Курсовой проект по дисциплине «Электроснабжение » На тему «Электроснабжение сельского населённого пункта»
Приложение 1 ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» Кафедра «Энергообеспечение предприятий АПК» Курсовой проект по дисциплине «Электроснабжение» Тема курсового проекта: «Электроснабжение сельского населенного пункта» Вариант (предпоследняя цифра) Схема (последняя цифра) Задание на курсовой проект выдал _______ ______ Курсовой проект выполнил _______ ______ Курсовой проект принял _______ ______
Пример задания схема№1 масштаб1:2000
Задание на курсовой проект «Электроснабжение сельского населенного пункта» № на плане Наименования потребителей Установленная мощность Варианты 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1. Зерноочистительный ток (ЗОТ) 45 30 35 25 35 45 75 45 30 75 2. Зернохранилище 25 14 14 35 25 15 14 25 35 15 3. Материально-технический склад 4 3 2 3 2 4 3 2 4 3 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 продовольственный 13 10 8 5 14 6 10 6 4 12 8. 8-ми квартирный дом 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
№ на плане Наименования потребителей Установленная мощность Варианты 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9. Склад нефтепродуктов (ГСМ) 5 5 4 6 7 5 4 8 6 7 10. Административное здание (контора) 7 5 4 6 8 5 6 5 4 7 11. Ремонтная мастерская 30 40 45 60 120 80 50 30 72 100 12. Площадка для транспорта 5 4 6 6 3 5 2 6 5 4 13. Гараж 10 15 10 13 15 7 8 12 10 11 14. Клуб 10 20 18 15 12 16 11 18 14 20
№ на плане Наименования потребителей 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 15. Комбинат бытового обслуживания 24 25 26 27 18 13 14 15 16 17 16. Отделение связи 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 17. Склад строительных материалов 4 4 3 5 4 3 4 5 5 4 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 склад 3 3 4 5 4 4 5 5 3 5 24. Пилорама 25 35 28 16 22 20 25 30 26 24 25. Коровник 26 20 28 16 18 22 20 32 23 22
Наименование объекта Номер шифра Установленная мощность, кВт Дневной максимум Вечерний максимум P дн Q дн P в Q в Коровник с электрово - донагревателем : на 100 коров на 200 коров 104 105 10 16 4 6 4 6 4 6 4 6 Комплект машин и оборудования зерноочистительного агрегата ЗАВ-20 300 30 25 25 26 23
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 Отклонение напряжения на шинах 10кВ ТП 35/10 (%) При 100% нагрузке δ U ш 100 + 5 +5 +4 +5 +6 +6 +5 +5 +6 +4 При 25% нагрузке δ U ш 25 -1 +1 -1 -2 0 -1 0 -3 -2 -2
Параметр Номер схемы 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Длина ВЛ-10 кВ L (км) 11 12 13 14 10 9 7 8 9 10 Расстояние от ТП 35/10кВ до нагрузки S 1 l 1 (км) 5 4,5 6 4 5 3,5 4 4,5 5,5 5 Величина нагрузки S 1 ( кВА) 350 450 300 400 500 550 350 400 450 500 Ток короткого замыкания в точке К 1 I к1 (3) ( кА) 1,5 2 2,5 1,8 2,2 2,4 3 3,5 2,6 1,2
Расчетная схема ВЛ-10 кВ
Исходные данные для проверки сети на запуск асинхронного короткозамкнутого электродвигателя Вариант Запускаемый двигатель D 1 Работающий двигатель D 2 Р н (кВт) число об./мин. I н (А) k i cosφ н 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
Вари- ант Запускаемый двигатель D 1 Работающий двигатель D 2 Р н (кВт) число об./мин. I н (А) k i cosφ н 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 9 18 1000 30 7,0 0,91 2,0 0,30 2,2 0,87
Содержание расчетно-пояснительной записки 1.Определение электрических нагрузок сельскохозяйственных потребителей. 2. Определение допустимых потерь напряжения в линиях 0,38 и 10 кВ. 3. Выбор количества и мест установки трансформаторных подстанций (ТП) 10/0,4 кВ. 4. Выбор трассы ВЛ-0,38 кВ. 5. Электрический расчет ВЛ-0,38 кВ двух ТП (одной с производственной, другой – с коммунально-бытовой нагрузкой). 5.1 Выбор сечения провода по нагреву рабочим током. 5.2 Проверка провода по допустимой потере напряжения. 5.3 Проверка провода на возможность пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. 6. Выбор типа, принципиальной схемы и мощности двух ТП 10/0,4 кВ. 7. Электрический расчет ВЛ-10 кВ. 7.1 Выбор сечения провода по нагреву рабочим током. 7.2 Проверка провода по допустимой потере напряжения. 8. Краткое описание конструктивного исполнения ВЛ-0,38 и 10 кВ. 9. Расчет токов короткого замыкания в ВЛ-10 и 0,38 кВ. 10. Расчет и выбор аппаратов защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора 10/0,4 кВ для одной ТП. 11. Выводы.
