Курсовой проект 3 по электроэнергетике

П. Ю. Беляков

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ по дисциплине «Электроэнергетика»

для студентов специальности 100200 – Электроэнергетика дневной и заочной формы обучения

Учебное пособие

Воронеж 2007

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

П. Ю. Беляков

КУРСОВОЕ ПРЕКТИРОВАНИЕ по дисциплине «Электроэнергетика»

для студентов специальности 100200 – Электроэнергетика дневной и заочной формы обучения

Рекомендовано в качестве учебного пособия учебно-методическим советом института

Воронеж 2007

УДК 631.171:621.311

Рецензенты:

кафедра электротехники и автоматики Воронежского агроуниверситета (зав. каф. канд. техн. наук, доцент П.О. Гуков); д-р техн.

наук Е.В. Кононенко

Беляков П.Ю.

Курсовое проектирование по дисциплине «Электроэнергетика» для студентов специальностей 100200 «Электроэнергетические системы и сети» дневной и заочной форм обучения: Учебное пособие / П.Ю. Беляков. – Воронеж: Международный институт компьютерных технологий, 2007. – 82 с.

В методических рекомендациях излагаются теоретические положения и практические подходы к решению инженерных задач курсового проектирования по электроснабжению населенных пунктов и с.-х. районов.

Рассмотрен круг вопросов проектирования, включающий расчёт электрических нагрузок, выбор номинальных напряжений, проектирования линий электропередач, грозозащиты, заземлений и технико-экономических показателей.

Предназначено для студентов специальности 100200 – «Электроэнергетика» дневной и заочной форм обучения

Табл. . Ил. . Библ.: 14 назв.

Научный редактор: канд. техн. наук, доцент Низовой А.Н.

©П.Ю. Беляков, 2007

©Международный институт компьютерных технологий, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………… 3 1 Исходные данные к курсовому проекту…………………………………..

2Перечень вопросов, подлежащих разработке…………………………….

3Указания к выполнению курсового проекта……………………………...

3.1Расчет электрической нагрузки………………………………………

3.2Выбор системы напряжения электроснабжения района……………

3.3Выбор количества ТП в населенном пункте………………………...

3.4Расчет электрической нагрузки на участках ВЛ 0,38 кВ и под-

станции 10(35)70,4 кВ………………………………………………..

3.5Выбор трассы ВЛ 35-10 кВ, марки и сечения проводов……………

3.6Расчет электрических нагрузок в BJI 35-10 кВ……………………

3.7 Расчет потери напряжения ВЛ 35-10 кВ…………………………… 22

3.8Выбор средств повышения надежности электроснабжения………

3.9Определение допустимых потерь напряжения в ВЛ………………

3.10Выбор марок и сечений проводов ВЛ 0,38 кВ……………………

3.11Определение глубины провала напряжения при пуске асинхронных короткозамкнутых двигателей…………………………………

3.12Расчет токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ………………...

3.13Проверка электрооборудования ТП 10(35)/0,4 кВ…………………

3.14Согласование предохранителей ПКТ-10 и автоматов по селективности………………………………………………………...

3.15Грозозащитные и повторные заземления………………………….

3.16Молниезащитное устройство……………………………………….

3.17Технико-экономические показатели……………………………….

4 Варианты задания на проектирование……………………………………

5 Приложения…………………………………………………………………

Рекомендуемая литература…………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические рекомендации предназначены для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 100200 – «Электроэнергетические системы и сети».

Методические рекомендации предназначены для выполнения курсового проекта по дисциплине «Электроэнергетика», посвящены проектированию систем электроснабжения населенных пунктов, составлены с учётом требований, предъявляемых потребителями к качеству электроэнергии, надежности электроснабжения и технико-экономическим показателям проектируемой системы.

В процессе работы над проектом студент вырабатывает практические навыки проектирования, используя теоретические знания, полученные при изучении данной дисциплины и некоторых смежных, таких, как «Релейная защита», «Безопасность жизнедеятельности» и др.

