Электроснабжение населенного пункта

 
















Электроснабжение населенного пункта


1. Определение расчётных нагрузок


Величины электрических нагрузок отдельных электроприёмников и их групп являются исходными данными для проектирования системы электроснабжения. По своей природе электрические нагрузки - изменяющиеся во времени случайные величины. При проектировании обычно используют расчетные нагрузки, т.е. наибольшие значения полной мощности за промежуток времени в конце рабочего периода. Различают дневной и вечерний максимумы нагрузок потребителя или группы потребителей.


1.1 Расчётные нагрузки на вводе потребителей


Значения полной мощности определялись по формуле:



Коэффициент мощности вычислялся по формуле:



Все расчеты сведены в табл. 3

Расчёт нагрузки жилого дома.



где и - дневная и вечерняя нагрузки жилого 1 квартирного дома соответственно;

Р - электрическая нагрузка на вводе в дом;

и - коэффициенты дневного и вечернего максимумов соответственно электрических нагрузок жилых домов.



где и - дневная и вечерняя активные мощности соответственно;

- коэффициент мощности.



где и - дневная и вечерняя реактивные мощности соответственно.

Чтобы пересчитать мощности на 2-х, 10-ти, 14-ти квартирные дома необходимо умножить полученные результаты для одноквартирного дома на коэффициент одновременности и число квартир.


ПотребительКоэффициент одновременности при числе потребителей21014Жилые дома с нагрузкой на вводе 1…2 кВт/дом0.70.380.316

Например, мощность жилого 2-х квартирного дома при дневном режиме:


Значения и взяты из ([2], стр. 39, табл. 3.7)

Расчёт нагрузки теплицы зимней с обогревом от котельной 450 м2:



где и - дневная и вечерняя активные мощности соответственно;

- максимальная удельная мощность на 1 м2; .


Таблица 3

ПомещениеДеньВечер

кВт

квар

кВА

кВт

квар

кВА2345678910Дом жилой 2 кв.1,360,581,480,922,270,662,360,96Дом жилой 10 кв.3,71,594,020,926,161,796,420,96Дом жилой 14 кв.4,31,854,670,927,172,087,50,96Прачечная производ-ю 0,125 т белья в смену10,26,3212,00,8510,85,2312,00,90Начальная школа на 160 учащихся10,26,3212,00,853,61,744,00,90Столовая школы8,55,2710,00,854,52,185,00,90Птицефабрика по производству яиц на 200 тыс. кур-несушек1275,01124,41700,00,751487,5921,91750,00,85Плотницкая3,53,575,00,700,750,661,00,75Холодильник для хранения фруктов емкостью 250 тонн38,2523,7145,00,8540,519,6245,00,90Фельдшерско-акушерский пункт1,71,052,00,853,61,744,00,90Свинарник-откормочник на 12 тыс. голов405,0357,2540,00,75391,0242,3460,00,85Детские ясли-сад на 50 мест4,252,635,00,852,71,313,00,90Летний лагерь КРС на 200 голов11,259,9215,00,7512,757,9015,00,85

1.2 Суммарная расчётная нагрузка населённого пункта


Для предварительного выбора количества и мощности трансформаторных ТП 10/0,4 кВ необходимо определить суммарную нагрузку населённого пункта. Раздельно для режимов дневной и вечерней нагрузки рассчитываем расчётные нагрузки для 4-х групп потребителей: жилые дома, коммунальные и культурно-административные потребители, производственные потребители и наружное освещение. Для вычисления расчётной нагрузки группы потребителей используем коэффициенты одновременности, а для определения суммарной нагрузки - таблицы суммирования нагрузок.


1.2.1 Расчётная нагрузка жилых домов

Всего в населённом пункте: 2-х квартирных домов - 6 шт.

-ти квартирных домов - 13 шт.

-ти квартирных домов - 22 шт.