Состав графической части проекта Графическая часть проекта состоит из 3 листов формата А1. На листе 1 размещается план (схема) населенного пункта с сетью 0,38 кВ. Для рассчитанных линий должны быть указаны: количество, марка и сечение проводов; потеря напряжения в конце каждой линии; повторное заземление нулевого провода. 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 приводится одна из трёх принципиальных электрических схем ТП 10/0,4 кВ, показанных на рис. 1.2. Выбирается схема, на которой аппараты защиты ВЛ-0,38 кВ соответствуют приведенным в расчетно-пояснительной записке. На листе 3 изображается план и общий вид ТП 10/0,4 кВ /7/.
Принципиальные электрические схемы подстанций10/0,4
Внешний вид КТП:
Условное обозначение Расшифровка условного обозначения ВЛ-0,38 кВ ВЛ-10 кВ Повторное заземление нулевого провода Светильник уличного освещения Δ U =3,2% Потеря напряжения в линии КТП суммарная нагрузка порядковый номер номинальная мощность 3А50+А50+А35 количество, марка и площадь сечения проводов ВЛ Условные обозначения
Фрагмент плана сельского населенного пункта.
№ Наименование потребителя Уст. мощность (кВт) Дневной максимум Вечерний максимум Полная мощность P д (кВт) Q д (кВар) P в (кВт) Q в (кВар) S д (кВА) 1 Гараж 45 20 18 10 8 32,4 2 Ремонтная мастерская на 25 тракторов 120 47 42 23 21 63,0 3 Склад запчастей 3 2,0 1,5 - - 2,1 4 Склад стройматериалов № 1 4 3 1 0,25 - 3,2 5 Площадка для автотранспорта 3 - - 2 1,5 0 6 Склад стройматериалов № 2 4 3 1 0,25 - 3,2 7 Котельная 25 15 10 15 10 18 8 Склад минеральных удобрений 16 12 4 1 - 12,6 9 Бригадный дом 2 1,6 0,9 0,8 0,6 1,8 10 Склад нефтепродуктов 7 5 4 2 - 6,4 11 Административное здание 8 7 3 3 - 7,6 Нагрузки потребителей
. Полная нагрузка рассчитывается по выражению: Где: P – активная нагрузка, кВт; Q – реактивная нагрузка, кВАр Если установленная мощность, указанная в приложении отличается от приведенной в задании, необходимо ввести коэффициент корректировки равный отношению установленной мощности указанной в задании ( P уст.з. ) к установленной мощности приведенной в табл.1 прил. ( P уст.т. ) и умножить на него P д, Q д, P в, Q в. Например, в задании приведено зернохранилище с установленной мощностью 25 кВт, в приложении есть зернохранилище с установленной мощностью 60 кВт, следовательно P д = 20*0,42=8,4 кВт; Q д = 18*0,42=7,6 кВт P в = 10*0,42=4,2 кВт; Q в = 5*0,42= 2,1 кВт
P прис. = 1,8*2*0,76=2,7 кВт, (3.3) Р д = Р прис. *К д = 2,7*0,3 = 0,81 кВт, (3.4) Р в = Р прис. *К в = 2,7*1 = 2,7 кВт, (3.5) S д = P д / cos φ = 0,81/0,90 = 0,9 кВА, (3.6) S в = P в / cos φ = 2,7/0,93 = 2,9 кВА, (3.7) Для жилых домов устанавливается норма нагрузки на одну квартиру. Определение нагрузки многоквартирного дома начинают с расчета присоединенной мощности. Для этого надо норму нагрузки (табл. 1 прил.) умножить на количество квартир в доме и умножить на коэффициент одновременности для данного количества квартир (табл. 2 прил.). Вариант с электроплитами или без электроплит студент выбирает самостоятельно. Чтобы получить P д и P в, надо присоединенную мощность умножить на коэффициент участия в дневном и вечернем максимуме (табл. 3 прил.). Чтобы получить S д и S в надо разделить P д и P в на cos φ (табл. 4 прил.). Например, двухквартирный дом (без электроплит) Где: К д и К в – коэффициенты участия в дневном и вечернем максимуме.
