контрольная работа_Вар-18

11

Зная график энергопотребления в % и суммарную мощность поселка, определим потребляемую мощность в кВт в зимний и летний период:

Таблица 1.8. Потребляемая поселком мощность в зимний и летний периоды

Часы	Зима, %	Лето, %		Зима, кВт		Лето, кВт		Рmax, кВт
1-2	25		10		56,25		22,5
3-4	15		10		33,75		22,5
5-6	15		10		33,75		22,5
7-8	30		10		67,5		22,5
9-10	55		35		123,75		78,75
11-12	50		30		112,5		67,5	225
13-14	40		20		90		45
15-16	40		20		90		45
17-18	60		20		135		45
19-20	100		40		225		90
21-22	80		60		180		135
23-24	50		20		112,5		45

1.4. Выбор количества ветроэнергетических установок

Энергия, потребляемая потребителем:

Wп = (SPi ×Ti) × nз + (SPi ×Ti) × nл ,

где nз=215количество зимних дней; nл=150– количество летних дней.

Табл.1.9. Энергия, потребляемая поселком за год

зима лето

Wпотр,кВтч	541800		192375
Wпотр	734175
год,кВтч

Зная потребляемую и вырабатываемую энергию, найдем количество ветроустановок для обеспечения электроснабжения поселка из условия:

Wг_ВЭУ-300·N + Wг_ВЭУ-200·N ≥ Wп·1,1

где N – это количество ВЭУ.

1810878· 1=1810878 (кВтч) ≥ 734175 (кВтч) 1104238,3· 1=1104238,3 (кВтч) ≥ 734175 (кВтч)

12

К установке возможен вариант, при котором необходимо установить одну ВЭУ Wincon 200; Рном=200 кВт). Этот вариант будет оптимальным, так как вариант удовлетворяют заданному условию и превышают потребляемую энергию на 33 %. Тем самым он дает возможности в развитии поселка.

Таким образом, принимаем к установке ВЭУ марки Wincon WM 300/25;

Рном=200 кВт)

1.4.Выбор режима работы ВЭУ и компоновка гондолы

Вкачестве компоновки гондолы выбираем простейшую конструкцию привода генератора с постоянными магнитами. Синхронный генератор явнополюсный, имеет постоянные магниты и приводится во вращение односкоростным редуктором с передаточным числом приблизительно 1:25. Составляющие затрат простейшей конструкции зависят от выбора передаточного числа редуктора и диаметра генератора. Более высокие передаточные числа редуктора увеличивают скорость генератора, уменьшая размер и стоимость генератора. Тем не менее более высокие передаточные числа увеличивают размер редуктора и его стоимость. Большие диаметры генератора уменьшают необходимую длину генератора и активную материальную стоимость, но увеличивают затраты, чтобы сделать гондолу большего размера. Генератор, редуктор, главная ось и шестерня главной оси интегрирована в общий корпус. Размер генератора уменьшен благодаря использованию охлаждающей жидкости. Корпус связки генератор – редуктор поддерживается трубчатой структурой платформы. Сборочная верхушка башни имеет стекловолоконное покрытие. Ветроэнергетическая установка работает в режиме переменной скорости.

Выход генератора связан с сетью через вставку постоянного тока выпря- митель-фильтр-инвертор (ВФИ), которая обеспечивает работу ветроколеса с переменной скоростью (рис.1.4).

13

Рис.1.4. Функциональная блок-схема простейшей конструкции ВЭУ:

1- ветроколесо; 2 – одноступенчатый планетарный редуктор;3 – статор синхронного генератора; 4 – ротор с постоянными магнитами; 5 – синхронный генератор с постоянными магнитами; 6 – система ВФИ

Для уменьшения стоимости ВФИ применяются кремниевые тиристоры. Пассивные кремниевые регулируемые выпрямители устанавливают со стороны генератора, чтобы из напряжения изменяемой частоты получить напряжение постоянного тока. Фильтр обеспечивает сглаживание выпрямленного напряжения. Затем это напряжение с помощью инвертора преобразуется в 400 В переменного тока промышленной частоты. После ВФИ необходимо установить фильтрокомпенсирующее устройство, которое снижает уровень высших гармоник.

1.5. Выбор места расположения ВЭУ.

При выборе места расположения источников энергии необходимо учитывать экологические последствия от их работы.

Для исключения влияния помех на работу телевизионных, радиотехнических и др. систем рекомендуется следующие минимальные расстояния между

ВЭУ и объектами:
- радио- и телепередатчики	6000 м;
- системы навигации	500 м;
- телеприемники	100-800 м;
- аэропорты	4000-6000 м.