Курсовой проект состоит из пояснительной записки объемом от 30 до 50 страниц и двух чертежей, включающих:

-карту-схему населенною пункта с нанесением электрифицируемых объектов, мест расположения трансформаторных подстанций, трасс воздушных линий (BЛ) 0,38 кВ с повторными и грозозащитными заземлениями и сечениями проводов,

-карту-схему района электроснабжения от подстанций 110(35)/10 кВ с нанесением трасс линий электропередачи напряжением выше 1 кВ и сечений проводов в них, мест размещения ТП 10(35)/0,4 кВ, пунктов секционирования (СВ) и автоматического включения резервного питания (АВР), дорог и естественных препятствий,

-принципиальную электрическую схему подстанции напряжением 10(35)/0,4 кВ и конструктивное изображение какого-либо электрооборудования напряжением 0,38 кВ.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

1.1Карта населенного пункта с указанием мест расположения потребителей, их производственных характеристик, типов дорог и др.

1.2Карта района с нанесением дорог и естественных препятствий, мест расположения ТП 10(35)/0,4 кВ с указанием дневного и вечернего максимумов нагрузки, центра питания 110(35)/35...10 кВ н населенного пункта, в котором необходимо спроектировать сеть 0,38 кВ.

1.3Уровни напряжений на шинах 10(35) кВ центра питания.

2 ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ, ПОДЛЕЖАЩИХ РАЗРАБОТКЕ

2.1Определение максимальной расчетной мощности на вводе потребителей населенного пункта, с использованием сведений о характере потребителей. Расчёт ориентировочной суммарной нагрузки населенного пункта в предположении, что проектируется одна TП 10(35)/0,4 кВ в населенном пункте.

2.2Выбор системы напряжений для электроснабжения предложенного

района.

2.3Выбор количества и места расположения ТП в населенном пункте, разметка трассы и составление схемы ВЛ 0,38 кВ.

2.4Определение расчетной максимальной мощности участков ВЛ 0,38 кВ

ина шинах 0,4 кВ проектируемых подстанций 10(35)/0,4 кВ. Выбор номиналь-

ных мощностей трансформаторов и типов проектируемых подстан-

ций 10(35)/0,4 кВ.

2.5Выбор трассы, проектирование и нанесение на карту района ВЛ напряжением выше 1 кВ (10, 20 или 35 кВ).

2.6Определение электрических нагрузок по участкам и выбор марки и сечений проводов ВЛ напряжением 10(35) кВ.

2.7Расчёт потери напряжения, электрической мощности и энергии в сети напряжением 10(35) кВ.

2.8 Выбор средств, обеспечивающих нормируемый уровень надежности электроснабжения потребителей. При этом следует считать, что имеется возможность резервировать, вce ВЛ напряжением 10(35) кВ oт соседних подстанций 110(35)/35...10 кВ, в том числе от расположенных за пределами заданного района.

2.9Составление таблицы отклонений напряжения, исходя из заданных уровней напряжения на шинах низшего напряжения подстанции 110(35)/35...10 кВ и требований ГОСТ 13109-97 на качество электрической энергии.

2.10Выбор сечения проводов ВЛ 0,38 кВ по экономической плотности тока, с использованием эквивалентной мощности, и их проверка по допустимой потере напряжения.

2.11Проверка сети на глубину провала напряжения при пуске асинхронного двигателя и при необходимости корректировка места установки подстанции 10/0,4 кВ, ее мощности и сечения проводов ВЛ 0,38 кВ.

2.12Расчёт токов однофазного и трёхфазного коротких замыканий в электрической сети напряжением 0,38 кВ.

2.13Выбор оборудования подстанции 10(35)/0,4 кВ (разъединителя, рубильника, счётчика активной энергии и др.).

2.14Выбор, pacчёт и проверка на чувствительность к однофазным к.з. автоматических выключателей отходящих ВЛ 0,38 кВ, предохранителей со стороны высшего напряжения ТП 10(35)/0,4 кВ, а также согласование их времени срабатывания.

2.15Определение места устройства повторных заземлений нулевого провода и грозозащитных заземлений изоляторных крюков и указание их на схеме ВЛ 0,38 кВ, а также расчет заземляющего устройства ТП 10(35)/0,4 кВ.

2.16Расчёт суммарных потерь мощности и электрической энергии в сети

0,38 кВ.

2.17Расчеты технико-экономических показателей спроектированной системы электроснабжения района и населенного пункта.