Определение допустимых потерь напряжения в линиях 0,38 и 10 кВ Таблица отклонений напряжения Элемент электрической сети Удаленный потребитель Ближайший потребитель Отклонения (потери) напряжения При 100% нагрузке При 25% нагрузке Шины 10 кВ ТП 35/10 кВ +6 0 Линия 10 кВ 0 Трансформатор 10/0,4 кВ постоянная надбавка регулируемая надбавка потери напряжения +5 +5 –4 –1 Линия 0,38 кВ 0 Внутренняя проводка –2,5 0 Отклонение напряжения у потребителя (исходный вариант)
Таблица отклонений напряжения (окончательный вариант) Элемент электрической сети Удаленный потребитель Ближайший потребитель Отклонения (потери) напряжения При 100% нагрузке При 25% нагрузке Шины 10 кВ ТП 35/10 кВ +6 0 Линия 10 кВ –3 0 Трансформатор 10/0,4 кВ постоянная надбавка регулируемая надбавка потери напряжения +5 +5 0 0 –4 –1 Линия 0,38 кВ –6,5 0 Внутренняя проводка –2,5 0 Отклонение напряжения у потребителя – 5 +4
Выбор количества, мест установки и мощности подстанций 10/0,4 кВ В небольших и средних сельских населенных пунктах с преобладающей коммунально-бытовой нагрузкой устанавливают одну или две ТП 10/0,4 кВ. Для крупных населенных пунктов число ТП можно приближенно определить по следующим формулам: для протяженных населенных пунктов, имеющих не более двух улиц и длину, больше двойной ширины села, где S р – расчетная мощность населенного пункта, кВА; L – длина населенного пункта, км; Δ U Д – допустимая потеря напряжения в сети 0,38 кВ; для населенных пунктов с другой планировкой где F – площадь населенного пункта, км 2.
Для снижения суммарной длины и сечения провода линий электропередачи ТП следует располагать по возможности в центре электрических нагрузок. При этом подстанция должна устанавливаться на участке незатопляемом ливневыми или паводковыми водами, иметь удобный подход линии высшего напряжения, не загораживать проезд транспорту, не создавать помех в нормальной жизни жителей посёлка. Определение центра электрических нагрузок
Полная мощность и координаты электрических нагрузок. № S (кВА) x (см) y (см) 1 32,4 16,8 3,9 2 63,0 16,8 13,2 3 2,1 13,9 16,2 4 3,2 3,0 11,2 5 0 17,9 11,0 6 3,2 3,0 7,2 7 18,0 19,1 7,2 8 12,6 4,9 4,0 9 1,8 18,1 4,3 10 6,4 4,9 2,0 11 7,6 13,2 2,0
Координаты центра нагрузок x ц и y ц определяются по выражениям: Где: S i – полная мощность i -ой нагрузки, кВА; x i и y i – проекции центров нагрузок соответственно на ось x и ось y ; Σ S i – сумма полных мощностей всех нагрузок. Для определения мощности ТП 10/0,4 кВ арифметически суммируются нагрузки на головных участках всех ВЛ-0,38кВ. Полученный результат умножают на коэффициент роста нагрузок к р. Если динамика роста нагрузок не известна, к р принимают равным 1,2. Затем принимают ближайшую большую стандартную мощность подстанции. Стандартные мощности ТП 10/0,4кВ: 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630кВА.
