МЕТОДИЧКА КП (Электроснабжение)
.pdfМИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»
Кафедра «Энергообеспечение предприятий АПК»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовому проектированию по дисциплине «Электроснабжение»
Для направления подготовки 110.800.62 Агроинженерия, профиль Электрооборудование и электротехнологии
Составил: доцент РЫХЛОВ С.Ю.
Саратов 2013
2
Содержание
Введение……………………………………………………………………. 3
ЗАДАНИЕ…………………………………………………………………… 5
1. Исходные данные………………………………………………………… 5
2.Требование к расчетно-пояснительной записке………………………... 7
3.Требования к графической части проекта………………………………. 8
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ……………………………………….. 12
1. Выбор количества и мест установки трансформаторных подстанций
10/0,4 кВ……………………………………………………………………… 12
2. Выбор трассы ВЛ 0,38кВ………………………………………………… 13
3.Расчет электрических нагрузок потребителей…………………………. 14
4.Расчет нагрузок ВЛ-0,38кВ………………………………………………. 15
5.Электрический расчет ВЛ-0,38кВ……………………………………….. 16
6. Расчет нагрузок ВЛ-10кВ………………………………………………… |
19 |
|
7. Электрический расчет ВЛ-10 кВ………………………………………… |
20 |
|
8. Расчет токов короткого замыкания……………………………………… |
21 |
|
9. Выбор аппаратов защиты трансформатора 10/0,4 кВ и ВЛ-0,38 кВ….. |
22 |
|
9.1 |
Выбор плавких предохранителей 10 кВ……………………………….. |
22 |
9.2 |
Выбор автоматических выключателей………………………………… |
22 |
9.3 |
Согласование по условиям селективности……………………………. |
23 |
10.Выводы…………………………………………………………………… 25
11.Литература……………………………………………………………….. 25
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………... 26
3
Введение
Методические указания по выполнению курсового проекта «Электроснабжение сельского населенного пункта» предназначены для студентов очной и заочной формы обучения направления подготовки 110.800.62 Агроинженерия, профиль Электрооборудование и электротехнологии.
Цель выполнения курсового проекта – разработка системы электроснабжения сельского населенного пункта, включающей в себя воздушную линию электропередачи 10 кВ, трансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ, воздушную линию электропередачи 0,38 кВ.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1.Выбрать трассу и конструктивное исполнение ВЛ-10 и 0,38 кВ, рассчитать сечение проводов этих линий.
2.Определить количество, места установки и мощность ТП 10/0,4 кВ, выбрать их тип и конструктивное исполнение.
3.Рассчитать и выбрать аппараты защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора
10/0,4 кВ.
Основой расчета параметров системы электроснабжения служат нагрузки потребителей, поэтому выполнение курсового проекта начинается с их определения. Исходя из нагрузок потребителей, выбирается сечение провода линий электропередачи, мощность и место установки трансформаторных подстанций. Провод линии электропередачи должен иметь сечение, позволяющее не только передавать необходимое количество электроэнергии, но и выдерживать механическое воздействие таких природных факторов, как гололед и ветер. Поэтому выбранный провод проверяется на механическую прочность. Качество электроэнергии должно соответствовать требованиям определенным государственным стандартом. Например, отклонение напряжения у потребителя не должно превышать ±5%. Исходя из этого требования, определяются переменные надбавки трансформаторов и допустимые потери напряжения в линиях электропередачи. Отсюда следует третье требование к сечению провода воздушной линии – обеспечивать допустимую потерю напряжения. Кроме того линии 0,38 кВ, питающие электродвигатели, должна обеспечиваться возможность их запуска и устойчивой работы.
Трассы ВЛ-0,38 кВ выбираются в соответствии с планировкой населенного пункта. При этом надо выполнять следующие требования: ВЛ не должна возвращаться назад к подстанции, угол поворота не должен быть меньше 90°, ответвления и пересечения должны выполняться под прямым углом.
Мощность трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ выбирается исходя из существующих нагрузок потребителей и перспектив развития населенного пункта. Чтобы протяженность и сечение проводов ВЛ-0,38 кВ были минимальными, трансформаторную подстанцию надо расположить в центре электрических нагрузок потребителей.
Силовой трансформатор ТП 10/0,4 кВ и отходящие линии 0,38 кВ должны быть защищены от аварийных режимов. Возможны различные варианты комплектования аппаратами управления и защиты. Чаще всего со сто-
4
роны 10 кВ устанавливаются плавкие предохранители, а на отходящих линиях – автоматические выключатели. Устройства защиты должны быть согласованы по селективности.
Для выбора аппаратов управления и защиты, а также для согласования их действия необходимо знать токи короткого замыкания. Так как схема электроснабжения в данном случае не сложная, расчет целесообразно вести в именованных единицах.
