Электроснабжение населенного пункта

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

 

ФГБОУ ВПО  Великолукская Государственная  Сельскохозяйственная Академия

 

Инженерный  факультет

 

Кафедра МЖ и ПЭЭСХ

 

Курсовой  проект

по  дисциплине: "Электроснабжение"

на  тему : "Электроснабжение населенного  пункта"

 

 

 

 

Выполнил:

 

 

Принял:

 

 

 

 

Великие Луки - 2013

 

Содержание

 

Введение 4

1 Задание на курсовое проектирование 5

2 Расчет электроснабжения населенного пункта 7

2.1 Определение расчётных нагрузок на вводах к потребителям 7

2.3 Определение центров электрических нагрузок районов посёлка 12

2.4 Определение расчётных нагрузок на шинах 10 кВ РПП 110/10 кВ 16

2.5 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов районной понизительной подстанции 17

2.5.1 Выбор количества силовых трансформаторов РПП 17

2.5.2 Определение мощности и типа силового трансформатора РПП 110/10 кВ. 18

2.5.3 Технико-экономическое сравнение вариантов резервирования сети 10 кВ. 19

2.6 Проектирование системы электроснабжения 10 кв посёлка 23

2.6.1. Выбор марок КТП для подстанций 10/0,4 кВ 24

2.6.2 Электрический расчёт ВЛ 10 кВ 24

2.7 Выбор схемы районной подстанции. расчёт токов коротких замыканий. выбор токоведущих частей и коммутационно-защитной аппаратуры 32

2.7.1 Выбор и обоснование схемы РПП 110/10 кВ 32

2.7.2 Расчёт токов коротких замыканий 33

2.8 Выбор токоведущих частей и коммутационно-защитной аппаратуры 42

2.8.1 Выбор выключателей и разъединителей 42

2.8.2 Выбор трансформаторов тока и напряжения 46

2.8.3 Выбор ограничителей перенапряжения 48

2.9 Проектирование системы электроснабжения 0,4 кв посёлка 49

2.9.1. Определение электрических нагрузок магистралей 0,4 кВ 50

2.9.2 Выбор сечений проводов ВЛИ 0,4 кВ 51

2.9.3 Расчёт токов коротких замыканий 55

2.9.4 Выбор и проверка защитной аппаратуры 58

Выводы и предложения 62

Список использованной литературы 63

 

 

Введение

 

Используя последние справочные данные по расчётным  нагрузкам потребителей коммунально-бытового сектора, расчётные нагрузки промышленных предприятий, осветительных нагрузок, выбираем необходимое количество и  мощность комплектных трансформаторных подстанций, трансформаторов районной понизительной подстанции, проводится расчёт элементов системы электроснабжения, токов коротких замыканий, затем  выбирается и проверяется коммутационно-защитная аппаратура, сечения и марки проводов линий электропередач.

Используемые  ранее в системе электроснабжения ступени напряжения и способ прокладки  распределительной сети меняться не будут, т. е. для электроснабжения посёлка  будем применять воздушные линии  электропередач напряжением 10 кВ и 0,38 кВ, кроме случаев, когда по ПУЭ  строительство ВЛ не допускается (например, на территории детских и общественных учреждений). Комплектные трансформаторные подстанции с необходимым оборудованием  будут поставляться по заказу с электромеханических  заводов (например, с ВЭМЗ).

В данном курсовом проекте также представлены разделы экономики и безопасности жизнедеятельности, где рассматриваются задачи организации труда, стоимость электрооборудования и электромонтажных работ, вопросы охраны труда работников, безопасных методов производства электромонтажных работ. Все элементы системы электроснабжения посёлка и электрической сети должны соответствовать требованиям электробезопасности.

 

 

1 Задание на курсовое  проектирование

 

Схема населенного пункта представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема населенного пункта

 

Перечень нагрузок потребителей представлен  в таблице 1.1.

 

По заданию принимаем перечень 1.