Выбор трассы ВЛ 0,38 кВ При выборе трассы ВЛ-0,38 кВ необходимо соблюдать некоторые требования. От ранее выпускавшихся КТП мощностью до 250 кВА без установки дополнительного распределительного пункта могут быть запитаны 3 фидера 0,38 кВ. Современные КТП модульного типа позволяют запитать до 10 фидеров 0,38 кВ. Нагрузки по фидерам должны распределяться по возможности равномерно. Линия электропередачи не должна возвращаться назад к подстанции. Если трасса ВЛ дважды поворачивает, как это показано на рис..1(а), то потери электроэнергии на участке а-в удваиваются. Внутренний угол поворота ВЛ не должен быть меньше 90° рис..1(б). Отпайки от воздушной линии и пересечения её с другими воздушными линиями электропередачи или линиями связи выполняются под прямым углом. У тупиковой КТП 10/0,4 кВ с воздушным вводом, ВЛ-0,38 кВ могут отходить с трех сторон, с четвертой стороны подходит ВЛ-10 кВ. Производственные и бытовые нагрузки следует запитывать от разных подстанций.
Неправильная конфигурация трассы ВЛ-0,38 кВ. а) возврат ВЛ, б) острый угол поворота трассы.
КТП 10/0,4 кВ с питающей и отходящими линиями
. Электрический расчет ВЛ-0,38 кВ Пример электрического расчета ВЛ-0,38 кВ Возьмём в качестве примера линию 1 Стенка гололеда 10мм. Составим расчетную схему Для электрического расчета конфигурация линии не имеет значения, важны только длины участков и величины нагрузок.
Выбор сечения провода по нагреву рабочим током Нагрузка на участке 2–3 S 2-3 = S 3 = 2,1кВА, на участке 1–2 S 1-2 = S 2 + Δ S 3 = 63,0+1,2=64,2кВА. Так как смена сечения на ВЛ 0,38кВ, как правило, не производится, расчет ведем по нагрузке головного участка По длительно допустимому току выбираем провод А-16 ( I доп =105А).
Проверка линии электропередач по допустимой потере напряжения. По таблице отклонений напряжения допустимая потеря напряжения в ВЛ-0,38кВ составляет 6,5%. Определяем фактическую потерю напряжению. Для провода А-35 удельная потеря напряжения ΔU уд =0,57% /кВА км. Потеря напряжения на участке 1-2 Фактическая потеря напряжения на одном участке уже превосходит допустимую. Принимаем следующий по величине сечения провод А-50 и повторяем расчет Δ U 1-2 =0,45*68,3*0,2=6,15%. Δ U 2-3 =0,45*2,1*0,15=0,14%. Потери напряжения в линии 1: Δ U Л1 = Δ U 1-2 +Δ U 2-3 =6,15+0,14=6,29%. Фактическая потеря напряжения меньше допустимой, принимаем провод А-50. Итак, фазный провод на линии 1 принимаем А-50, сечение нулевого провода принимаем равным фазному, фонарный провод – А-35.
