Электроснабжение населённого пункта

              Министерство образования и науки Республики Казахстан.      Казахстанский агротехнический колледж. 
 
 
 

Курсовой  проект 
 

По предмету: «Электроснабжение с.х.»

На  тему: «Электроснабжение  населённого пункта»

Специальность: «Электрификация  и

автоматизация с.х.» 
 
 
 
 
 
 

                                                                    Выполнил:

                                                                   Проверила:  
 
 
 
 

                                                                                                                                                                                       

                                                           2011 г. 

    Содержание 
 
 
 

    Введение…………………………………………………………………………..

  1. Исходные данные и характеристика электрифицируемого населенного пункта ………………………………………………………..
  2. Определение суммарной установленной мощности объекта……………………………………………………………………….
  3. Определение числа и мест установки ТП…………………………………………………………………………….
  4. Обоснование допустимой потери напряжения в воздушной сети напряжением 0,38 кВ……………………………………….......................
  5. Электрический расчет низковольтной сети……………………………
  6. Конструкция сети 0,38/0,22 кВ……………………………………..........
  7. Расчет тока КЗ для проверки аппаратуры и защитных устройств…………………………………………………………………......
  8. Выбор аппаратуры…………………………………………………...........
  9. Грозозащита  КТП 10/0,4 кВ и ВЛ 0,38/0,22 кВ……………………….
  10. Мероприятия по охране труда, расчет заземляющих устройств ТП и ВЛ…………………………………………………………………………......
  11. Заключение……………………………………………………………….....
  12. Список используемой литературы………………………………………
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Введение. 

          Электроэнергетика - одна из самых часто встречающихся тем на страницах республиканских СМИ. Неудивительно, за последние десятилетие здесь произошло множество событий. Это реформирование отрасли, разделение функций производства, передачи и распределение электроэнергии.                       

          Системой электроснабжения называют  совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются  для обеспечения питания электроэнергией  промышленных приёмников электрической  энергии, к которым относятся  электродвигатели различных машин  и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

           Первые электрические станции  сооружались в городах для  целей освещения и питания  электрического транспорта, а также  при фабриках и заводах. Несколько  позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии – городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.

          В настоящее время большинство  потребителей получают электрическую  энергию от энергосистем. В то  же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ. По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. 

        Возникает необходимость внедрять  автоматизацию систем электроснабжения  промышленных предприятий и производственных  процессов, осуществлять в широких  масштабах диспетчеризацию процессов  производства с применением телесигнализации  и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.

         Проектирование систем электроснабжения  промышленных предприятий велось  в централизованном порядке в  ряде проектных организаций. В  результате обобщения опыта проектирования  возникли типовые решения.

        В настоящее время созданы  методы расчёта и проектирования  цеховых сетей, выбора мощности  трансформаторов, методика определения  электрических нагрузок, выбора  напряжения, сечений проводов и  жил кабелей и т.п. 

                   

                    

1

1. Исходные данные и характеристика  электрифицируемого

                                                         населённого пункта.

      Сельский населённый пункт содержит: 30 одноквартирных жилых домов с населением 120 человек, зерноочистительный пункт с сушилкой 5т\ч, птичник ,,бройлер 10”,кормоцех птицефермы 25-30 тыс.кузница, детские ясли на 25 мест, начальную школу на 40 мест, баня на 20 мест, столовая на 35-50 мест, Годовое потребление электроэнергии составляет 1500 кВт -ч на 1 жилой дом.

    Населённый  пункт питается от линии 10 кВ. Допустимую потерю напряжения в сети 0,38 кВ определяем в соответствии с дополнением  к ГОСТу 13109-67 по отклонению напряжения у с.х. потребителей, которое должно быть в пределах ±7,5%.