№	Перечень «1»	Перечень «2»	Перечень «3»	Перечень «4»
1	Дом жилой 6-и квартирный	Дом жилой 8-и квартирный	Дом жилой 10-и квартирный	Дом жилой 12-и квартирный
2	Дом жилой 10-и квартирный	Дом жилой 16-и квартирный	Дом жилой 24-и квартирный	Дом жилой 32-и квартирный
3	Дом жилой 24-и квартирный	Дом жилой 10-и квартирный	Дом жилой 16-и квартирный	Дом жилой 6-и квартирный
4	Производство молока 200 голов	Производство молока  600 голов	Производство молока  200 голов	Производство молока  600 голов
5	Детский сад-ясли на 90 мест	Детский сад-ясли на 90 мест	Детский сад-ясли на 90 мест	Детский сад-ясли на 90 мест
6	Административное здание	Административное здание	Административное здание	Административное здание
7	Столовая	Столовая	Столовая	Столовая
8	ЦРМ на 150... 200 тракторов	Гараж	ЦРМ на 150... 200 тракторов	Гараж
9	Склад с холодильником на 50 т	Склад с холодильником на 50 т	Зернохранилище	Зернохранилище
10	Школа на 190 уч.	Школа на 190 уч.	Школа на 190 уч.	Школа на 190 уч.
11	Торговый центр на 10 раб. мест	Торговый центр на 10 раб. мест	Магазин на 2 раб. места	Магазин на 2 раб. места
12	Свинарник -откормочник на 4000 гол.	Птицеферма на 10 тыс. кур-несушек	Птицеферма на 10 тыс. кур-несушек	Свинарник -откормочник на 4000 гол.
13	Теплица на 1,5 га	Теплица на 1,5 га	Теплица на 3,0 га	Теплица на 1,5 га
14	Семенохранилище	Семенохранилище	Семенохранилище	Семенохранилище

Таблица 1.1 - Перечень потребителей населенного  пункта

2 Расчет электроснабжения населенного пункта

2.1 Определение расчётных нагрузок на вводах к потребителям

Расчётная нагрузка на вводе в жилой дом (одноквартирный дом или квартира в многоквартирном доме, имеющие  отдельный счётчик электроэнергии) без электронагревательных приборов принимаем по таблице 47.1 [1] 2,5 кВт для одноквартирного жилого дома и 3,8 кВт для двухквартирного жилого дома.

Для определения  расчётных реактивных нагрузок потребителей в таблице 47.2 [1] приведены значения коэффициентов мощности cos φ и реактивной мощности tg φ для дневного и вечерних максимумов.

Расчётные нагрузки на вводах в производственные, общественные и коммунальные предприятия, здания и сооружения принимаем по таблице П.1.1.[1].

Расчётные нагрузки уличного освещения принимаем приблизительно по нормам, приведённым в таблице 47.3 [1].

 

2.2. Определение электрических нагрузок на шинах ТП 10/0,4 кВ

 

Предварительно  визуально по генплану разделим посёлок  на районы, потребители каждого из которых будут питаться от одной ТП 10/0,4 кВ. Рассмотрим два варианта размещения ТП 10/0,4 кВ в посёлке и проведём их технико-экономическое сравнение для определения экономически целесообразных номинальных мощностей и мест расположения ТП 10/0,4 кВ.

По [1] по условиям удобства эксплуатации сети целесообразно применение трансформаторов мощностью не более 400 кВА, поэтому посёлок делим на небольшие районы.

При определении  расчётной мощности ТП 10/0,4 кВ без предварительного расчёта линий 0,38 кВ всех потребителей, которых будет питать эта подстанция, мы разбиваем на группы, внутри которых максимумы нагрузок отдельных потребителей не отличаются более, чем в четыре раза (например, жилые дома, производственные потребители, коммунальные предприятия и т. п.). Расчётную нагрузку каждой группы определяем по формуле 47.1 [1]

,     (2.1)

где ,  расчётные дневная и вечерняя нагрузки группы потребителей или на участке линии или на шинах подстанции, кВА;

,  расчётные дневная и вечерняя нагрузки на вводе i-ого потребителя или i-ого участка линии или на шинах i-ой подстанции;

  коэффициент одновремённости.

Значения  коэффициентов одновремённости  для суммирования электрических  нагрузок по (2.1) в сетях 0,38 кВ приведены в таблице 47.9 [1].

Расчётные нагрузки всех групп суммируем по таблице 47.10 [1] отдельно для дневного и вечернего максимумов.

Для примера  рассчитаем нагрузку для ТП №2: потребителями, которых будет питать эта ТП являются жилые дома одно- и двухквартирные, водокачка, гараж и уличное освещение. Расчётную нагрузку жилых домов определим по формуле (2.1). Расчётные дневную и вечернюю нагрузки для одной квартиры определим по формулам

 

 ,                                             (2.2)

где ,  расчётные активные вечерняя и дневная нагрузки квартиры, кВт, которые соответственно равны 2,5 кВт и

,                                                (2.3)

где  коэффициент участия в дневном максимуме, который определяется по таблице 47.12 [ЭТС] и для жилых домов принимаем = 0,4, тогда

 кВт

, ,  коэффициенты мощности для дневного и вечернего максимумов нагрузки; для жилых домов соответственно равны 0,9 и 0,93, тогда

 кВА;

 кВА;

= 0,27∙47∙2,7 = 34,3 кВА;

= 0.27∙47∙1,1 = 14 кВА.

