Подсчёт электрических нагрузок

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

     Введение                                                              2

1. Подсчёт электрических нагрузок                                       3
1. Подсчёт нагрузок по объекту электрификации в целом и его

    характеристика                                                          3

2. Подсчёт нагрузок по участкам воздушной линии 380/220 В           3
2. Выбор мощности и типа трансформатора                             7
3. Выполнение воздушной линии 0,38 кВ                                   8
4. Электрический расчёт линий 0,38 кВ                                  9
1. Определение допустимых потерь напряжения                         9
2. Выбор проводов                                                         11
3. Проверка линии на колебание напряжения при

    пуске электродвигателей                                             14

4. Выбор защиты отходящих от трансформаторной подстанции

линий 380/220 В                                                      16

5. Защита от атмосферных перенапряжений                              22
6. Расчёт повторных заземлений и заземления трансформаторной

подстанции                                                           23

7. Выбор оборудования трансформаторной подстанции                  26
8. Спецификация оборудования                                           28
9. Заключение                                                             29

   Литература                                                            30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Основой системы сельского электроснабжения являются электрические сети. К электрическим сетям сельскохозяйственного назначения относятся те, по которым более 50% расчетной нагрузки передается и распределяется между производственными сельскохозяйственными потребителями, а также непроизводственными и бытовыми потребителями в сельской местности.

          Электроснабжение производственных предприятий в сельской местности имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением городов. Основные особенности: необходимость подводить электроэнергию к огромному числу сравнительно маломощных потребителей, рассредоточенных по всей территории; низкое качество электроэнергии; требования повышенной надежности и т.д.

          Таким образом, можно сделать вывод о большом значении проблем   электроснабжения в сельском хозяйстве. От рационального решения этих проблем в значительной степени зависит экономическая эффективность применения электроэнергии в сельскохозяйственном производстве.

Технические мероприятия по снижению потерь электроэнергии направлены на реконструкцию модернизацию и строительство электрических сетей с применением дополнительного оборудования и материалов.

В настоящее время для систем электроснабжения сельскохозяйственных потребителей наиболее актуальны такие мероприятия, как: замена недогруженных трансформаторов на потребительских подстанциях трансформаторами меньшей мощности; замена проводов на перегруженных участках линий проводами большего сечения (в том числе самонесущими изолированными проводами); повышение качества электроэнергии и компенсация реактивной мощности в электрических сетях.

Самонесущие изолированные провода (далее - СИП) применяют для ЛЭП с рабочими напряжениями 0,4 кВ, 10 кВ и 20 кВ 50 Гц npи температуре от -50 до 50 °С. Они обеспечивают работу линии даже при схлестывании проводов или падении на них деревьев. При применении СИП снижаются реальные эксплуатационные расходы до 80%, отсутствует гололедообразование на проводах, уменьшается ширина просеки.

В связи с ростом потребления электрической энергии в производственной сфере наиболее перспективным направлением развития распределительных сетей на напряжение 0,4 кВ является применение воздушных линий с самонесущими изолированными проводами (ВЛИ).

 

 

 

 

1 ПОДСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

 

1.1 Подсчёт нагрузок  по объекту электрификации в  целом

и его характеристика

 

 

Производственный участок СПК «Звенячи» Толочинского района имеет специализацию мясомолочношерстного направления с хорошо развитой внутренней отраслью растениеводства и промышленности. Он находится на расстоянии 17 км от районной подстанции. Климат местности носит умеренно-континентальный характер с расчетной зимней температурой -250С, числом грозовых  часов в году не более 40 и районом с толщиной стенки гололеда – II. Нормативная ветровая нагрузка составляет 250 Па, существенно преобладают суглинистые почвы.

Различают дневной Pд и вечерний Pв расчётные максимумы нагрузки потребителя или группы потребителей.

Расчётные нагрузки потребителей несоизмеримой мощности (отличается в 4 и более раз) и разнородных групп суммируют пользуясь таблицей надбавок (табл.3.6 [3]). Сумму нескольких нагрузок получают в результате прибавления к большей нагрузке надбавок DP, соответствующих меньшим слагаемым нагрузкам P.