                                                                                           Таблица 1.1

 
                  Объекты		 Кол. Дневной максимум, Sд Вечерний максимум, Sв Cos φ дневной. Cos φ вечерний.  ΔPд ΔPв
  1. Жилые дома одноквартирные
 30 1,32 4,4     0,9 0,9    
  1.  Птичник ,,бройлер 10”
 1 33,3 32 0,75 0,78 25 25
  1. Кормоцех  птицефермы 25-30 тыс.
 1 33,3 12,8 0,75 0,78  25 10
  1. Зерноочистительный пункт с сушилкой 5т/час
 1 357,1 333,3 0,7 0,75 250 250
  1. Кузница
 1 5 0,5 0,7 0,75    
  1. Начальная школа на 40 мест
 1 6 2 0,85 0,9    
  1. Детские ясли на 25 мест
 1      3 3 0,85 0,9    
  1. Столовая  на35-50 мест
 1     10 3 0,85 0,9    
  1. Баня на 20 мест
 1 9,4 8,8 0,85 0,9 8 8

           Отклонение напряжения на шинах ∆Um% = 7,5; 0

      Номинальное напряжение линии ВН 10 кВ

      

                    
 
 
 
 
 

    2

      2. Определение суммарной установленной мощности объекта.

    Коэффициент участия  в дневном max.для расчетов потребления энергии на 1 дом равен 0,3.

     Дневной  максимум потребления энергии  на 1 дом:

                  Sдн. мах = rуч · Sвеч1 = 0,3*4,4=1,32 кВА 

    Вечерний максимум потребления энергии на 1 дом:

                                     = =4,4 кВА 

                                 

    Для удобства расчета объединяем 5 домов в четырех квартирные коттеджи       

      и 5 домов  в двух квартирные.

    Коэффициент одновременности 0,58.

     Мощность четырех квартирного коттеджа:                  

                  

                       

    Мощность двух квартирных домов:

                

                                        

          Уличное освещение выбирается из расчета 60 Вт ( 0,06кВ А ) на 1 жилой    

           дом и 250 Вт ( 0,25 кВ А ) на один производственный объект, cos 1.

     

      Уличное освещение для коммунально-бытовых потребителей ТП – 1:

                                    

      Уличное освещение для производственных предприятий ТП – 2:

                   

                        

    Уличное освещение для производственных предприятий ТП –3:

                    

                       

Остальные электрические  нагрузки потребителей приводятся в  таблице 2.1

По интервалом расчетных  мощностей выбираются трансформаторы, таблица 3.1 
 
 

3

Электрические нагрузки потребителей

                                                                                                                         

                                                                                          Таблица 2.1

Номер потребителя    Sдн

кВА

   Sвеч.

кВА

    ΔSдн

кВА

   ΔSвеч.

кВА

 Xi Yi Наименование потребителя
       I 3,06 10,2 2,2 6,3 1 20 4-х квар коттедж
      II 3,06 10,2 2,2      6,3 2,5 20   /-/-/
      III 3,06 10,2 2,2 6,3 4 20 /-/-/
IV 3,0 6 10,2 2,2 6,3 5,5 20            /-/-/
V 3, 06 10,2 2,2 6,3 7 20           /-/-/
 
VI 1,85 6,16 1,1 3,7 8,5 20 2-х квар дома
VII 1,85 6,16 1,1 3,7 10 20   /-/-/
VIII 1,85 6,16 1,1 3,7 11,5 20            /-/-/
      IX     1,85 6,16 1,1 3,7     1 35           /-/-/
X 1,85      6,16       1,1       3,7     5 35          /-/-/
 
2 33,3 32 21,2 20,4 3 55 Птичник
3 33,3 12,8 21,2 7,5 5 55 Кормоцех
 
  4		       357,1            333,3             267,75  
249,75		  
8		  
55		 Зерноочистительный  пункт
5 5 0,5        3 0,3 1 55 Кузница
6 6 2       3,6 1,2 7 35 Начальная школа
7 3 3       1,8 1,8 3 35 Детские ясли
8 10 3        6 1,8 9 35 Столовая
9 9,4 8,8       5,8 5,3 11 35 Баня
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

          
 
 
 
 
 
 

4

3. Определение числа  и места установки  ТП. 
 
