Электроснабжение сельского населенного пункта

                                             ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

    Введение

 

1. Характеристика населённого пункта ……………………………………… 4 

 

2. Расчет электрических нагрузок ……………………………………………. 5

 

3. Определение числа и мест  установки ТП …………………………………. 8

 

4. Выбор типа и описание принципиальной схемы ТП ……………………...9

 

5. Обоснование допустимой потери  напряжения сети 0,38 кВ ……………. 13

 

6. Электрический расчёт сети 0,38 кВ ……………………………………… .16

 

6.1 Расчёт эквивалентной нагрузки на участках …………………………….19

 

6.2 Проверка проводов по допустимым потерям напряжения …………….. 21

 

7. Расчёт токов короткого замыкания ………………………………………. .25

 

8. Выбор аппаратуры защиты …………………………………………………32

 

    Заключение ………………………………………………………………......35

 

    Перечень литературы………………………………………………………..36

 

                                                         ВВЕДЕНИЕ

 

 

     Электрификация является  основой развития  производственных  сил в любом государстве. Она  обеспечивает бесперебойную работу  промышленности сельского хозяйства.  Стабильное развитие населения  не возможно без постоянного  развития электрификации.

     Российское электрохозяйство - это 600 тепловых , 800 гидравлических, 9 атомных электростанций. В электросетях  России эксплуатируется более  600 тысяч километров воздушных  и кабельных линий, электропередачи  напряжением 35 кВ и выше, и 2 миллиона километров напряжением  около 

70 кВ.

     Самым важным показателем  электроснабжения – надежность  подачи электроэнергии. В связи  с ростом электрификации сельскохозяйственного  производства, особенное внимание  уделяется животноводческим комплексам  промышленного типа, птицефабрикам  и др.

      В настоящее время  развитие сельского электроснабжения  в основном пойдет по линии  развития существующих  и строительства новых сетей, улучшения качества электроэнергии, поставляемой сельским потребителям, и особенно повышения надежности электроснабжения. Одновременно, конечно, будет продолжаться процесс электрификации сельских районов, удаленных от мощных энергосистем, путем строительства укрупненных колхозных и межколхозных электростанций с использованием дизельного топлива, а также гидроэнергии малых и средних водотоков существенно увеличиваются.

     Следует подчеркнуть,  что в настоящее время степень  загруженности существующих сельских  электрических сетей и потребительских  подстанций для подавляющего  большинства территории нашей  страны невелика, и важной задачей,  разрешение которой способно  повысить рентабельность сельского  электроснабжения - является широкое  внедрение электроэнергии в производственные  процессы сельского хозяйства  и в быт сельского, населения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        1. ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

 

     Населённый пункт находится на расстоянии примерно 35 км от шоссейной дороги и 43 км от железной дороги. Улицы населённого пункта с асфальтобетонным покрытием шириной 16 метров.

Годовое потребление электрической  энергии по данным обследования составляет 2200 кВт/ч. Населённый пункт питается от линии 10 кВ. Застройка – преимущественно новая, пункт не газифицирован, дома с электроплитами и водонагревателями. Дороги до областного и районного центра имеют грунтовое покрытие. Относится ко второму району по скоростному напору ветра и ко второму району по гололёду (толщина степени гололёда 5мм.) Грозовая деятельность насчитывает до 20 грозовых часов в год.

      Населённый пункт содержит: 115 жилых домов, баня на 10 мест, фельдшерско-акушерский пункт, начальную школу на 40 учащихся, магазин на 2 рабочих места, коровник привязного содержания на 200 голов, молочный блок при коровнике (3 т. молока в сутки), стационарный зерноочистительный пункт производительностью 20 т/ч , мастерскую обслуживания сельскохозяйственной техники , котельную на 2 котла «Универсал», лесопильный цех, кормоприготовительное отделение при коровнике, маслобойку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

 

Так как  населённый пункт преимущественно  новой застройки, не газифицированный, дома с электроплитами, то принимаем нагрузку на вводе в жилой дом 2,2кВт. [6, с. 287 ];

С целью  удобства расчёта линий напряжением  равным 0,38 кВ объединяем жилые дома в группы по 3,4  и 5 домов.

Для каждой из групп определяем расчётную мощность для дневного и вечернего максимума  с учетом коэффициента одновременности  по формулам:

         P_дn = P · n · K_одн · K_д;

          P_вn = P · n · K_одн · K_в, где:

          К_д – коэффициент дневного максимума нагрузок;

К_в – коэффициент вечернего максимума нагрузок;

К_д = 0,6;

          К_в = 1;

        n – число домов в группе;

К_одн – это коэффициент одновременности [3,с.302];

          n = 3;     К_одн = 0, 6;

n = 5;    К_одн = 0, 47;

          P_д3  =  1,8 ∙ 3 ∙ 0,6 ∙ 0,6 = 1,944 кВт;

          P_в3 =  1,8 ∙ 3 ∙ 0,6 ∙ 1 =3,24 кВт;

          P_д5 = 1,8 · 5 · 0, 47 · 0,6 = 2,538 кВт;

P_в5 = 1,8 · 5 · 0, 47 · 1 = 4,23 кВт;

Определяем полные дневные и  вечерние максимумы нагрузок по формулам:

S_дn =   и  S_вn = _, где: 

 для производственных объектов = 0, 8;

        для коммунально - бытовых объектов = 0, 9.