Проверка провода на возможность пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. Для примера возьмем 2 электродвигателя установленных в ремонтной мастерской. Электродвигатель D 1 запускается, в то время как электродвигатель D 2 уже работает. Электродвигатели имеют следующие параметры. Запускаемый двигатель D 1 Работающий двигатель D 2 Р н (кВт) число об./мин. I н (А) k i cosφ н 15 3000 25 7,5 0,9 1,2 0,3 2,2 0,9
Ремонтная мастерская питается от ТП 1 мощностью 160 кВА по линии1. Линия выполнена проводом А-50 ( r 0 =0,59 Ом/км; x 0 =0,35 Ом/км). Длина линии от подстанции до мастерской l =0,15км. Проверяем сеть на возможность пуска электродвигателя D 1. Рассчитываем сопротивление силового трансформатора ТП 1 Где ΔP мн – потери мощности в меди трансформатора (потери короткого замыкания), (табл. 9 прил.); S нт – номинальная мощность трансформатора; z Т – полное сопротивление трансформатора
Сопротивление линии1 r л1 = r 0 l =0,59×0,15=0,09 (Ом); x л1 = x 0 l =0,35×0,15=0,05 (Ом). Сопротивление сети r с = r т + r л =0,017+0,09=0,107 (Ом); x с = x т + x л =0,04+0,05=0,09 (Ом). Коэффициент мощности двигателя при пуске
Потеря напряжения в электрической сети в относительных единицах Где I п – пусковой ток электродвигателя: I п = I н k i =25×7,5=187,5 А; sinφ п =0,9 – синус угла φ при пуске, определяется по значению cos φ = 0,3 Напряжение на шинах 0,4кВ трансформаторной подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя U ш = U н +δ U =0,4+0=0,4 кВ, Где δ U =0 – регулируемая надбавка трансформатора 10/0,4кВ для удаленного потребителя.
Напряжение на шинах 0,4кВ трансформаторной подстанции 10/0,4кВ до пуска электродвигателя в относительных единицах Напряжение на зажимах электродвигателя при пуске в относительных единицах Пусковой момента двигателя с учетом снижения напряжения при пуске
Условие пуска электродвигателя Условие выполняется Проверяем сеть на устойчивость работы асинхронного электродвигателя D 2 при пуске соседнего двигателя D 1. Максимальный момента двигателя D 2 с учетом снижения напряжения при пуске Где U 2* п – напряжение на зажимах работающего двигателя при пуске соседнего двигателя равно напряжению на зажимах запускаемого двигателя
Условие устойчивой работы двигателя D 2 Условие выполняется.
Расчет сечения проводов линии 10 кВ производится аналогично расчету линии 0,38 кВ: суммируются нагрузки по участкам, определяется сечение провода по условиям нагрева, полученное сечение проверяется по условиям механической прочности (табл. 7 прил.) и допустимой потере напряжения. Отличие состоит в том, что при суммировании нагрузок используются таблицы для линий 10 кВ (табл. 12 прил.), а при определении удельной потери напряжения – графики для линии 10 кВ (рис. 2 прил.). Нагрузками служат суммарные нагрузки двух подстанций 10/0,4 кВ ТП 1 и ТП 2, а также заданная в исходных данных нагрузка S 1.
Схема ВЛ-10 кВ
Расчетная схема ВЛ-10 кВ
Для выбора аппаратов управления и защиты необходимо знать величину токов короткого замыкания. Расчет производим в именованных единицах исходя из приведенной в задании величины тока короткого замыкания в точке К 1. Значения I к1 (3) приведены в задании, для примера возьмем I к1 (3) = 2,2 кА. Элементы схемы могут быть представлены полным сопротивлением или индуктивным сопротивлением x, если активное сопротивление r составляет менее 10% от полного сопротивления.
Схема сети 10/0,38 кВ Эквивалентная схема сети 10/0,38 кВ
Расчет сопротивления элементов сети Система ВЛ-10 кВ
ТП 10/0,4 где U к % – напряжение короткого замыкания трансформатора (табл.9 прил.); U н – номинальное напряжение трансформатора (принимается равным вторичному напряжению, так как сопротивление трансформатора используется для расчета тока к.з. состороны 0,4 кВ); S н – номинальная мощность трансформаторной подстанции.