Значения полных мощностей на участках сети напряжением 0,38 кВ определяют по формуле

                            S=

, кВА                            (1.1)

где значения сosj принимаем по таблице 2 ([6]).

Таблица 1. Нагрузки потребителей.

 

Потребитель	Расчетная нагрузка, кВт		Мощность эл. двигателя, кВт
	Дневной максимум	Вечерний максимум
2. Коровник на 100 коров с электроводонагревателем	13	13	-
9. Кормоприготовительный  цех	20	10	-
11. Ферма откорма  КРС	50	40	14
13. Овцеводческая  ферма	10	25	-
15. Зернохранилище 500 т	14	4	-
23. Кирпичный завод 1,5 млн. кирпича в год	25	8	20

1.2 Подсчёт нагрузок по участкам воздушной линии 400/230 В

 

Чтобы рассчитать нагрузки, выберем место расположения ТП и нанесем низковольтные линии. Разобьём линию №1 на участки и составим расчетную схему.

Рисунок 1 - Расчетная схема фидера №1.

Подсчет нагрузок по участкам ведем от конца линии к ТП, величину их указываем на расчетной схеме.

Участок 1-2 Кирпичный завод 25/8.

Pд = 25 кВт; 

Pв = 8 кВт;

Значение коэффициента мощности определяем из соотношения

 соsφд=0,75; соsφв=0,8;

Sд = = 33,33 кВА;    Sв = = 10 кВА.

Участок ТП-1 Кирпичный завод 25/8, кормоприготовительный цех 20/10.

Pд=25+DP20 =25+12,5=37,5 кВт

Pв=10+DP8 =10+4,8=14,8 кВт

 соsφд=0,75; соsφв=0,8;

Sд = = 50 кВА;    Sв = = 18,5 кВА.

Разобьём линию №2 на участки и составим расчетную схему.

Рисунок 2 - Расчетная схема фидера №2.

 

Участок ТП-1  Ферма откорма КРС 50/40;

Pд = 50 кВт;

Pв = 40кВт;

 соsφд=0,78; соsφв=0,84;

Sд = = 64,1 кВА;   Sв = = 47,62 кВА.

 

Разобьём линию №3 на участки и составим расчетную схему.

 

                                      

 

Рисунок 3 - Расчетная схема фидера №3.

 

Участок 2-3 Коровник 13/13.

Pд = 13 кВт; 

Pв = 13 кВт;

 соsφд=0,8; соsφв=0,89;

Sд = = 16,25 кВА;    Sв = = 14,61 кВА.

Участок 1-2 Овцеводческая ферма 10/25, коровник 13/13.

Pд=13+DP10 =13+6=19 кВт

Pв=25+DP13 =25+7,9=32,9 кВт

 соsφд=0,9; соsφв=0,95;

Sд = = 21,11 кВА;    Sв = = 34,63 кВА.

Участок ТП-1 Овцеводческая ферма 10/25, коровник 13/13, зернохранилище 14/4.

Pд=14+DP13+DP10=14+7,9+6=27,9 кВт

Pв=25+DP13+DP4=25+7,9+2,4=35,3 кВт

 соsφд=0,85; соsφв=0,93;

Sд = =32,82 кВА;    Sв = = 14,61 кВА.

 

Подсчет нагрузок уличного освещения.

 

 

Нагрузка уличного освещения определяется по формуле

 

                              Pул=PудĦl, Вт                                (1.2)

 

где  Pуд – удельная мощность, для улиц и дорог местного значения

          шириной 5 – 7 м составляет 3 Вт/м (табл.15.4 [3]);

     l – длина расчетного участка, м.

Нагрузка наружного освещения территории хоздворов принимается из расчета 250 Вт на помещение и 3 Вт на погонный метр длины периметра хоздвора.

Линия 1: Участок 1 – 2 Pул=3∙90+3∙(50+50)∙2+250=1120 Вт;

                  ТП – 1 Pул=3∙90+3∙(40+80)∙2+250+1120=2360 Вт = 2,36 кВт.

 

Линия 2: Участок  ТП – 1 Pул=3∙120+3∙(40+80)∙2+250=1330 Вт = 1,33 кВт.