Перечисленные задачи необходимо решить при выполнении курсового проекта. Это позволит приобрести опыт решения конкретных инженерных задач в области электроснабжения, а также навыки оформления текстовых и графических документов
5
ЗА Д А Н И Е
1.Исходные данные
Таблица 1.1 – Установленная мощность потребителей
№ на |
Наименования |
|
|
Установленная мощность, кВт |
|
|
||||||
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
||||
плане |
потребителей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
|
|
|||||||||||
1. |
Зерноочистительный |
45 |
30 |
35 |
25 |
35 |
45 |
75 |
45 |
30 |
75 |
|
ток (ЗОТ) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Зернохранилище |
25 |
14 |
14 |
35 |
25 |
15 |
14 |
25 |
35 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Материально- |
4 |
3 |
2 |
3 |
2 |
4 |
3 |
2 |
4 |
3 |
|
технический склад |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
Бригадный дом |
2 |
3 |
4 |
5 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
3 |
|
5. |
Школа |
22 |
28 |
55 |
30 |
45 |
23 |
15 |
12 |
18 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
16-ти квартирный дом |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
26 |
|
7. |
Магазин продовольст- |
13 |
10 |
8 |
5 |
14 |
6 |
10 |
6 |
4 |
12 |
|
венный |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. |
8-ми квартирный дом |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
|
9. |
Склад нефтепродуктов |
5 |
5 |
4 |
6 |
7 |
5 |
4 |
8 |
6 |
7 |
|
(ГСМ) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10. |
Административное зда- |
7 |
5 |
4 |
6 |
8 |
5 |
6 |
5 |
4 |
7 |
|
ние (контора) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. |
Ремонтная мастерская |
30 |
40 |
45 |
60 |
120 |
80 |
50 |
30 |
72 |
100 |
|
12. |
Площадка для транс- |
5 |
4 |
6 |
6 |
3 |
5 |
2 |
6 |
5 |
4 |
|
порта |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
13. |
Гараж |
10 |
15 |
10 |
13 |
15 |
7 |
8 |
12 |
10 |
11 |
|
14. |
Клуб |
10 |
20 |
18 |
15 |
12 |
16 |
11 |
18 |
14 |
20 |
|
15. |
Комбинат бытового об- |
24 |
25 |
26 |
27 |
18 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
служивания |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
16. |
Отделение связи |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
17. |
Склад строительных |
4 |
4 |
3 |
5 |
4 |
3 |
4 |
5 |
5 |
4 |
|
материалов |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
18. |
Баня с прачечной |
15 |
23 |
22 |
18 |
20 |
24 |
17 |
18 |
10 |
11 |
|
19. |
Столовая |
15 |
10 |
23 |
65 |
40 |
40 |
24 |
15 |
10 |
16 |
|
20. |
Мед. пункт |
3 |
2 |
3 |
4 |
2 |
4 |
6 |
3 |
3 |
4 |
|
21. |
Школьная мастерская |
17 |
16 |
17 |
18 |
17 |
16 |
15 |
18 |
16 |
17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22. |
Насосная станция |
25 |
18 |
20 |
25 |
20 |
18 |
25 |
16 |
30 |
20 |
|
23. |
Продовольственный |
3 |
3 |
4 |
5 |
4 |
4 |
5 |
5 |
3 |
5 |
|
склад |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
24. |
Пилорама |
25 |
35 |
28 |
16 |
22 |
20 |
25 |
30 |
26 |
24 |
|
25. |
Коровник |
26 |
20 |
28 |
16 |
18 |
22 |
20 |
32 |
23 |
22 |
|
26. |
Телятник |
12 |
23 |
17 |
40 |
20 |
42 |
26 |
14 |
20 |
26 |
|
27. |
Одноквартирные дома |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28. |
Двухквартирные дома |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Таблица 1.2 – Исходные данные для электрического расчета воздушных линий электропередачи
Параметр |
|
|
|
|
Номер схемы |
|
|
|
|
||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
|
|||||||||||
Стенка гололёда (мм) |
5 |
10 |
15 |
20 |
5 |
10 |
15 |
20 |
5 |
10 |
|
Длина ВЛ-10 кВ L (км) |
11 |
12 |
13 |
14 |
10 |
9 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Расстояние от ТП 35/10кВ до |
5 |
4,5 |
6 |
4 |
5 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5,5 |
5 |
|
нагрузки S1 l1 (км) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Величина нагрузки S1 (кВА) |
350 |
450 |
300 |
400 |
500 |
550 |
350 |
400 |
450 |
500 |
|
Ток короткого замыкания в |
1,5 |
1,9 |
1,7 |
1,8 |
2,0 |
1,6 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
1,2 |
|
точке К1 Iк1 (3) ( кА) |
Рисунок 1.1 – Расчетная схема ВЛ-10 кВ
Таблица 1.3 – Исходные данные для проверки сети на запуск асинхронного короткозамкнутого электродвигателя
|
|
|
