Электроснабжение населенного пункта и района

   Министерство  сельского  хозяйства  и  продовольствия  РФ

   Костромская  ГСХА

Кафедра  электроснабжения

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

   по  электрическим  сетям

   “Электроснабжение  населенного  пункта  и  района” 
 
 

   Выполнил:

   студент  735  группы

   Гаврилов  А.А.

   "_____" _____________2000 
 

   Принял:

   Смирнов  Л.А.

   "_____" _____________2000 
 
 

   Кострома , 2001 

   Содержание. 

      Введение..........................................................................................

      1.1 Исходные  данные  населенного  пункта.....................................

      1.2. Характеристика объектов и обоснование  категории по надежности 

      электроснабжения.....................................................................

      1.3 Определение электрических нагрузок  на вводах в здание и на  объектах.......................……………………………………………………..

      1.4 Выбор числа ТП 10/0.4 и место  их установки. Числа отходящих  линий.........................……………………………………………………….

      1.5 Определение расчетных и эквивалентных  мощностей на участках линий . Выбор сечения и числа проводов. Расчет потерь напряжения в проводах.....................……………………………………………………….

      1.6 Расчет уличного освещения....................................................…            

      1.7 Определение номинальной мощности  ТП...................................

      1.8 Конструкция сети напряжением 0.4 кВ ……………………………..

      1.9 Выбор сечения проводов ВЛ 10 кВ  …………………………………..

      1.10 Выбор основного оборудования  ТП ………………………………..

      1.11 Расчет заземляющего устройства  ТП 10/0.4 кВ ………………….

      1.12 Схема РУ 10 кВ подстанции 10 / 0.4 кВ  …………………………..

      1.13 Грозозащита ТП и ВЛ …………………………………………………

      2. Проектирование  электроснабжения  района

      2.1 Выбор  числа ,  места   расположения  и  мощности  районных  трансформаторных подстанций ...................…………………………….

      2.2 Проектирование  сети  10 кВ......................................................

      2.3. Проверка выбранных сечений при  аварийных режимах …………

      2.4 Схема первичных соединений РУ 110 / 35 кВ проходных понижающих подстанции 110 / 10 , 35 / 10 кВ ……………………………………………

      2.5 Расчет допустимых потерь напряжения ………………………………

      3. Техника безопасности при сооружении  ВЛ ……………………………

        Список используемых источников................................................... 
 
 

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.

  Электрификация, то  есть  производство,  распределение  и  применение  электроэнергии  во  всех  отраслях  народного  хозяйства  и  быта  населения--один  из  важных  факторов  технического  прогресса. 

   На  базе  электрификации  развивается  промышленность,  сельское  хозяйство  и  транспорт.

   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 страны. 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.

   От  проблемы  рационального  электроснабжения  сельского  хозяйства  в  значительной  степени  зависит  экономическая  эффективность  применения  электроэнергии .

   Целью данного курсового проекта является приобретение навыков при расчете  электроснабжения населенного пункта. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные.

   В качестве исходных данных, необходимых  для построения плана населенного  пункта, сведения о потребителях, характеризующие их расчетные нагрузки и режимы потребления электроэнергии берем из таблиц 2.1, 2.2, 2.3 [ Л1 ] (вариант 567). 

      2.1 Расположение  зданий  на  плане   поселка и их характеристика.