 

Линия 3: Участок  2 – 3 Pул=3∙60+3∙(50+80)∙2+250=1210 Вт;

                    1 – 2 Pул=3∙60+3∙(40+80)∙2+250+1210=2360 Вт;

                    ТП–1 Pул=3∙30+3∙(40+80)∙2+250+2360=3420 Вт = 3,42 кВт.

                

Таблица 2 - Подсчет нагрузок и выбор проводов по участкам ВЛ 380/220 В

 

 

Расчетный участок	Длина расчетного участка, м	Расчетная мощность участка, кВт		Коэффициент мощности		Полная мощность,    кВА		Уличное освещение, кВт	Количество, марка и сечение проводов	Потеря напряжения в % от номинального
		в дневной максимум	в вечерний максимум	сos jд	сos jв	Sд	Sв			в дневной максимум		в вечерний максимум		в фонарном проводе
										на расч. участке	от начала линии	на расч. участке	от начала линии	на расч. участке	от начала линии
ВЛИ1									СИП-2
ТП-1	90	37,5	14,8	0,75	0,8	50	18,50	2,36	3х35+1х25+ 1х35	2,69	2,69			0,51	0,51
1-2	90	25	8	0,75	0,8	33,33	10	1,12	3х35+1х25+ 1х35	1,79	4,48			0,24	0,75
ВЛИ2									СИП-2
ТП-1	120	50	40	0,78	0,84	64,1	47,62	1,33	3х50+1х25+ 1х50	3,53	3,53			0,38	0,38
ВЛИ3									СИП-2
ТП-1	30	27,9	35,3	0,85	0,93	32,82	37,96	3,42	3х25+1х25+ 1х25	0,80	0,80	0,96	0,96	0,25	0,25
1-2	60	19	32,9	0,9	0,95	21,11	34,63	2,36	3х25+1х25+ 1х25	1,06	1,86	1,75	2,71	0,34	0,59
2-3	60	13	13	0,8	0,89	16,25	14,61	1,21	3х25+1х25+ 1х25	0,77	2,63	0,73	3,44	0,17	0,76

2. ВЫБОР МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРА

 

 

Мощность трансформатора для его работы в нормальном режиме рекомендуется выбирать по экономическим интервалам нагрузки с учетом допустимых систематических перегрузок, чтобы выполнялось условие:

 

                            Sэ.н .< Sрасч £  Sэ.в., кВА                        (2.1)

 

где Sэ.н. и Sэ.в. – соответственно нижняя и верхняя границы интервалов

                нагрузки для трансформаторов принятой номинальной

                мощности (таблица 41 [4]), кВА;

    Sрасч – расчетная нагрузка подстанции, кВА.

Для определения расчетной нагрузки необходимо найти суммарную дневную и вечернюю нагрузки трансформатора, большую из них принимают за расчетную. Нагрузки суммируют методом надбавок, но мощность уличного освещения учитывают полностью.

 

 

Рисунок 4 - Расчетная схема.

 

Расчётная нагрузка для ТП

Pдå=50+DP37,5+DP27,9=50+24,6+17,6=92,2 кВт;

Pвå =40+DP35,3+DP14,8 +РулΣ= 40+23+9+2,36+1,33+3,42 =79,11 кВт;

; соsφд=0,78; соsφв=0,84;

Sдå = = 118,2 кВА;  Sвå = = 94,2 кВА.

Принимаем расчетную мощность Sрасч=118,2 кВА.

Для производственной нагрузки из соотношения 87 < 118,2 < 145 принимаем Sн.т.=100 кВА.

Таблица 3 - Паспортные данные трансформатора

 

Номинальная мощность, кВА	Верхний предел номинального напряжения обмотки ВН, кВ	Потери, Вт			Напряжение к.з.  в % от ном.	Ток х.х. в %   от номинального	Сопротивление тр-ра при однофазном к.з.     Z(1)т (Ом)
		х.х.		к.з.
		Уровень А	Уровень В
100	10	330	365	1970	4,5	2,6	0,779

3. ВЫПОЛНЕНИЕ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ 0,4 кВ

 

 

Все опоры воздушных линий с изолированными проводами (далее ВЛИ) 0,38 кВ выполняются на базе стоек СВ 95-2, СВ 110-1-а по проекту воздушных линий с изолированными проводами.