14

Также кроме этого при работе ВЭУ возникают низкочастотные колебания, которые при работе ВЭУ в диапазоне частот 380 - 480 об/мин создают звуковые шумы мощностью 50 - 70 дБ днем и 40 дБ ночью на расстоянии 150-200 метров от ВЭУ.

Дизельная установка при работе выбрасывает в окружающую среду загрязняющие вещества, которые выделяются при сжигании топлива, следовательно, дизельную установку также необходимо удалить на некоторое расстояние от жилых объектов.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, а также, что местность, в которой находится поселок (принимаем пересеченную гористую местность) располагаем ветроэнергетические установки на окраине жилого массива. Дизельная электростанция может находиться в одном помещении с распределительным устройством, но вследствие того, что при работе дизельной электростанции создается шум и присутствует вибрация, располагаем дизельную установку рядом с распределительным устройством в отдельном помещении, но на общем фундаменте.

Расположение всех комплексов поселка и источников энергии показано на рисунке 2.1.

15

2. КОМПОНОВКА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА И РАСЧЁТ

ЗАЩИТНО-КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ

2.1. Определение количества отходящих линий к потребителям

Рис. 2.1. План поселка

Исходя из плана поселка распределим линии по характерным электроприемникам:

∙ЛЭП 1 - Первое присоединение обеспечивает электроэнергией жилой сектор;

∙ЛЭП 2 - Второе присоединение обеспечивает электроэнергией жилой сектор;

∙ЛЭП 3 - Третье присоединение обеспечивает электроэнергией жилой сектор;

16

∙ЛЭП 4 - Четвертое присоединение обеспечивает электроэнергией птичник;

∙ЛЭП 5 - Пятое присоединение обеспечивает электроэнергией тепличный комплекс;

∙ЛЭП 6 - Шестое присоединение обеспечивает электроэнергией ферму;

∙ЛЭП 7 - Седьмое присоединение обеспечивает электроэнергией промышленный комплекс;

∙ЛЭП 8 - (освещение) обеспечивает наружное освещение улиц поселка мощностью 6 кВт. Проводники для уличного освещения включаются в систему СИП-2 линии электроснабжения жилого сектора.

Потребители получают электроэнергию по ЛЭП, выполненными самонесущим изолированным проводом типа СИП-2. В систему могут быть включены один или два добавочных изолированных алюминиевых проводника в качестве дополнительных жил или жил для уличного освещения.

Расположение ЛЭП показано на рис.2.1.

2.2. Выбор предохранителей и их плавких вставок

Ввиду отсутствия информации о характере потребителей, за исключением их номинальной мощности, производим выбор предохранителей по условию защиты потребителей с нечастыми пусками и непродолжительными пусковыми периодами (2 - 2.5 сек.) (например, бытовые вентиляторы, поливочные насосы и т.д.).

Выбор по нагреву нормальными рабочими токами:

Iр ≤ Iпв

где Iпв - ток плавкой вставки, А;

Выбираю плавкий предохранитель для дизельной электростанции (ДЭС):

17

I р	=			P		=		150		= 268	А
					Cosϕ
				×U ×				3 × 0,38 × 0,85
	3

Выбираю предохранитель ППНИ-37 (Iном=400 А, Iпв = 315А) электротехнической компании «ИЭК» [10].

Выбираю плавкий предохранитель для ветроэнергетической установки:

Iр =			Р	=	""			= 337,6 (А)
	√		· ном· !		√		·", #·",$

Выбираю предохранитель ППНИ-37 (Iном = 400 А, Iпв = 400А ) [10].

Выбираю предохранители для присоединений:

Выбираю предохранитель для первого присоединения (ЛЭП 1): Нагрузка жилого сектора составляет 108 кВт. Так как отходящих линий к

жилому сектору - 3, то нагрузку поделим на три части:

	IрЛЭП1 =			Р	=			&"#/		= 56 (А)
		√ · ном· !				√ ·", #·&

Выбираю предохранитель ППНИ-35 (Iном =250 А, Iпв = 80А ) [10]. Для ЛЭП 2 и ЛЭП 3 выбор будет аналогичным.

Выбираю предохранитель для ЛЭП 4:

Р

&

IрЛЭП2 =

=

=

= 39,88 (А)

√

· ном

√

· номСо Ф

√

·", #·",#

Выбираю предохранитель ППНИ-35 (Iном =250 А, Iпв = 40А [3].

Выбор предохранителей остальных присоединений производится аналогично и сведен в таблицу 2.1.