 
 
 

                        У     

          60   

                                 

    50 
     

    40 
     

    30 
     

    20 
     

    10            

                

                            Х

                           1          2          3         4         5          6        7          8         9         10       11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5

    ΧТП-1=Σ Sвеч.* Χ/ Σ Sвеч        (3.1)                ΥТП-1= Σ Sвеч.* Υ/ Σ Sвеч      (3.2) 

     Определяем координату Χ для ТП-1 по формуле 3.1 

                                                ΧТП-1=Σ Sвеч.* Χ/ Σ Sвеч

    =(10,2*1)+(10,2*2,5)+(10,2*4)+(10,2*5,5)+(10,2*7)+(6,16*8,5)+(6,16*10)+(6,16*11,5)+(6,16*1)+(6,16*5)+(2*7)+(3*3)+(3*9)+(8,8*11)/(10,2*5)+(6,16*5)+2+3+3+8,8 =572,56/98,6=5,8

     Определяем координату Υ для ТП-1 по формуле 3.2 

                                               ΥТП-1= Σ Sвеч.* Υ/ Σ Sвеч  

    =(10,2*20)*5+(6,16*20)*3+(6,16*35)*2+(2*35)+(3*35)+(3*35)+(8,8*35)/   

        (10,2*5)+(6,16*5)+2+3+3+8,8 = 2338,8/98,6=24 

    Определяем координату Χ для ТП-2 по формуле 3.1 

    ΧТП-2=

=
=3,7

      Определяем координату Υ для ТП-2 по формуле 3.2 

    ΥТП-3=

=
=55

     Определяем координату Χ для ТП-3 по формуле 3.1

                                                  ΧТП-3= = =8

     Определяем координату Υ для ТП-3 по формуле 3.2

                                                  ΥТП-3= = =55

      Определяем мощности ТП-1,ТП-2,ТП-3:

                                                                                                                           (3.3)                                                                                                                                                             

          SТП-1= Smax+ =10,2+6,3+6,3+6,3+6,3+1,2+1,8+1,8+5,3+2,8=48,3 (40кВА)                        

                                                                                                                               (3.4)         

          SТП-2= Smax+ =21,2+21,2+3+1=46,4  (40кВА)  

        (3.5)

      SТП-3= Smax+ =357,1+0,25=357,35  (400кВА)

     Выбираем ТП-1 на 40 кВА, ТП-2 на 40 кВА,ТП-3 на 400 кВА. 
 
 

    6

                                                                                                                 Таблица 3.1

Тип трансформатора Номинальная мощность Сочетание напряжений,

      кВ

  
Схема и группа соединения обмоток		 Потери, Вт Напряжение  короткого замыкания, % Ток холостого  хода Сопротивление трансформатора, приведенное к напряжению 0,4кВ, Ом
Холостого хода  
 
 
Короткого замыкания
 
 
Уровень

     А

  
 
Уровень      

     Б

 
 
ВН		  
 
НН		 При прямой последовательности При однофазном К.З. Ζк
ТМ 40 10 0,4                       
 

-0

 175 190 880 4,5 3 0,18 1,949
ТМ 40 10 0,4                       
 

-0

 175 190 880 4,5 3 0,18 1,949
ТМ 400 10 0,4

-0

 950 1050 5500 4,5 2,1 0,018 0,195

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7

4. Обоснование допустимой  потери напряжения  в  воздушной сети напряжением 0,38 кВ.

Исходными данными для расчёта электрических  линий напряжением до 35кВ включительно являются нормы отклонений напряжения на зажимах электроприёмников, в соответствии с которыми отклонение напряжения у сельских потребителей при 100%-ной нагрузке не должно выходить за пределы -7,5% и при 25%-ной нагрузке - за пределы +7,5%, а для животноводческих комплексов: птицефабрик и крупных ферм соответственно -5% и +5%.

    Для определения допускаемых потерь напряжения составляют таблицы отклонений напряжения. При составлении таблиц учитывают изменения напряжения в каждом звене электрической  сети от центра питания до любой  контрольной точки сети. В качестве контрольных точек, как правило, принимают наиболее удалённый и ближайший электроприёмники потребительских подстанций в режимах 100% и 25%-ной нагрузки соответственно.

    Отклонение  напряжения в контрольной точке  сети определяют путём алгебраического  суммирования всех отклонений, потерь и надбавок напряжения от центра питания до этой точки. Отклонения, потери и надбавки напряжения при заполнении таблиц выражают, как правило, в процентах номинального напряжения сети.