      Таблица 1.1

Номер  строения Наименование Координаты
    X Y
01 Одноквартирный дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 3 4
02 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 4 4
03 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 5 4
04 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 6 4
05 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 7 4
06 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 8 4
07 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 9 5
08 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 12 4
09 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 13 4
10 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 14 4
11 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 15 4
12 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 16 4
13 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 17 4
14 Одноквартирный  дом с кондиционером, с плитой на газе, жидком или твердом топливе. 18 4
15 Четырехквартирный дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком топливе. 5 6
16 Четырехквартирный дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком топливе. 6 6
17 Четырехквартирный дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком топливе. 7 6
18 Четырехквартирный дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком топливе. 12 6
19 Двенадцатиквартирный  дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком  топливе. 13 6
20 Двенадцатиквартирный  дом с кондиционером, с плитами  на газе, твердом или жидком  топливе. 14 6
21 Свинарник-маточник  с  подвесной  дорогой  на  50 маток  с  электрообогревом 10 3
22 Птичник на  8000 кур 11 2
23 Овчарня  на  800…1000  овцематок 12 1
24 Центральная  ремонтная мастерская  на 25 тракторов 14 1
25 Маслобойка 13 2
26 Гараж с профилакторием на 25 машин 5 8
27 Цех по переработке 50 т солений и 130 т капусты 10 6
28 Котельная с  четырьмя котлами “Универсал-6” для отопления и горячего водоснабжения 9 7
29 Кузница 7 8
30 Ветеринарно-фельдшерский пункт 7 9
 
 
 
 
 

   2.2. Характеристика объектов  и обоснование  категории по надежности  электрооборудования.

      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 делаем вывод, что потребители первой категории  отсутствуют.  Ко  второй  категории  относится:

  • свинарник-маточник на 50 маток с электрообогревом;
  • птичник на 8000 кур;
  • котельная.

 Поэтому   необходимо  на  подстанциях,  к  которым  они  относятся   установить  2  трансформатора или обеспечить резервную линию от соседней подстанции.  Все  остальные  потребители  относятся  к  третьей  группе  по  электроснабжению. 

      2.3. Определение электрических  нагрузок на вводе  в здание.

      Расчетные  активные  нагрузки  Pд  и  Pв  многоквартирного  дома  определяют  с  использованием  коэффициента  одновременности  по  формуле: 

                                                                      (1)

      где, n – число квартир в доме,  kо – коэффициент одновременности,  Pмд и Pмв – соответственно  дневной  и  вечерний  максимум  нагрузок.

      Расчетные  реактивные  нагрузки  высчитываем  аналогично  активным.

      Расчет  нагрузки  одноквартирного  дома:

Значения  расчетных  нагрузок  для  одноквартирного  дома принимаем  из [1 табл.2.4].

                 Pд = Pмд = 1.5 кВт                   Qд = Qмд = 1.0  кВАр

                                   Sд = = 1,8 кВА

Кроме этого необходимо учитывать нагрузку уличного освещения, нагрузка которого принимает участие только в вечернем макксимуме. Если освещение выполнено лампами накаливания, то нагрузка является чисто активной. Нагрузку уличного освещения выбирают по нормам [3 табл.2.6], нагрузку наружного освещения принимаем из расчета 250 Вт на одно помещение.

      Pв = Pмв + Pосв = 3,5 + 0,25 = 3,75 кВт                   Qв = Qмв = 1.9 кВАр

                               Sв = = 4,2 кВА

      Расчет  нагрузки  четырехквартирного  дома:

                  n = 4          ko = 0.585 [1 табл. 2.7]     Pмд = 1.5 кВт     Qмд = 1.0  кВАр

                                              Pосв = 0,25 кВт       Pмв = 3,5 кВт     Qмв = 1.9 кВАр

      Pд = 0.585 × 4 × 1.5  = 3.63 кВт

      Qд = 0.585 × 4 × 1 = 2.45 кВАр                       Sд = = 4,38 кВА

      Pв = 0.585 × 4 × 3.5 + 0,25 = 8.44  кВт

      Qв = 0.585 × 4 × 1.9 = 4.45  кВАр                   Sв = = 9,54 кВА

      Расчет  нагрузки  двенадцатиквартирного  дома:

                n = 12          ko = 0.4  [1 табл. 2.7]       Pмд = 1.5 кВт     Qмд = 1.0  кВАр

                                                Pосв = 0,5 кВт    Pмв = 3,5 кВт     Qмв = 1.9 кВАр

      Pд = 0.4 × 12 × 1.5 = 7.56 кВт

      Qд = 0.4 × 12 × 1 = 5  кВАр                            Sд = = 9,1 кВА

      Pв = 0.4 × 12 × 3.5 + 0,5 = 17,3  кВт

      Qв = 0.4 × 12 × 1.9 = 9.19  кВАр                Sв = = 19,5 кВА 

   Все данные электрических нагрузок бытовых  и  промышленных  потребителей  заносим в таблицу 2. 