Запускаемый двигатель D1 |
|
|
|
|
Работающий двигатель D2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
M с 2 |
|
Вариант |
Рн |
число |
Iн |
|
|
mп |
|
M п |
|
M c* |
M с |
|
mmax 2 |
|
M max 2 |
|
M c 2 |
|
|
|
ki |
cosφн |
|
|
M н2 |
||||||||||||||||
|
|
M н |
M н |
M н2 |
|
|
||||||||||||||
|
(кВт) |
об./мин. |
(А) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
15 |
3000 |
28 |
7,0 |
0,80 |
|
1,2 |
|
0,30 |
|
|
2,2 |
|
|
0,85 |
|
||||
1 |
18 |
3000 |
30 |
7,5 |
0,92 |
|
1,2 |
|
0,31 |
|
|
2,2 |
|
|
0,90 |
|
||||
2 |
22 |
3000 |
37 |
7,5 |
0,90 |
|
1,2 |
|
0,32 |
|
|
2,2 |
|
|
0,86 |
|
||||
3 |
30 |
3000 |
49 |
7,5 |
0,92 |
|
1,2 |
|
0,30 |
|
|
2,2 |
|
|
0,89 |
|
||||
4 |
15 |
1500 |
25 |
7,5 |
0,90 |
|
2,0 |
|
0,33 |
|
|
2,2 |
|
|
0,85 |
|
||||
5 |
18 |
1500 |
30 |
7,5 |
0,91 |
|
2,0 |
|
0,30 |
|
|
2,2 |
|
|
0,86 |
|
||||
6 |
22 |
1500 |
37 |
7,5 |
0,91 |
|
2,0 |
|
0,31 |
|
|
2,2 |
|
|
0,90 |
|
||||
7 |
11 |
1000 |
19 |
7,0 |
0,90 |
|
2,0 |
|
0,29 |
|
|
2,2 |
|
|
0,90 |
|
||||
8 |
15 |
1000 |
27 |
7,0 |
0,85 |
|
2,0 |
|
0,31 |
|
|
2,2 |
|
|
0,91 |
|
7
9 |
18 |
1000 |
30 |
7,0 |
0,91 |
2,0 |
0,30 |
2,2 |
0,87 |
2. Требование к расчетно-пояснительной записке
Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разде-
лы:
1.Задание на проектирование (выдается преподавателем).
2.Титульный лист.
3.Содержание.
4.Исходные данные.
5.Выбор количества и мест установки трансформаторных подстанций (ТП) 10/0,4 кВ.
6.Выбор трассы ВЛ-0,38 кВ.
7.Расчет электрических нагрузок потребителей.
8.Расчет нагрузок сети 0,38кВ.
9.Электрический расчет ВЛ-0,38 кВ.
9.1Выбор сечения провода по нагреву рабочим током.
9.2Проверка на механическую прочность.
9.3Проверка по допустимой потере напряжения.
9.4Проверка на возможность пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя.
9.5Проверка на термическую стойкость в режиме короткого замыкания.
10. Электрический расчет ВЛ-10 кВ.
10.1Выбор сечения провода по нагреву рабочим током.
10.2Проверка провода по допустимой потере напряжения. 11. Расчет токов короткого замыкания в ВЛ-10 и 0,38 кВ.
12. Расчет и выбор аппаратов защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора 10/0,4 кВ для одной ТП.
13. Выводы.
Расчетно-пояснительную записку выполняют на листах формата А4 (210×297мм) на одной стороне листа. Первая страница расчетнопояснительной записки – задание на проектирование, вторая страница – титульный лист (приложение 1), третья страница – содержание. Содержание размещается в рамке с широким штампом, остальные страницы в рамках с узким штампом. Расчетно-пояснительная записка имеет шифр
КП 000.00.ПЗ,
где КП – курсовой проект, 000– три последние цифры номера зачетной книжки студента; 00 – год выполнения проекта; ПЗ – пояснительная записка.
Объём расчетно-пояснительной записки не должен превышать 30 страниц. Сокращение слов допускаются только общепринятые, например, ПУЭ. Перенос слов в заголовках не допускается. Все формулы, рисунки и таблицы должны иметь номер. Рисунки и таблицы должны иметь названия. Нумерация выполняется сквозная или в пределах раздела. При многократно повторяющихся однотипных расчетах приводится один пример, а остальные результаты сводятся в таблицу.
8
3. Требования к графической части проекта
Графическая часть проекта состоит из 3 листов. На листе 1 размещается план (схема) населенного пункта с сетью 0,38 кВ. Для рассчитанных линий должны быть указаны: количество, марка и сечение провода, потеря напряжения в конце каждой линии, повторное заземление нулевого провода, нумерация опор, промежуточный пролет. Повторное заземление выполняется на всех анкерных опорах и на опорах, с которых запитаны животноводческие помещения, а также здания, где возможно большое скопление людей. На листе 2 приводятся результаты расчета электрических нагрузок, на листе 3 – результаты расчета токов короткого замыкания и согласования защит ТП 10/0,4кВ. Образцы оформления графических листов приведены на рисунках 1.2 – 1.4. Лист 1 выполняется на формате А1, листы 2 и 3 на формате А2.
Графические листы имеют шифр КП 000.00.ГЧ,
где КП – курсовой проект, 000– три последние цифры номера зачетной книжки студента; 00 – год выполнения проекта; ГЧ –графическая часть.
9
Рисунок 1.2 – Фрагмент листа 1 графической части
10
Рисунок 1.3 – Лист 2 графической части