Для гаража и  водокачки расчётные мощности находим  аналогичным способом: для водокачки, так как = = 3 кВт и = , то

 кВА;

для гаража

 кВА;

 кВА;

нагрузку уличного освещения определим по формуле

,                                                   (2.4)

где  расчётная активная нагрузка уличного освещения, кВт;

  норма уличного освещения, Вт/м, которую по таблице 54.3 [1] для данного района посёлка принимаем равной 2 Вт/м (поселковые дороги и улицы с покрытиями простейшего вида шириной 9 м, источник света  газоразрядный), эта норма дана для светильников с газоразрядными лампами с учётом потерь в пуско-регулирующей аппаратуре;

L  длина освещаемых улиц в данном районе посёлка, м;

= 2∙1130 = 2,26 кВт.

Для светильников с газоразрядными лампами примем согласно пункта 6.3.23 [5] коэффициенты мощности должны быть не менее и , что соответствует светильникам с индивидуальной компенсацией

 кВА.

Расчётные нагрузки потребителей суммируем по формуле

,                                     (2.5)

где  вечерняя (дневная) расчётная нагрузка на шинах ТП 10/0,4 кВ, кВА;

  наибольшая из складываемых  нагрузок зданий и сооружений  или суммарная нагрузка жилых  домов;

  добавка от меньших  нагрузок к наибольшей, которую определяем по таблице 47.10 [1];

m  количество потребителей (групп потребителей), питающихся от данной ТП 10/0,4 кВ.

=34,3+2,25+2,4+10,6=40,1 кВА,

=14+2,25+2,6=18,9 кВА.

Расчётные нагрузки для остальных ТП 10/0,4 кВ находим  аналогичным способом для обоих вариантов, результаты расчётов заносим в таблицу 1 приложения А.

В дальнейших расчётах будем учитывать перспективный  рост нагрузок в течение расчётного периода. Коэффициенты роста нагрузок даны в таблице 47.16 [1] в зависимости от видов потребителей и от продолжительности расчётного периода. Расчётная мощность ТП 10/0,4 кВ с учётом роста нагрузок определяется по формуле

,                                                (2.6)

где ─ расчётная нагрузка ТП 10/0,4 кВ в конце расчётного периода;

─ расчётная нагрузка ТП 10/0,4 кВ в исходном году;

─ коэффициент роста нагрузок.

Для ТП №2:

 40,1∙1,2 = 48,1 кВА.

Для ТП №2 определим  номинальную мощность трансформатора (как правило, для электроснабжения посёлков используются однотрансформаторные ТП 10/0,4 кВ, двухтрансформаторные применяются для питания потребителей I категории). Номинальную мощность трансформатора определим по условию

>                                                   (2.7)

из ряда номинальных мощностей  по [2].

63 кВА > 48,1 кВА

Принимаем к  установке трансформатор ТМГ  – 63/10/0,4.

Определим коэффициент  загрузки трансформатора по формуле

                                                       (2.8)

Для остальных  ТП 10/0,4 кВ трансформаторы выбираем аналогичным  образом и сводим в таблице 2 приложения А.

2.3 Определение  центров электрических нагрузок  районов посёлка

 

Расположение  ТП 10/0,4 кВ в питающемся от неё районе экономически целесообразно в центре электрических нагрузок, но с учётом условий планировки жилых кварталов. Определение центров электрических нагрузок районов посёлка также необходимо для трассировки и определения затрат на строительство ВЛИ 0,38 кВ.

Центр электрических  нагрузок (ЦЭН) района находим по формулам

 

,                                           (2.9)

где , ─ координаты ЦЭН района;

─ расчётная нагрузка потребителя  данного района;

, ─ координаты потребителя по генплану;

n ─ количество потребителей.

Для примера  рассчитаем ЦЭН района №2.

Координаты потребителей , и их расчётные нагрузки представлены в таблице 3 приложения А.

Координаты ЦЭН района №2

 см,

см.

Результаты  расчётов ЦЭН районов посёлка  сводим в таблицу 2.1 ТП 10/0,4 кВ расставляем  на генплане с учётом ЦЭН и планировки жилых кварталов. На генплане видим, что трассы ВЛ 0,38 кВ, а значит и  годовые затраты на них, значительно  отличаться не будут.