Сводная  таблица  электронагрузки  потребителей.

      Таблица 1.2

№ Код

потребителя

 Наименование  объекта Дневной max нагрузки Вечерний  max нагрузки  с учетом освещения Категория электроснабжения
      Акт.

Pмд,

 кВт

 Реакт.

Qмд, кВАр

 Полн.

Sмд,

кВА

 Акт.

Pмв,

кВт

 Реакт.

Qмв,

кВАр

 Полн.

Sмв,

кВА

  
01 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
02 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
03 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
04 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
05 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
06 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
07 614 Одноквартирный дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
08 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
09 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
10 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
11 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
12 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
13 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
14 614 Одноквартирный  дом 1.5 1 1.8 3.5(0.25) 1.9 4.2 3
15 614 Четырехквартирный дом 3.63 2.45 4.38 8.2

(0.25)

 4.45 9.54 3
16 614 Четырехквартирный дом 3.63 2.45 4.38 8.2

(0.25)

 4.45 9.54 3
17 614 Четырехквартирный дом 3.63 2.45 4.38 8.2

(0.25)

 4.45 9.54 3
18 614 Четырехквартирный дом 3.63 2.45 4.38 8.2

(0.25)

 4.45 9.54 3
19 614 Двенадцатиквартирный  дом 7.56 5 9.1 16.8

(0.5)

 9.19 19.5 3
20 614 Двенадцатиквартирный  дом 7.56 5 9.1 16.8

(0.5)

 9.19 19.5 3
21 139 Свинарник-маточник  с  подвесной  дорогой  на

50  маток   с  электрообогревом

 28 12 30.5 28(1.5) 8 30.5 2
22 155 Птичник  на  8000  кур 25 12 27.7 25(1.5) 12 29.1 2
23 170 Овчарня  на  800…1000  овцематок 1 - 1 5(1.5) - 6.5 2
24 379 Центральная  ремонтная  мастерская  на

25  тракторов

 45 40 60.2 25(1.5) 20 32 3
25 353 Маслобойка  10 7 12.2 1(1.5) - 2.5 3
26 376 Гараж  с  профилакторием  на  25  машин 30 25 39 15(1.5) 12 19.2 3
27 337 Цех по переработке 50 т солений и 130 т капусты. 40 45 61.2 40(1.5) 45 61.2 2
28 386 Котельная с 4-мя котлами «Универсал-6» для отопления и горячего водоснабжения  
28		  
20		  
34.4		 28(1.5) 20 35.6 2
29 339 Кузница.  5 - 5 1(0.5) - 1.5 3
30 199 Ветеринарно-фельдшерский пункт 3 - 3 3(0.5) - 3.5 3
 
 
 
 
 
 
 

   5. Список используемой  литературы.

  1. Будзко И.А. , Зуль Н.М. Электроснабжене  сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1990. -496 с.

  2. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное  проектирование.- М.: АГИ, 1990. -351 с.

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

  4. Правила устройств электроустановок. Минэнерго СССР.-М.: ЭАИб1986.-648с.

  5. Сырых Н.Н. Техническое обслуживание электрооборудования в сельском хозяйстве . - Россельхозиздат , 1980. - 224 с.

   6. Беляев А.В. Выбор  аппаратуры , защит  и  кабелей  в   сетях  0,4 кВ.--Л.; Энергоатомиздат. Ленинград. отд-ние, 1988.- 176 с.

  7. Харкута К.С., Яницкий С.В., Ляш Э.В. Практикум по электроснабженю сельского хозяйства. - М.: АГИ, 1992. -223 с.

