0, 92 |
0, 96 |
2,39 |
7,5 |
24 |
14 |
|
55.3 |
Жилой дом: восьмиквартирный |
4,3 |
14,4 |
0, 92 |
0, 96 |
4,67 |
15 |
26 |
12 |
|
55.2 |
Жилой дом: четырехквартирный |
2,2 |
7,2 |
0, 92 |
0, 96 |
2,39 |
7,5 |
26 |
14 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
2 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
4 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
6 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
8 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
9.5 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
11 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
28 |
12.5 |
|
55.2 |
Жилой дом: четырехквартирный |
2,2 |
7,2 |
0, 92 |
0, 96 |
2,39 |
7,5 |
28 |
14 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
32 |
2 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
32 |
3.5 |
|
50.1 |
Детские ясли-сады на 25 мест |
4 |
3 |
0.85 |
0.90 |
4.7 |
3.33 |
32 |
5 |
|
48.2 |
Спальный корпус школы-интерната на 80 мест |
8 |
15 |
0.85 |
0.90 |
9.4 |
16.7 |
32 |
7 |
|
45.2 |
Начальная школа на 80 учащихся |
7 |
2 |
0.85 |
0.90 |
8.24 |
2,22 |
32 |
11 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
32 |
13 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
34 |
2 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
36 |
2 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
36 |
4 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
36 |
6 |
|
55.1 |
Жилой дом: одноквартирный |
0,54 |
1,8 |
0, 92 |
0, 96 |
0,59 |
1,88 |
36 |
8 |
|
38.2 |
Склад концентрированных кормов с дробилкой ДКУ-2 |
25 |
1 |
0.70 |
0.75 |
35,7 |
1,33 |
36 |
10 |
|
35 |
Плотницкая |
10 |
1 |
0.70 |
0.75 |
14,3 |
1,33 |
36 |
12 |
|
43.1 |
Гараж с профилакторием на 10 автомашин |
20 |
10 |
0.70 |
0.75 |
28,57 |
13,33 |
36 |
14 |
Значения полной мощности дневного и вечернего максимумов нагрузки рассчитываются по формуле
(1.1)
после чего вносятся в соответствующие столбцы (7 и 8) таблицы.
Для жилого дома одноквартирного:
Суммарная расчетная мощность дневного и вечернего максимумов нагрузки всех потребителей населенного пункта определяется в следующей последовательности:
1. Для одинаковых потребителей (производственных или жилых домов), имеющих одну и ту же расчетную нагрузку, суммарная нагрузка дневного и вечернего максимумов определяется по формуле:
, (1.2)
где Рn – расчетная нагрузка группы «n» одинаковых потребителей, кВт;
- Р – расчетная нагрузка одного потребителя, кВт;
- ko – коэффициент одновременности.
2 Зона:
Жилые одноквартирные дома:
Жилые четырехквартирные дома:
Жилые восьмиквартирные дома:
2. Расчетная мощность дневного максимума нагрузки
, (1.3)
где РБ – наибольшее значение расчетной мощности дневного максимума нагрузки одного из потребителей или группы одинаковых потребителей, кВт;
- m – число потребителей и групп одинаковых потребителей населенного пункта, нагрузки которых суммируются;
- Рдоб1, Рдоб2, Рдоб3,… Рдоб m-1 – добавки, определяемые расчетной мощностью дневного максимума нагрузки всех других потребителей и групп одинаковых потребителей, кВт;
- берутся из таблицы 3.6 [2].
3. Определяется нагрузка
, (1.4)
где РΣНО – суммарная нагрузка наружного освещения
4. Расчетная мощность вечернего максимума нагрузки
, (1.5)
где РБ, Рдоб1, Рдоб2, Рдоб3,… Рдоб m-1 – то же, что и для формулы (1.3), только для вечернего максимума нагрузки потребителей, кВт;
- РΣНО – суммарная нагрузка наружного освещения населенного пункта, кВт.
5. Расчетная мощность дневного и вечернего максимума нагрузки производственных потребителей населенного пункта.
6. Коэффициент мощности дневного и вечернего максимума
(1.6)
где — расчетная нагрузка комунально-бытовых потребителей.