18

Таблица 2.1.Выбор предохранителей и их плавких вставок

Номер							Тип пре-
присоеди-	P, кВт		Iр, А		Iпв, А		дохраните-	Iном, А
нения							ля
ДЭС	150		268		315		ППНИ-37	400
1 (ЛЭП1)	108/3=37		56		80		ППНИ-35	250
2 (ЛЭП2)	108/3=37		56		80		ППНИ-35	250
3 (ЛЭП3)	108/3=37		56		80		ППНИ-35	250
4 (ЛЭП4)	21		39,88		40		ППНИ-35	250
5 (ЛЭП 5)	31		62,8		80		ППНИ-35	250
6 (ЛЭП 6)	32		60,78		80		ППНИ-35	250
7 (ЛЭП 7)	52		112,8		160		ППНИ-35	250
8 (Осве-	6		27,3		40		ППНИ-33	125
щение)
ВЭУ	200		337,6		400		ППНИ-37	400

2.3. Выбор магнитных пускателей

Выбор магнитных пускателей производим по номинальному току линий, в которой он установлен, к тому же номинальный ток увеличенный на 10 - 15 % должен попадать в пределы регулирования тока несрабатывания теплового реле магнитного пускателя.

Выбор производится по двум условиям: по току магнитного пускателя

Iмп. ³ Iр × Кз -

по току теплового реле

19

Iтр. ³ Iр × Кз

,

где Кз = 1.1 коэффициент запаса.

Выбираю магнитный пускатель для первого присоединения (Iр=56 А):

Iтр ≥ 56·1,1 = 61,6 А.

Для первого присоединения выбираем магнитный пускатель ПМЛ-4100 (Iном=80 А) и тепловое реле РТЛ 2061 с пределами регулирования тока несра-

батывания 54-74 А [4].

Выбор магнитных пускателей и тепловых реле остальных присоединений производится аналогично и сведен в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Выбор типа магнитных пускателей

	Номер при-	Расчет-	Ток, уве-	Тип маг-	Номиналь-	Тип теп-	Пределы
		ный	личенный	нитного	ный ток	лового	тока не-
	соединения				пускателя,		срабат.,
		ток, А	на 10 %, А	пускателя		реле
					А		А
	(ЛЭП1)	56	61,6	ПМЛ-4100	80	РТЛ 2061	54-74
	(ЛЭП2)	56	61,6	ПМЛ-4100	80	РТЛ 2061	54-74
	(ЛЭП3)	56	61,6	ПМЛ-4100	80	РТЛ 2061	54-74
	(ЛЭП4)	39,88	43,868	ПМЛ-3100	40	РТЛ 2055	30-41
	(ЛЭП 5)	62,8	69,08	ПМЛ-4100	80	РТЛ 2061	54-74
	(ЛЭП 6)	60,78	66,858	ПМЛ-4100	80	РТЛ 2061	54-74
	(ЛЭП 7)	112,8	124,08	ПМЛ-5100	125	РТЛ 3125	78-125
	(ЛЭП 8)	27,3		ПМЛ-3100	40	РТЛ 2055	30-41
	Освещение		30,03

20

3.РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ СЕТЕЙ

3.1.Выбор типа и сечения проводов по нагреву

Питание поселка будет осуществляться воздушными самонесущими изолированными проводами 0,4 кВ (СИП-2) [6].

Выбор линии от ВЭУ до РУ:

						Iдд > Iр
Мощность, вырабатываемая ВЭУ равна Р=200 кВт. Расчет длительно-
допустимого тока:
Iр =			Р	=	""				= 337,6 (А)
	√		· ном· !		√		·", #·",$

Таким образом, от ВЭУ будет отходить одна линия на ж/б опорах. На ж/б опоры могут монтироваться провода СИП-2 сечением до 3х120+95.

Выбираем провод СИП-2, (3х120+1х95) (Iдд=340А). 340 > 337,6 А

Со стороны ВЭУ в РУ устанавливаем распределительные панели. Распределительные силовые шкафы серии ШРС предназначены для приема и распределения электрической энергии. Шкафы расчитаны на номинальный ток до 630А и номинальное напряжение до 400В трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с глухозаземленной нейтралью, а также для защиты силовых и осветительных линий при перегрузках и коротких замыканиях. Такой шкаф имеет одну вводную линию и 8 отходящих линий.

Расчет тока распределительного шкафа:

	Iр.шк =			S	=		255		= 387,4	А
			3 *Uн				3 * 0,38

Выбираю распределительный шкаф ШР-11-73522-22УЗ, УХЛЗ. Номинальный ток данного ШРС 630А. Такой шкаф имеет 8 отходящих линий, на которых можно установить предохранители серии ППН-33 - ППН-39. В таком шкафу ввод / вывод кабелей может осуществляться и сверху через специальные сальники. В данном случае кабель заменяется на СИП-2 и линии к распределительному шкафу подходят без помощи кабельных вводов.