ВЛ-0,38 кВ
Расчет токов трехфазного короткого замыкания Точка К 2 Точка К 3 Сопротивление ( X сист + Z ВЛ10 ) приводим к напряжению 0,4 кВ, умножив его на квадрат коэффициента трансформации
Точка К 4
Расчет токов двухфазных и однофазных коротких замыканий Для расчета параметров защиты необходимо рассчитать ток двухфазного короткого замыкания в точке К 2 и ток однофазного короткого замыкания в точке К 4 Точка К 2
Точка К 4 где U ф – фазное напряжение сети; Z т (1) – сопротивление трансформатора при однофазном замыкании на корпус (табл.10 прил.); Z п – сопротивление петли «фаза – нулевой провод» от подстанции до точки к.з. Z п = Z уд * l где Z уд – удельное сопротивление петли «фаза-ноль», (табл.13 прил.); l – расстояние от т.К 4 до ТП10/0,4 кВ
Расчет и выбор аппаратов защиты ВЛ-0,38 кВ и трансформатора 10/0,4 кВ Рассмотрим наиболее часто встречающийся вариант, когда со стороны 10 кВ установлены плавкие предохранители, а со стороны 0,38 кВ автоматические выключатели. В качестве примера возьмем мощность ТП 160 кВА, длину линии 0,35км, ток нагрузки на головном участке I 1-2 = 64,2А, ток однофазного короткого замыкания в конце линии I к4 (1) = 217А, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки автоматического выключателя (т. К 3 ) I к3 (3) = 3,9 кА, ток трехфазного короткого замыкания в месте установки предохранителей (т. К 2 ) I к2 (3) = 686А.
U на ≥ 380 В Номинальный ток теплового расцепителя I нт ≥ К н I рн ≥ 1,2*97,7 ≥ 117 А, где К н – коэффициент учитывающий характер нагрузки электродвигателей, если условия работы электродвигателей неизвестны, К н принимается равным 1,2; I рн – ток нагрузки, равен току на головном участке линии 1 ( I рн = I 1-2 )
•Номинальный ток электромагнитного расцепителя I нэ ≥ I рн ≥ 97,7 А. Проверяем по устойчивости к отключению максимальных токов короткого замыкания в месте установки автомата I пр отк ≥ I к3 (3) ≥ 3,9 А По таблице 14 прил. выбираем автомат ВА 88-35, имеющий следующие характеристики: U на =400 В, I нт = 125 А, I нэ = 125 А, I пр отк = 25 кА. Все условия соблюдаются
U нп = 10 кВ По предельному отключаемому току I по ≥ I к2 (3) ≥ 0,686 кА Согласование по условиям селективности По условиям селективности время перегорания плавкой вставки должно соответствовать условию t в ≥ ( t сз + Δt )/ k п ≥ (0,02 +0,3)/0,9 ≥ 0,36с.,
где t в – время перегорания плавкой вставки предохранителя при к.з. на стороне 0,4 кВ; t сз – полное время срабатывания защиты со стороны 0,4 кВ (для электромагнитных расцепителей автоматов t сз = 0,02 с.); Δt – минимальная ступень селективности (при согласовании плавкой вставки с автоматом Δt =0,3 с.); k п = 0,9 – коэффициент приведения каталожного времени плавления плавкой вставки к времени её разогрева. Для определения t в надо рассчитать ток на шинах 0,4 кВ (т. К 3 ) приведённый к напряжению 10 кВ, то есть определить какой ток будет протекать по шинам 10 кВ при к.з. на шинах 0,4 кВ.
где I к3 (3) – ток трехфазного короткого замыкания в т. К 3 ; К = 10/0,4 = 25 – коэффициент трансформации трансформатора 10/0,4 кВ. По время-токовым характеристикам (рис.3 прил.) определяем время горения плавкой вставки при токе к.з. равным 156 А. t в = 0,45 с. > 0,36 с. Условие выполняется.