Всего - 450 квартир

Коэффициент одновременности , тогда:

Дневной режим:

Вечерний режим:


1.2.2 Расчётная нагрузка коммунальных и культурно-административных потребителей

Всего 6 потребителей:

Коэффициент одновременности

Дневной режим:

Вечерний режим:


1.2.3 Расчётная нагрузка производственных потребителей

Всего потребителей 7:

Коэффициент одновременности

Дневной режим:

Вечерний режим:


1.2.4 Расчётная нагрузка наружного освещения

При масштабе задаёмся главной и второстепенной улицей, их шириной и длиной:

. Главная улица (покрытие - асфальт): ширина = 10 м; длина = 1540 м;

. Две дороги местного назначения (покрытие простейшего типа): длина = по 1050 м; ширина = 8 м.

Освещение осуществляется лампами РКУ-250 и НКУ-200.

Тогда суммарная мощность на освещение улиц:



1.2.5 Суммарная расчётная нагрузка потребителей

Дневной режим:



Вечерний режим:



Так как расчётная мощность вечером больше, чем днём, то все остальные расчёты выполняем для режима вечерней нагрузки.

2. Выбор количества, мощности и местоположения подстанций 10/0,4 кВ


Основные параметры всех элементов системы электроснабжения необходимо выбирать по критерию минимума приведённых затрат. Однако для выбора оптимального количества и местоположения подстанций (ТП) 10/0,38 кВ в небольших селениях достаточно надёжных аналитических методов нет. Поэтому количество ТП 10/0,38 кВ обычно определяют с учётом опыта и интуиции инженера-проектировщика. Причём стремятся по возможности питание производственных потребителей осуществлять от отдельных ТП или, по крайней мере, от отдельных ВЛ - 0,38 кВ.

Для данного населённого пункта ориентировочно намечаем 4 ПС.

К первой ПС предполагается присоединить:

28 домов (320 квартир):

прачечную производительностью 0,125 тонн белья в смену:

холодильник для хранения фруктов емкостью 250 тонн:



Ориентировочно принимаем ТП 10/0,4 кВ мощностью, равной 160 кВ·А.

Ко второй ПС предполагается присоединить:

13 домов (130 квартир):

начальная школа на 160 учащихся:

столовая школы:

фельдшерско-акушерский пункт:

детские ясли - сад на 50 мест:

бригадный дом:

плотницкая:

овчарня на 1000 голов молодняка:

теплица зимняя с обогревом от котельной:

Тогда,



Ориентировочно принимаем ТП 10/0,4 кВ мощностью, равной 160 кВ·А.

К третьей ПС предполагается присоединить:

? птицефабрику по производству яиц на 200 тыс. кур - несушек:

Ориентировочно принимаем ТП 10/0,4 кВ мощностью, равной 2,5 МВ·А.

К четвертой ПС предполагается присоединить:

? свинарник - откормочник на 12 тыс. голов:

? летний лагерь КРС на 200 голов:



Ориентировочно принимаем ТП 10/0,4 кВ мощностью, равной 630 кВ·А.

К установке принимаются комплектные трансформаторы ТП, как наиболее экономичные.


3. Электрический расчёт ВЛ-10 кВ


3.1 Составление таблицы отклонений напряжения


Электроснабжение осуществляется по системе 110/10/0,38 кВ. Уровни напряжения на шинах 10 кВ, в нашем случае равны +4% в максимуме нагрузки и -3% в минимуме. Допустимые отклонения напряжений у удалённых потребителей в режиме максимума нагрузки равны -5%. Потери напряжения в ТП равны -4% при 100%-ной нагрузке и -1% при 25%-ной.


Таблица 4. Надбавки, потери и отклонения напряжения в сетях 10 и 0,38 кВ

Элемент сетиУдаленная ТПБлижайшая ТП100%25%100%25%удал.ближудал.ближ.удал.ближ.удал.ближ.Шины 10 кВ+4+4-3-3+4+4-3-3ВЛ-10кВ-4-4-1-10000Тр-р 10/0,4потери-4-4-1-1-4-4-1-1надбавка+5+5+5+5+2,5+2,5+2,5+2,5ВЛ-0,38кВ+60+1,50+7,50+1,8750потребитель-5+1+1,50-5+2,5+0,375-1,5

Таким образом, максимально допустимая потеря напряжения в ВЛ-10 кВ может составить до 4%, а ВЛ-0,38 кВ - до 7,5%.


3.2 Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения в ВЛ-10 кВ


Т.к. нагрузки отдельных ТП отличаются более чем в 4 раза, их можно складывать с помощью таблицы суммирования нагрузок.