  8. МТПС  № 07.04.97. – М.: АОПОСЭП, 1996г.

  9 Справочник по электроснабжению  и электрооборудованию: в 2 т./ под  ред. А.А. Федорова. – М.: энергоатомиздат, 1987.-592 с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.7 Определение номинальной  мощности ТП.

      Мощность  на шинах 0.4 кВ трансформаторной подстанции ТП-1

   Определим суммарную мощность на шинах 0.4 кВ трансформаторной подстанции.

   Мощность  на шинах 0.4 кВ трансформаторной подстанции ТП-1 определяем по полной  мощности  на фидерах     вечером  или   днем  в  зависимости  от  того  какая   выше:

   Для ТП1 расчет ведем по дневному максимуму:

   Sр=Sл1+Sл2+Sл3+ Sл4 =43.5+60.2+7.3+36.2=147.3 кВА

ТП-1 выбираем однотрансформаторной, для нее достаточным условием выбора служит выражение:

      Sэ.н.<Sр<Sэ.в.                          (7)

      Sр = 147,3 кВА

Исходя  из этого условия выбираем номинальную  мощность трансформатора  160 кВА  для которого:

 Sэ.н=124кВА        Sэ.в.=229кВА    [3табл.7.2]

     Выбираем   КТП минского электротехнического завода с трансформатором S=160 кВА и шестью отходящими линиями.

      Трансформаторная  подстанция на стороне низшего напряжения укомплектована автоматическими выключателями  типа: А3700-ФУЗ, АЕ-2000 или

ВА с  номинальным током расцепителя  автоматического выключателя на первой линии 80 A, на второй 80 А,  на третьей 80 А, на четвертой 100 А, на пятой 40 А, на шестой 63 А.

      Проверяем соответсвие автоматических выключателей току отходящих линий:

      Расчитываем ток на отходящих линиях

        Iр=S/1.73·Uн

      Iр1=43.5 /1.73·0.38=66.17 А        Iр1< Iн.а     66.17 < 80    (линия №1)

      Iр2=60.2 /1.73·0.38=91.6  А         Iр2< Iн.а     91.6 < 100    (линия №4)

      Iр3= 7.3 /1.73·0.38=11.1  А          Iр3< Iн.а     11.1 < 40      (линия №5)  

      Iр4=36.2 /1.73·0.38=55.1  А         Iр4< Iн.а     55.1 < 63      (линия №6)

     Исходя  из условия Iн.а.>Iр делаем вывод что автоматические выключатели подходят для защиты отходящих линий.

      Мощность  на шинах 0.4 кВ трансформаторной подстанции ТП-2:

   Расчет ведем по вечернему максимуму

   Sр=Sл1+Sл2+Sл3+Sл4+ Sосв =50.75+66.9+9.02+8.1+4.5=139.4 кВА

ТП-2 выбираем двухтрансформаторной, для нее достаточным условием выбора служит выражение:

      Sэ.н.<0.5×Sр<Sэ.в.                          (8)

   0.5×139.4=69.7 кВА

Исходя из этого условия выбираем номинальную мощность трансформатора  63 кВА для которого:

 Sэ.н=49 кВА        Sэ.в.=73 кВА      [3табл.7.2]

      Трансформаторная  подстанция на стороне низшего напряжения укомплектована автоматическими выключателями  типа: А3700-ФУЗ, АЕ-2000 или

ВА с  номинальным током расцепителя  автоматического выключателя на первой линии 80 A, на второй 80 А,  на третьей 80 А, на четвертой 100 А, на пятой 40 А, на шестой 63 А.