Проверка по условию термической стойкости трансформатора к токам короткого замыкания t в ≤ t к ≤ 5 с., где t к = 900/к 2 – допустимое по условию термической стойкости время протекания тока к.з. в трансформаторе; к = I ∞ / I тн – отношение установившегося тока короткого замыкания к номинальному току трансформатора на стороне 10кВ, в данном случае I ∞ = I к3 / = 156 А. Определяем номинальный ток для трансформатора мощностью 160 кВА
тогда к = 156/9,25 = 16,9; t к = 900/16,9 2 = 900/285,6 = 3,15 с. 0,4<3,15<5. Условие выполняется.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Наименование объекта Номер шифра Установленная мощность, кВт Дневной максимум Вечерний максимум Р дн Q дн Р в Q в 1 2 3 4 5 6 7 Коровник с электроводонагревателем: на 100 коров на 200 коров 102 103 10 18 10 18 - - 10 18 - - Коровник привязного содержания с механизированной уборкой навоза: на 100 коров на 200 коров 104 105 10 16 4 6 4 6 4 6 4 6 Коровник привязного содержания с механизированным доением, уборкой навоза и электроводонагревателем: на 100 коров на 200 коров на 400 коров 108 109 110 20-30 35-60 65 10-18 17-13 45-25 8 13 33 10 17 45 8 13 33 Таблица 1 – Электрические нагрузки производственных, общественных и коммунально-бытовых потребителей
Число потребителей Коэффициенты одновременности для: жилых домов с нагрузкой на вводе жилых домов с электроплитам и водонагрева - телями Производ - ственных потребите- лей до 2 кВт на 1 дом свыше 2 кВт на 1 дом 2 3 5 10 20 50 100 200 500 и более 0,76 0,66 0,55 0,44 0,37 0,30 0,26 0,24 0,22 0,75 0,64 0,53 0,42 0,34 0,27 0,24 0,20 0,18 0,73 0,62 0,50 0,38 0,29 0,22 0,17 0,15 0,12 0,85 0,80 0,75 0,65 0,55 0,47 0,40 0,35 0,30 Таблица 2 – Коэффициент одновременности в сетях напряжения 0,38 кВ
Потребитель Коэффициент дневного максимума K Д Коэффициент вечернего максимума K В Бытовые потребители без эл. плит 0,3…0,4 1 Бытовые потребители с эл. плитами 0,6 1 Производственные 1 0,6 Смешенные 1 1 Таблица 3 – Коэффициенты дневного и вечернего максимума
Таблица 4 – Коэффициенты мощности сельскохозяйственных потребителей и трансформаторных пунктов напряжением 10/0,38 кВ Потребители, трансформаторные подстанции Коэффициент мощности cos φ и коэффициент реактивной мощности tg φ в максимум нагрузки дневной вечерний cos φ tg φ cos φ tg φ Животноводч. и птицеводческие помещения То же, с электрообогревном Отопл. и вентиляция животноводч. помещений Кормоцехи Зерноочистительные тока, зернохранилища Установки орошения и дренажа почвы Парники и теплицы на электрообогреве Мастерские, тракторные станы, гаражи Мельницы, маслобойки Цеха по переработки с/ х продукции Обществ.учреждения и коммун. предприятия Жилые дома без электроплит Жилые дома с электроплитами и водонагр. Трансформаторные пункты напряжением 10/0,38 кВ с нагрузкой: производственной коммунально-бытовой смешанной 0,75 0,92 0,99 0,75 0,70 0,80 0,92 0,70 0,80 0,75 0,85 0,90 0,92 0,70 0,90 0,80 0,88 0,43 0,15 0,88 1,02 0,75 0,43 1,02 0,75 0,88 0,62 0,48 0,43 1,02 0,48 0,75 0,85 0,96 0,99 0,78 0,75 0,80 0,96 0,75 0,85 0,80 0,90 0,93 0,96 0,75 0,92 0,83 0,62 0,29 0,15 0,80 0,88 0,75 0,29 0,88 0,62 0,75 0,48 0,40 0,29 0,88 0,43 0,67