Таблица 5. Результаты расчетов ВЛ-10 кВ (ВЛ №1)

УчастокSрасч., кВАДлина участка, кмМарка проводаПотери ?U, %на участкеОт РТП0 - 1487,54,0АС - 701,01,01 - ТП65141,00,5АС - 350,051,051 - 2380,257,0АС -701,52,552 - ТП69102,01,7АС - 350,142,69ТП69 - 4102,01,0АС - 350,082,774 - ТП71108,00,8АС - 350,072,844 - ТП7091,01,7АС - 350,132,972 - 6167,03,0АС - 700,23,176 - ТП73167,00,4АС - 350,053,22

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 10 кВ:


1.Расчёт эквивалентной мощности на магистрали:



где: - расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ·А;

- длина i-го магистрального участка, км.

2.Расчёт эквивалентного тока на магистрали:


,


где U - номинальное напряжение магистрали. U = 10 кВ.

. Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали:


,


где: - экономическая плотность тока;

Принимаем на магистрали провод марки АС-70. Активное сопротивление, индуктивное сопротивление .

Теперь рассчитаем, какой провод будет на отпайках:

. Расчёт эквивалентной мощности на отпайках:



Тогда,

. Расчёт эквивалентного тока на отпайках:

. Расчёт эквивалентного сечения провода на отпайках:

Принимаем на отпайках провод марки АС-35. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление .

. Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как:



Таблица 6. Результаты расчетов ВЛ-10 кВ (ВЛ №2)

УчастокSрасч., кВАДлина участка, кмМарка проводаПотери ?U, %на участкеот РТП0 - 1'2260,641,0АС-1200,970,971' - ТП64120,00,6АС-350,061,031' - 2'2170,644,0АС-1200,641,672' - ТП66152,00,8АС-350,11,772' - 3'2054,041,0АС-1200,442,213' - ТП67132,00,6АС-350,062,273' - 4'1954,440,4АС-1200,332,64' - ТП681784,00,4АС-350,63,24' - 5'220,553,0АС-1200,23,45' - ТП7250,01,0АС-350,043,445' - 6'184,053,4АС-1200,23,646' - ТП7481,00,8АС-350,053,696' - 7'123,82,0АС-1200,13,797' - 8'123,83,2АС-1200,173,968' - ТП7579,00,5АС-350,033,998' - ТП7661,01,0АС-350,054,04

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 10 кВ:

1. Расчёт эквивалентной мощности на магистрали :


где - расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ·А;

- длина i-го магистрального участка, км.

. Расчёт эквивалентного тока на магистрали :


,


где U - номинальное напряжение магистрали. U = 10 кВ.

. Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали:



где - экономическая плотность тока,

Принимаем на магистрали воздушную линию АС-120. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление .

. Расчёт эквивалентной мощности на отпайках :

. Расчёт эквивалентного тока на отпайках:

. Расчёт эквивалентного сечения провода на отпайках:

.

Принимаем на отпайках воздушную линию АС-35. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление .

. Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как:


.


4. Электрический расчёт сети 0,38 кВ


.1 Выбор количества трасс и ВЛ - 0,38 кВ


В соответствии с расположением ПС 10/0,4 кВ и питающихся от них потребителей принимаем, что от ПС №1 отходят две ВЛ - 0,38 кВ, от ПС №2 - три ВЛ - 0,38 кВ, от ПС №3 - одна ВЛ - 0,38 кВ, от ПС №4 - две ВЛ - 0,38 кВ. Трассы их намечаем таким образом, чтобы ВЛ преимущественно проходили по двум сторонам улиц.


4.2 Выбор сечений проводов и расчёт потери напряжения ВЛ - 0,38 кВ


.2.1 Расчёт линий ТП №1

ТП №3 снабжает энергией потребителей №1, 3, 4, 9. Суммарные нагрузки определяем с помощью коэффициентов одновременности и по надбавкам.

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 0,38 кВ №1.

1.Расчёт эквивалентной мощности на магистрали :



где - расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ·А;

- длина i-го магистрального участка, км.

.Расчёт эквивалентного тока на магистрали :


,


где U - номинальное напряжение магистрали. U = 0,38 кВ.

3.Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали.

.