3 УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

3.1 Расчет электрической нагрузки

Для проектирования систем электроснабжения населенного пункта и района необходимо знание электрических нагрузок. Расчет электрических нагрузок проводится в соответствии с методикой, изложенной в руководящих материалах «Сельхозэнергопроекта» [1]. Прежде всего, следует определить нагрузку на вводе в отдельные объекты, в качестве которых в населенных пунктах могут быть жилые дома, общественные коммунально-бытовые помещения производственные предприятия по производству и обработке с.-х. продукции, а также мелкие производственные предприятия (мастерские, мельницы, пилорамы и т.д.). Электрическая нагрузка на вводе в жилой дом может быть определена различными способами, в зависимости от наличия исходной информации об электропотреблении за предыдущие годы, возможности использования газа в населенном пункте, типа застройки (старой и новой) и т.д.

При наличии сведений о существующем уровне годового электропотребления нагрузка на вводе в сельский жилой дом (или квартиру) определяется по номограмме [1] (приложение 1). При этом следует иметь в виду возможный временной разрыв между процессами проектирования и введения в эксплуатацию системы электроснабжения, что учитывается увеличением расчетного года (на номограмме), по которому определяют нагрузку дома.

Если в течение расчетного периода электрифицируемый объект намечено газифицировать, с использованием природного газа, то полученную по номограмме электрическую нагрузку следует уменьшить на 20 %.

Для вновь электрифицируемых населенных пунктов, а также при отсутствии сведений об электропотреблении расчетные нагрузки на вводах в жилые дома, в кВт, принимают по данным таблицы 1, [1].

При наличии бытовых кондиционеров расчетные нагрузки жилых домов увеличиваются на 1 кВт.

Электрические нагрузки, как правило, рассчитываются отдельно для режимов дневного и вечернего максимумов в случаях, когда известен только ка- кой-либо один режим нагрузок, для расчета другого можно использовать коэффициенты дневного и вечернего максимумов Кд и Кв (приложение 2).

Таблица 1 – Электрическая нагрузка на вводе в дом

Типы населенных пунктов

Старая		Новая		Городской		С электроплитами
застройка		застройка		тип		и водонагревателями
газа	газ	газа	газ	газа	газ	электро-	электроплита и
нет	есть	нет	есть	нет	есть	плита	водонагреватель
1,8	1,5	2.2	1,8	5	4	6	7,5

Полная дневная и вечерняя электрические нагрузки на вводе жилого дома определяются по формулам:

Sд = Pд / cosϕ и Sв = Pв / cosϕ

(1)

Значения cosϕ, приведены в приложении 3.

Максимальные дневные и вечерние электрические нагрузки на вводах в

производственные и общественные коммунально-бытовые предприятия и помещения приведены в приложении 4.

Электрическая нагрузка наружного освещения улиц определяется типом светильника, шириной улиц и их покрытием. Значения электрической нагрузки уличного освещения в сельских населенных пунктах приведены в приложении 5. Освещение территорий хозяйственных дворов принимается из расчета 250 Вт на помещение и 3 Bт на погонный метр длины периметра хоздвора (площади и периметры хоздворов студенты выбирают сами).

Ориентировочную суммарную электрическую нагрузку населенного пункта определяют одним из методов:

- методом суммирования электрических нагрузок с помощью коэффици-

ента одновременности

SдΣ = ko ∑n	Sдi ,	SвΣ = ko ∑n	Sвi ,	(2)
i=1		i=1
где Sдi ,Sвi – дневная и вечерняя электрическая нагрузки
на вводе i-го потребителя, кВ·А,
Sу – электрическая нагрузка уличного освещения,
кВА,
kо – коэффициент одновременности (приложение 6),
отн. ед.,
n – количество потребителей в населенном пункте, ш т,
- методом суммирования электрических нагрузок с помощью добавок:
n−1			n−1
SдΣ = Sдmax +∑∆Sдi ,		SвΣ = Sвmax + Sул +∑∆Sвi ,		(3)
i=1			i=1

где Sдmax, Sвmax – наибольшая дневная и вечерняя электрические нагрузки из всех потребителей населенного пункта;

∆Sдi, ∆Sвi - добавки к значениям остальных дневных и вечерних электрических нагрузок (приложение 7).

При выборе способа суммирования электрических нагрузок необходимо учитывать, что если нагрузки потребителей отличаются по величине более чем в 4 раза, то применение коэффициента одновременности в этом случае не рекомендуется.

3.2Выбор системы напряжения электроснабжения района

Электроснабжение района может осуществляться по одной из систем на-