          S_д3 = = 2, 16 кВ·А;

         S_в3 = = 3,6 кВ·А;

S_д5 = = 2,82 кВ·А;

S_в5 = = 4,7 кВ·А;

Расчетные нагрузки коммунально-бытовых  и производственных помещений определяем по справочным таблицам, и данные сводим в

таблицу 1  [3, п. 2; с.295-298]

 Таблица 1  Расчетные нагрузки на вводах потребителей

 

Номер потребителя	Sв, кВ·А	∆Sв, кВ·А	Xi	Yi	Наименование потребителя
I	4,7	2,82	65	182	Группа из 5 домов
II	4,7	2,82	119	183	Группа из 5 домов
III	4,7	2,82	188	182	Группа из 5 домов
IV	4,7	2,82	243	182	Группа из 5 домов
V	4,7	2,82	298	183	Группа из 5 домов
VI	4,7	2,82	353	183	Группа из 5 домов
VII	4,7	2,82	408	208	Группа из 5 домов
VIII	4,7	2,82	408	208	Группа из 5 домов
IX	4,7	2,82	353	207	Группа из 5 домов
X	4,7	2,82	243	208	Группа из 5 домов
XI	4,7	2,82	188	208	Группа из 5 домов
XII	4,7	2,82	119	207	Группа из 5 домов
XIII	4,7	2,82	65	208	Группа из 5 домов
XIV	4,7	2,82	141	117	Группа из 5 домов
XV	3,6	2,16	141	161	Группа из 5 домов
XVI	3,6	2,16	141	229	Группа из 5 домов
XVII	3,6	2,16	167	229	Группа из 3 домов
XVIII	3,6	2,16	167	162	Группа из 3 домов
XIX	3,6	2,16	167	117	Группа из 3 домов
XX	3,6	2,16	452	183	Группа из 3 домов
XXI	3,6	2,16	134	138	Группа из 3 домов
1	5	3, 0	134	95	Административное здание
2	4	2.4	135	63	ФАП
3	12	7,3	135	138	Прачечная
4	10	6	173	94	Спальный корпус школы – интернат
5	5	3	172	83	Столовая школы – интернат
6	4	2,4	132	252	Магазин
7	35	-	131	262	Птичник
8	12	7,3	174	263	Кормоцех
9	25	15,4	173	252	Зерноочистительный пункт
10	10	6	464	176	Мастерская
11	3	1,8	132	273	Гараж на 25 автомобилей
12	15	9,1	310	208	Котельная

 

 

 

 

Определяем нагрузку уличного освещения  по формуле:

                                                 P_ул = P_уд · ΣL , где:

P_уд – расчетная нагрузка на 1 метр длинны улицы, Вт [3. п.3; с. 299]                                                                                                        ΣL – суммарная длинна улиц по плану населённого пункта

ΣL = 630 метров.

          Для поселковых дорог с асфальтобетонным покрытием и шириной 10 мертов принимаем P_уд = 7 Вт

Так как улицы  освещаются газоразрядными источниками, то принимаем  = 0, 9

Определяем  полную мощность уличного освещения по формуле:

S_ул =

P_ул = 7 · 660 = 4, 620 кВт;

S_ул = = 4. 9 кВт.

Расчитываем приближенную нагрузку по добавкам для  дневных и вечерних максимумов по формулам:

                                                      ΣS_д = S_{max д.} + S_i

                                                      ΣS_в = S_{max в.} + S_i + S_ул

   ΣS_д  = 35 + 9 ∙ 2 + 9 ∙ 1,9 + 3 ∙ 1,6 + 3 + 6 + 6 +3 + 1,2 + 7,3 + 19 + 15,4 + 1,2 + 21,5 + 9,1 = 167,6 кВ·А

   ΣS_в = 35 + 9 ∙ 3,4 + 9 ∙ 3,1 ∙ 3 ∙ 2,6 + 3 + 1,8 + 3 + 6 + 2,4 + 7.3 + 6 + 15,4 + 2.4 + 7.3 + 9,1 + 4,9+5.13 = 168,6 кВ·А

  

Так  как S_в  ˃ S_д , то расчет ведем по вечернему максимум

По наибольшему значению расчетной  нагрузки выбираем

трансформатор [ 5, с.159]

Тип трансформатора:  ТМ -160

Номинальная мощность: 160 кВ·А

 

 

 

 

 

 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА И МЕСТ УСТАНОВКИ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ

 

Так как радиус воздушных линий не превышает 0, 7 км, выбираем одну трансформаторную подстанцию.