где - экономическая плотность тока,

Принимаем воздушную линию сечением А95. Активное сопротивление, индуктивное сопротивление .

.Расчёт эквивалентной мощности на отпайках :

5.Расчёт эквивалентного сечения провода на отпайках:



Принимаем воздушную линию сечением А70. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление . ([3] табл. 7.28, стр. 421)

6.Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как:



Таблица 7

УчастокSрасч, кВАДлина участка, кмПроводПотери U, %на участкеот ТППС160,20,07А951,071,071 - 239,00,035А950,341,412 - 334,50,07А950,612,023 - 430,00,07А950,532,554 - 525,50,07А950,453,005 - 621,00,07А950,373,376 - 716,50,07А950,293,667 - №412,00,07А700,273,931 - 833,00,045А700,491,568 - 928,50,07А700,662,229 - 1024,00,07А700,552,7710 - 1119,50,07А700,453,2211 - 1215,00,07А700,343,5612 - 1310,50,07А700,243,8013 - №37,500,07А700,173,97

Выбор марки и сечения проводов ВЛ 0,38 кВ №2.


1.Расчёт эквивалентной мощности на магистрали :



где - расчетная электрическая нагрузка i-го магистрального участка, кВ·А;

- длина i-го магистрального участка, км.

.Расчёт эквивалентного тока на магистрали :


,


гдеU - номинальное напряжение магистрали. U = 0,38 кВ.

3.Расчёт эквивалентного сечения провода на магистрали:



где - экономическая плотность тока,

Принимаем воздушную линию сечением А95. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление .

.Расчёт эквивалентной мощности на отпайках :

5.Расчёт эквивалентного сечения провода на отпайках:


Принимаем воздушную линию сечением А70. Активное сопротивление , индуктивное сопротивление . ([3] табл. 7.28, стр. 421)

6.Расчёт падения напряжения в вольтах и процентах определяется как:



Все расчёты сводим в таблицу №8.


Таблица 8

УчастокSрасч, кВАДлина участка, кмПроводПотери U, %на участкеот ТППС - 177,530,045А950,890,891 - 272,150,045А950,831,722 - 357,150,035А950,512,233 - 419,50,07А950,342,574 - 515,00,07А950,262,835 - 610,50,07А950,183,016 - №37,50,07А700,173,182 - 724,00,06А700,472,197 - 819,50,07А700,452,648 - 915,00,07А700,342,989 - 1010,50,07А700,243,2210 - №37,50,07А700,173,391 - 118,9680,14А700,411,311 - 127,5520,07А700,171,4712 - 136,1360,07А700,141,6113 - 144,720,07А700,011,6214 - 153,3040,07А700,071,6915 - №12,360,07А700,051,74Расчётные мощности отходящих ВЛ складываем с помощью таблицы суммирования нагрузок.

Расчётные мощности двух ВЛ, отходящих от ПС №1, соответственно равны 60,2 кВ·А и 77,53 кВ·А.

По таблице экономических интервалов для трансформаторов ПС 10/0,4 кВ выбираем .

Расчёт остальных ПС проводится аналогично.

От ПС №2 отходят 3 воздушные линии:

на магистрали ВЛ №1 принимаем провод А95; на отпайках - провод А50;

на магистрали ВЛ №2 - провод А50; на отпайках - А35;

на магистрали ВЛ №3 выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной, пропитанной маслоканифольной и нестекающими массами изоляцией в свинцовой оболочке - 4×35 мм2.

.

От ПС №3 отходит одна ВЛ, т. к. сравнительно большой, то выбираем кабель.

.

От ПС №4 отходят две воздушные линии:

принимаем, что ВЛ №1 выполнена проводом А50;

для ВЛ №2 выбираем кабельную линию.

.


4.3 Определение потерь мощности и энергии в сети 0,38 кВ


Потери мощности и энергии в сети 0,38 кВ в ВЛ и КЛ 0,38 кВ и ТП 10/0,4 кВ - важные технико-экономические показатели этой сети, оказывающие заметное влияние на величину приведенных затрат на сеть.