= 86,3+ 97,4= 183,7(кВт)
= 70,9+ 104,8= 175,7 (кВт)
РП (Д) / РОД = 86,3/183,7=0,47
РП (В) / РОВ = 70,9/ 175,7 = 0,44
= 0, 8
= 0, 84
7. Расчетная полная мощность
2. Определение мощности и выбор трансформаторов
Количество трансформаторных подстанций в населенном пункте рекомендуется определять по эмпирической формуле:
, (2.1)
где Sp – наибольшее значение расчетной полной мощности всех потребителей населенного пункта, соответствующее дневному или вечернему максимуму нагрузки, кВА;
- F – площадь населенного пункта, км2;
- U – допустимая потеряD напряжения в линиях 0,38 кВ, %;
- В – коэффициент, %/кВА*км2.
UDДля ВЛ 0, 38 кВ принимается = 7…10%; для ТП 10/0,38 кВ значение коэффициента «В» принимают: В = 0,06…0,07 %/кВА*км2.
В целях сокращения экономических затрат рекомендуется выбирать не менее двух трансформаторных подстанций, так как на плане местности однородные потребители размещены компактно выбираю две подстанции. Сгруппируем потребителей населенного пункта в две зоны.
Выбираем трансформаторы с номинальной мощностью:
1 Производственная зона Sном= 100 кВА;
2 Зона Sном= 100 кВА;
Координаты ТП для каждой выбранной зоны потребителей рассчитывают по известным координатам отдельных потребителей, с использованием формул:
(2.2)
где n – число потребителей для каждой выбранной зоны; Si – полная мощность «i»-того потребителя для того максимума нагрузки, по которому выбран трансформатор ТП, кВА.
Производственные потребители:
4.8
14.39
Зона 2:
28.76
9.7
Расчет произведен в таблице Microsoft Office Excel 2007
3. Электрический расчет воздушной линии напряжением 10 кВ
Электрический расчет воздушных линий (ВЛ) производится с целью выбора марки и сечения проводов, определения потерь напряжения и энергии в линии.
Результаты расчетов и необходимые данные для них оформляются в виде таблицы 3.1.
Таблица 3.1
|
Участок ВЛ 10 кВ |
Расчетная активная мощность участка, кВт |
РДП/РДО |
РВП/РВО |
||||
|
Номер |
Длина, км |
Днем |
Вечером |
||||
|
РДО |
РДП |
РВО |
РВП |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
5-6 |
6 |
180 |
100 |
240 |
120 |
0,55 |
0,5 |
|
2-5 |
6 |
432 |
225 |
531 |
275,5 |
0,52 |
0,46 |
|
3-2 |
4 |
529.4 |
296.8 |
555.6 |
311,8 |
0,56 |
0,56 |
|
3-4 |
11 |
260 |
200 |
290 |
210 |
0,77 |
0,72 |
|
1-3 |
13 |
890.5 |
582 |
1076 |
694.6 |
0,65 |
0,65 |
|
0-5 |
5 |
1161,5 |
748.8 |
1283,4 |
805 |
0,64 |
0,63 |
Таблица 3.1.1
|
Дjcos |
Вjcos |
Дjtg |
Вjtg |
Расчетная мощность |
Рабочий ток, А |
||||
|
Реактивная, кВар |
Полная, кВА |
||||||||
|
QД |
QВ |
SД |
SВ |
IД |
IВ |
||||
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
0,80 |
0,85 |
0,75 |
0,61 |
135 |
61 |
300 |
141.2 |
17.3 |
8.15 |
|
0,82 |
0,87 |
0,69 |
0,56 |
298 |
126 |
647.6 |
316.7 |
37.3 |
18.3 |
|
0,81 |
0,86 |
0,72 |
0,59 |
381.2 |
175 |
686 |
362.6 |
39.6 |
21 |
|
0,75 |
0,82 |
0,88 |
0,56 |
228 |
112 |
386.7 |
256 |
22.3 |
14.8 |
|
0,76 |
0,83 |
0,85 |
0,67 |
757 |
390 |
1415 |
576.5 |
81.7 |
33.28 |
|
0,76 |
0,83 |
0,85 |
0,67 |
987.3 |
501.7 |
1688.7 |
969.9 |
97.4 |
55.9 |
Таблица 3.1.2
|
Марка и сечение провода, мм2 |
Потери напряжения, % |
Потери энергии, кВт.ч |
|||
|
Днем |
Вечером |
||||
|
На участке |
От шин 10 кВ до конца участка |
На участке |
От шин 10 кВ до конца участка |
||
|
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
|
АС70 |
0,77 |
4.5 |
0,7 |
4.4 |
4299 |
|
АС70 |
2.8 |
5.7 |
1.9 |
7.9 |
23315,2 |
|
АС70 |
1.5 |
8.1 |
1.2 |
6.6 |
15016,7 |
|
АС70 |
2.2 |
5.6 |
1.8 |
4.8 |
13095,6 |
|
АС70 |
8.7 |
8.7 |
7 |
7.8 |
15979,6 |
|
АС70 |
4.3 |
4.3 |
3.7 |
3.7 |
59766,6 |
∆Wmax= 131472,7 кВт*ч в год.