      Проверяем соответсвие автоматических выключателей току отходящих линий:

      Расчитываем ток на отходящих линиях

        Iр=S/1.73·Uн

      Iр1=50.75 /1.73·0.38=77.2 А        Iр1< Iн.а     77.2 < 80    (линия №1)

      Iр2=66.9 /1.73·0.38=101.76  А      Iр2< Iн.а     101.8 < 160  (линия №3)

      Iр3= 9.02 /1.73·0.38=13.7  А        Iр3< Iн.а     13.7 < 63      (линия №6)  

      Iр4=8.1 /1.73·0.38=12.32  А         Iр4< Iн.а     12.3 < 40      (линия №5)

     Исходя  из условия Iн.а.>Iр делаем вывод что автоматические выключатели подходят для защиты отходящих линий.

      Мощность  на шинах 0.4 кВ трансформаторной подстанции ТП-3:

   Для ТП1 расчет ведем по вечернему максимуму:

   Sр=Sл1+Sл2+Sл3+ Sл4+Sосв =12,54+29,3+8,1+16,83+2,5=69,9 кВА

ТП-3 выбираем однотрансформаторной, для нее достаточным условием выбора служит выражение (7):

      Sр = 69,9 кВА

Исходя  из этого условия выбираем номинальную мощность трансформатора  63 кВА для которого:

 Sэ.н=49 кВА        Sэ.в.= 73кВА    [3табл.7.2]

     Выбираем   КТП минского электротехнического  завода с трансформатором S=63 кВА и шестью отходящими линиями.

      Трансформаторная  подстанция на стороне низшего напряжения укомплектована автоматическими выключателями  типа: А3700-ФУЗ, АЕ-2000 или

ВА с  номинальным током расцепителя  автоматического выключателя на первой линии 25 A, на второй 25 А,  на третьей 63 А, на четвертой 40 А, на пятой 40 А, на шестой 63 А.

      Проверяем соответсвие автоматических выключателей току отходящих линий:

      Расчитываем ток на отходящих линиях

      Iр1=12,54 /1.73·0.38=19,1 А        Iр1< Iн.а     19.1 < 25    (линия №1)

      Iр2=29.3 /1.73·0.38=44.6  А         Iр2< Iн.а     44.6 < 63    (линия №3)

      Iр3= 8.1 /1.73·0.38=12.3  А          Iр3< Iн.а     12.3 < 25      (линия №2)  

      Iр4=16.8 /1.73·0.38=26  А            Iр4< Iн.а     26 < 40       (линия №4)

     Исходя  из условия Iн.а.>Iр делаем вывод что автоматические выключатели подходят для защиты отходящих линий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2. Проектирование сетей 10/35/110 кВ.

      2.1 Исходные данные.

№ населенного пункта Координаты Нагрузки  потребителей Коэффициент мощности
X Y Дневные,

Pд, кВт

 Вечерние

Pв, кВт

 дневной

cosjд

 вечерний

cosjв

1 13 8 280 300 0.8 0.83
2 13 6 160 270 0.8 0.83
3 14 8 80 160 0.8 0.83
4 15 9 420 480 0.8 0.83
5 16 8 420 360 0.8 0.83
6 15 7 80 70 0.9 0.92
7 16 6 60 80 0.9 0.92
8 14 5 300 340 0.8 0.83
9 17 7 240 280 0.8 0.83
10 18 6 200 160 0.8 0.83
11 16 4 150 120 0.8 0.83
12 17 5 140 150 0.8 0.83
13 14 2 250 320 0.8 0.83
14 17 2 280* 200* 0.8 0.83
15 18 1 170 210 0.8 0.83
16 9 4 170 210 0.8 0.83
17 13 1 300 230 0.8 0.83
18 6 2 200* 160* 0.8 0.83
19 3 1 150 180 0.8 0.83
20 6 4 60 80 0.9 0.92
21 1 3 150 120 0.8 0.83
22 2 5 300 300 0.8 0.83
23 3 6 250 320 0.8 0.83
24 5 7 140 150 0.8 0.83
25 3 7 200 230 0.8 0.83
26 4 8 150 180 0.8 0.83
27 5 9 300 230 0.8 0.83
28 3 9 160 270 0.8 0.83
29 1 8 80 70 0.9 0.92
30 12 1 80 160 0.8 0.83