4.3.1 Определение потерь мощности и энергии в ВЛ - 0,38 кВ

Возможен непосредственный прямой расчёт потерь мощности в ВЛ по величинам активного сопротивления каждого участка и тока участка



Для разветвлённых линий подобный расчёт довольно трудоёмок и его упрощают с помощью коэффициента связи между ?U% и ?Р% - коэффициента КН/М. Для одного участка сети с активным сопротивлением R Ом/км и индуктивным Х Ом/км сопротивлениями проводов



Установлено что для разветвлённых сетей следует ввести поправочный коэффициент КРАЗ = 0,75 - 0,9:



В зависимости от сечения проводов и значения tg? значения Кн/м могут колебаться. Например, для сечений проводов А-50…А-120 при коэффициентах мощности cos? = 0.8…0,98

КН/М = 0,95…0,71. В дальнейших расчётах принято, что

Потери мощности в кВт находят по формуле:


где - соответственно расчетная мощность и коэффициент мощности головного участка, значения которых берутся из таблиц №5, 6.

Потери энергии ?W, кВт·ч, в каждой линии определяются по формуле:



где - время максимальных потерь.



Используя данные о , приведенные в табл. 3.8 (2, с. 40). Тогда для определения можно составить следующую вспомогательную таблицу №8.


Таблица 9. Рекомендуемые значения и для годовых графиков нагрузки

Ргол, кВтТmax, ч/год при нагрузкеT, ч/год при нагрузкекоммунно-бытовойпроизвосмешаннойкоммун-быт.производствен.смешанной20 - 5016002000220050070080050 - 1020002500280070010001200

Для ВЛ №1:

Значения потерь мощности (%) определяются как:



Значение ?U% взято из табл. №6

Из табл. №6

Тогда потери мощности (кВт) равны:



Из табл. №8:

Потери энергии определяются как:



Из табл. №8:

Тогда значение годового потребления энергии составит:



Для ВЛ №2:

Значение потерь мощности (%) определяются как:



Значение ?U% взято из табл. №7

Из табл. №7

Тогда потери мощности (кВт) равны:



Из табл. №8:

Потери энергии определяются как:



Из табл. №8

Тогда значение годового потребления энергии составит:



Все расчёты сводятся в таблицу №10.


Таблица 10. Годовое потребление энергии, потери мощности и энергии в ВЛ 0,38 кВ

№ПС№ линии?U, %?P, %Sгол, кВА?P, кВтt, ч/год?W, кВт·чТmax, ч/годW, тыс. кВт·ч113,972,7560,21,587001106200012523,392,3777,531,7670012322000161Итого:3,342338286

Аналогично производится расчет для других ПС.

ПС №2 потери энергии составляют: ?W=540 кВт·ч;

ПС №3 ?W=1500 кВт·ч;

ПС №4 ?W=1500 кВт·ч;


4.3.2 Определение потерь энергии в ТП 10/0,38 кВ

Годовые потери энергии в трансформаторе с номинальной мощностью определяется по формуле:


,


где, - соответственно потери ХХ и КЗ в трансформаторе при номинальной нагрузке и номинальном напряжении



Тогда для трансформаторов составим таблицу №11.


Таблица 11. Потеря энергии в трансформаторе ПС 10/0,4 кВ

№ПСSном, кВАSmax, кВА?Pх, кВт?Pк, кВтТmax, ч/годt, ч/год?W, кВт·ч/год1160121,690,512,6520009205877,82160136,670,512,6520009206246,53250017506,8025,02300110073043,04630469,21,307,602200104015772,11

Заключение


Согласно выполненным расчетам, максимальная расчетная нагрузка потребителей данного населенного пункта составляет 1783,7 кВ·А. Поэтому, чтобы осуществить электроснабжение населенного пункта предполагается установить 4 ТП 10/0,4 кВ мощностью 2×160 кВА, 630 кВА и 2,5 МВА соответственно.


Список литературы

нагрузка подстанция напряжение электроснабжение

1.М.С. Левин, Т.Б. Лещинская, С.И. Белов.

2.Электроснабжение населённого пункта. Методические рекомендации ко курсовому и дипломному проектированию. М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 1999.

.Будзко И.А., Зуль Н.М.

.Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат, 1990.

.Неклепаев Б.Н., Крючков И.П.

.Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989.



Электроснабжение населенного пункта 1. Определение расчётных нагрузок Величины электри

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