С помощью коэффициента одновременности и добавок рассчитаем нагрузку на всех участках линии 10 кВ.
Например мощность для общей дневной нагрузки на участках 1-3:
Р2-5 =ko (Р5 + Р5-6) =0.9(180+300) = 432 кВт
Расчетная реактивная и полная мощность нагрузки для дневного и вечернего максимума по каждому участку ВЛ 10 кВ определяются по формулам:
(3.1)
, (3.2)
«РО» – расчетная активная »j» и «tg jобщая нагрузка, указанная в столбцах 3 и 5, а «cos берутся из столбцов 9…12 таблицы 3.1.
В столбцы 17, 18 таблицы вписывается рабочий ток на участках линии, который определяется по формуле:
, (3.3)
где Uном=10 кВ – номинальное напряжение линии.
Сечение проводов в курсовом проекте рекомендуется определять по экономической плотности тока:
, (3.4)
где jЭК=1,3 А/мм2 – экономическая плотность тока, выбранная по таблице 5.1 [1,2].
Полученное расчетное сечение округляется до ближайшего стандартного и должно быть скорректировано по требованиям к механической прочности, в соответствии с которыми провода выбирают сталеалюминиевыми, сечениями не менее: 70 мм2 для магистрали и 35 мм2 для отпаек.
Параметры выбранных проводов необходимо свести в таблицу 3.2.(приложение 1, 4, 14, 15 [1,2] ).
Таблица 3.2
|
Провод |
Dср, мм |
r0, Ом/км |
х0, Ом/км |
Iраб макс, А |
Iдоп, А |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
АС70/11 |
2000 |
0,420 |
0,392 |
10,9 |
265 |
|
АС70/11 |
2000 |
0,420 |
0,392 |
23,3 |
265 |
|
АС70/11 |
2000 |
0,420 |
0,392 |
32,9 |
265 |
|
АС70/11 |
2000 |
0.420 |
0.392 |
31,2 |
265 |
|
АС70/11 |
2000 |
0.420 |
0.392 |
65,1 |
265 |
|
АС70/11 |
2000 |
0,420 |
0,392 |
74,6 |
265 |
Выбранное сечение проводов удовлетворяет условию допустимого нагрева:
Условие выполняется.
На каждом из участков линии необходимо определить потерю напряжения:
, (3.5)
где , Р и Q – длина участка и мощности, передаваемые по участку, берутся из таблицы 3.1, а r0 и x0 – из таблицы 3.2 для соответствующего участка ВЛ 10 кВ.
Полученную по формуле (3.5) потерю напряжения в вольтах необходимо перевести в киловольты и представить в процентах:
(3.6)
а затем вписать в
Потери напряжения от шин 10 кВ до конца расчетного участка определяются путем суммирования потерь напряжения тех участков, по которым передается нагрузка рассматриваемого участка ВЛ 10 кВ. Полученные результаты вписываются в столбцы 21 и 23 таблицы 3.1.
В столбце 24 таблицы указываются потери электрической энергии на участках линии, которые рассчитываются по формуле:
, (3.7)
- время максимальныхtгде =1900 чtпотерь, час; может быть принято по таблице 14.2 [1].