 
 
Элемент схемы 
 ТП 1 ТП 2 ТП 3
Для

удаленных

потребителей

100 %

 Для

ближайших

потребителей

25%

 Для

удаленных

потребителей

100 %

 Для

ближайших

потребителей

25%

 Для

удаленных

потребителей

100 %

 Для

ближайших

потребителей

25%

Шины 10 кВ

ЛЭП 10 кВ

Трансформатор 10/0,4

Надбавка

Потери

ЛЭП 0,38 кВ

 +7,5

-9,6 
 

+5

-4

-6,4

 0

-2,4 
 

+5

     -1

     0

 +7,5

-9,6 
 

+7,5

     -4

     -6,4

 0

-2,4 
 

+7,5

-1

0 
 

      		 +7,5\

-8,1 
 

+5

-4

-5,4

 0

-2,025 
 

+5

-1

0 
 

Потребитель -7,5 +1,6 -5 +4,1 -5 +1,975

              Таблица 4.1 

        ^U100=+7,5+5-4-(-7,5)=-16% 

        ВЛ 10кв=16*0,6=9,6%

       ^U25=0-2,4+5-1+0=+1,6% 

8

5. Электрический расчет  низковольтной сети. 

Расчет схемы  для ТП-1:

ВЛ-1 

      1              2             3              4     5                                                                                                                                                                       

                                      

                       

                             I/10,2     II/10,2    III/10,2     IV/10,2    V/10,2

                                                                 ВЛ-2 

                         1                2                 3                  4        

               

                   IX/6,16          7/3          X/6,16            6/2

            ВЛ-3 

                8/3  9/8,8

            1   2  3 

    

          4       5

                  VI/6,16         VII/6,16    VIII/6,16 

Расчетные схемы  для ТП-2:

                                                            

                                                                ВЛ-1

                                 5/5                   2/33,3

  

      

                                  1                         2   

                                                             

                                                               ВЛ-2 

 1 

                                                      

                                       3/33,3                 

 Расчетные  схемы для ТП-3:

                                                               

                                      4/357,1             ВЛ-1

  

             1 

  Расчет мощностей по участкам линии ТП-1    ВЛ-1: 

9

                  S5-4= Sв макс5=10,2 кВА.

          S4-3=S5-4 +∆S4=10,2+6,3=16,5 кВА

          S3-2= S4-3 +∆S3=16,5+6,3=22,8 кВА

          S2-1=S3-2+∆S2=22,8+6,3=29,1 кВА

          S1-тп=S2-1+∆S1 =29,1+6,3=35,4 кВА

 Данные по расчету сводятся в таблицу 5.1                                      Таблица 5.1

№ участка   Sрасч.,

   кВА

 Длина участка,

км

 Sэкв.,

кВА

 Марка и сечение провода             ΔU,%
На  участке от ТП
            ТП-1   ВЛ-1
ТП-1 35,4 0,04 24,78 А35 0,9 0,9
2-1 29,1 0,03 20,37 А25 0,7 1,6
3-2 22,8 0,03 15,96 А25 0,6 2,2
4-3 16,5 0,03 11,55 А25 0,42 2,64
5-4 10,2 0,03 7,14 А16 0,4 3,04
ВЛ-2
ТП-IX 11,2 0,03 7,84 А16 0,44 0,44
7-IX 7,5 0,05 5,25 А16 0,4 0,84
X-7 5,7 0,05 3,99 А16 0,3 1,14
6-X 2 0,04 1,4 А16 0,07 1,21
                                                                    ВЛ-3
ТП-VI 21,7 0,05 15,19 A25 0,9 0,9
8-VI 18 0,03 10,5 A25 0,47 1,37
VII-8 16,2 0,03 11,34 A25 0,43 1,8
VIII-VI 12,5 0,03 8,75 A25 0,33 2,13
9-VIII 8,8 0,03 6,16 A16 0,34 2,47
              ТП-2   ВЛ-1
ТП-5 33,6 0,07 23,52 A35 1,44 1,44
5-2 33,3 0,05 23,31 A35 1 2,44
ВЛ-2
ТП-3 33,3 0,06 23,31 A35 1,2 1,2
                                              ТП-3  ВЛ-1
ТП-4 357,1 0,02 249,97 A50 3,4 3,4