          Трансформаторную подстанцию устанавливают вблизи центра электрических нагрузок с учетом удобства её размещения и обслуживания.

 

Координаты места установки трансформаторной подстанции определяем по формулам:

           ;

 

 

Х = [(4.7 ∙ 65) + ( 4.7 ∙ 119) + ( 4,7 ∙ 188) + ( 4,7 ∙ 188) + ( 4,7 ∙ 243) + ( 4,7 ∙ 298) + ( 5,7 ∙ 353) + ( 4,7 ∙ 408) + ( 4,7 ∙ 408) + ( 4.7 ∙ 353) + (5,6 ∙ 88) + (4.7 ∙ 298) +  ( 4.7 ∙ 65) + ( 3,6 ∙ 141)  + ( 3,6 ∙ 141) + ( 3,6 ∙141) + (3,6 ∙ 167) + (3,6 ∙ 167) + ( 3.6 ∙ 167) + ( 3.6 ∙ 452) + ( 3.6 ∙ 134) + (5 ∙ 134) + (4∙ 135 ) + ( 12 ∙ 135) + (10 ∙173) + (5 ∙ 172 ) + (4 ∙172) + (35 ∙ 132) + ( 12 ∙ 131) + ( 25 ∙ 174) + (10∙ 173 )+ (3 ∙ 464) + (15 ∙ 134)] / 241.6 =185.7 м

 

У = [ ( 4,7 ∙ 182 ) + (4,7 ∙183) + ( 4,7 ∙183) + ( 4,7 ∙182) + ( 4,7 ∙ 182) + ( 4,7 ∙ 182) + ( 4,7 ∙182) + (4,7 ∙ 183) + (4,7 ∙ 183) + ( 4.7 ∙ 183) + ( 4,7 ∙ 183) + (4,7 ∙ 208) + (4,7 ∙208) + (4,7 ∙ 208) + (4,7 ∙ 208) + (4,7 ∙ 208) + (3,6 ∙ 112) + (3,6 ∙ 161) + (3,6 ∙ 229) + ( 3,6 ∙ 162) + (3,6 ∙ 183) + (5 ∙ 138) + (4 ∙ 95) + ( 12 ∙ 83) + (10 ∙ 138) + ( 5 ∙ 94) + (4 ∙ 83) + (35 ∙ 252) + (12 ∙ 262) + (25 ∙ 263) + ( 10 ∙ 252) + (3 ∙ 176) + (15 ∙ 273)]/241,6= 194,3м.

 

Учитывая удобство размещения и обслуживания трансформаторного пункта, принимаем координаты расположения: Х = 185,7; У = 194,3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР ТИПА И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ  СХЕМЫ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

 

Подстанции напряжением  10/0,4 кВ, которые называют потребительскими, предназначены для питания обычно трехфазных, четырехпроводных, с заземленной нейтралью распределительных линий напряжением 0,38 кВ.

В основном сельском хозяйстве применяются  трансформаторные подстанции наружной установки. Применение закрытых трансформаторных подстанций (ЗТП) должно быть обосновано технико- экономическими расчетами, так  как их сооружение обходится значительно  дорого, и применяются они тогда,когда  требуется более высокая надежность электроснабжения.

Наибольшее распространение в  сельскохозяйственном электроснабжении получили комплектные трансформаторные подстанции (КТП), у которых распределительные устройства полностью собираются и проходят испытания на зоводе изготовителя. Это повышает качество монтажа и следовательно надежность их работы. Кроме этого их сооружение требует меньших затрат.

Выбираем комплектную трансформаторную подстанцию (КТП).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Принципиальная схема КТП  – 10/0, 38 кВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Разъединитель РЛНДА-10/200 установлен на концевой опоре. Разрядники  типа РВО-10 для защиты трансформатора от воли перенапряжений, набегающих со стороны ВЛ-10, прикреплены к шкафу РУ-10 кВ.   

  Шины 0, 38 кВ подключены к трансформатору через рубильник и трансформаторы тока, которые служат для питания счетчика и теплового реле. Для защиты трансформаторов от волн перенапряжения, набегающих со стороны ВЛ 0, 38, установлен комплект разрядников типа РВН - 0, 5. На вводе 0, 38 кВ подстанцией типа КТП25 и КТП40 мощностью 25 и 40 кВ · А дополнительно установлен автомат типа А3150.

      От шин 0, 38 кВ  отходят четыре силовых фидера (через автоматы типа А3100) и фидер уличного освещения (через магнитный пускатель и предохранители).

      От многофазных  коротких замыканий и перегрузок, отходящие фидеры защищаются автоматами с комбинированными расцепителями. Для защиты от однофазных коротких замыканий в нулевых проводах фидеров установлены токовые реле, которые при сбрасывании подключают катушки отключение автоматов к фазам АВ.