S м S доб S м S доб S м S доб S м S доб 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10 +0,2 +0,3 +0,4 +0,5 +0,6 +1,2 +1,8 +2,4 +3,0 +3,6 +4,2 +4,8 +5,4 +6,0 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 35 40 45 +7,3 +8,5 +9,8 +11,2 +12,5 +13,8 +15,0 +16,4 +17,7 +19,0 +20,4 +22,8 +26,5 +30,2 50 55 60 65 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 +34,0 +37,5 +41,0 +44,5 +48,0 +55,0 +62,0 +69,0 +76 +84 +92 +100 +108 +116 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 +123 +130 +140 +150 +158 +166 +174 +182 +190 +198 +206 +214 +222 +230 Таблица 5 – Суммирование нагрузок в сетях напряжения 0,38 кВ
Номинальное сечение, мм 2 Сечение (алюминий/ сталь), мм 2 Ток (А) для проводов марок АС, АСКС, АСК, АСКП М А и АКП М А и АКП вне помещений внутри помещений вне помещений внутри помеще - ний 10 10/1,8 84 53 95 - 60 - 16 16/2,7 111 79 133 105 102 75 25 25/4,2 142 109 183 136 137 106 35 35/6,2 175 135 223 170 173 130 50 50/8 210 165 275 215 219 165 70 70/11 265 210 337 265 268 210 95 95/16 330 260 422 320 341 255 120 120/19 120/27 390 375 313 - 485 375 395 300 Таблица 6 – Допустимый длительный ток для неизолированных проводов
Δ U уд, %/(кВА×км) Рисунок 1 –Удельные потери напряжения (Δ U уд ) для ВЛ-0,38 кВ с алюминиевыми проводами
Характеристика ВЛ Сечение проводов, мм 2 Алюминие вых и из алюминиевого сплава АН Сталеалюми ниевых и из алюминиевого сплава АЖ Сталь- ных ВЛ без пересечений в районах с толщиной стенки гололеда, мм: до 10 15 и более 35 50 25 35 25 25 Переходы ВЛ через судоходные реки и каналы в районах толщиной стенки гололеда, мм: до 10 15 и более 70 70 25 35 25 25 Пролеты пересечений ВЛ с инженерными сооружениями при любой толщине гололеда: с линиями связи, с надземными трубопроводами и канатными дорогами 70 70 35 35 25 - В пролетах пересечений ВЛ с железными дорогами при толщине стенки гололеда, мм:до 10 15 и более - - 35 50 - - Таблица 7 – Минимальное допустимое сечение проводов ВЛ по условиям механической прочности
Марка провода Активное сопротивление x (Ом/км) Реактивное сопротивление r (Ом/км) А-16 1,77 0,39 А-25 1,15 0,38 А-35 (АС-35) 0,77 0,36 А-50 (АС-50) 0,59 0,35 А-70 (АС-70) 0,42 0,34 А-95 (АС-95) 0,30 0,33 А н 0,74 0,38 А ж А н 1,06 0,36 А ж А н 1,49 0,35 А ж Таблица 8 – Удельное сопротивление проводов ВЛ
Номинальная мощность кВА Потери, кВт Напряжение короткого замыкания U к, % U н Ток холосто- го хода I х, % I н холостого хода короткого замыкания (в меди) уровень А уровеньВ 25 40 63 100 130 175 240 330 135 190 265 365 0,600 0,690 0,880 1,000 1,280 1,470 1,970 2,270 4,5 4,7 4,5 4,7 4,5 4,7 4,5 4,7 3,2 3 2,8 2,6 160 510 565 2,650 4.5 2,4 250 740 820 3,700 4,200 4,5 4,7 2,3 400 950 1050 5,500 4,5 2,1 630 1310 1560 7,600 5,5 2,0 Таблица 9 – Основные технические данные трехфазных двухобмоточных силовых трансформаторов 10 (6)/0,4 кВ
Номинальная мощность трансформа- тора ( кВА ) Схема соединения обмоток Сопротивление прямой последовательности (Ом) Сопротивление трансформатора при однофазном замыкании Z т (1) (Ом) r т x т z т 25 0,154 0,244 0,288 3,11 40 0,088 0,157 0,180 1,95 63 0,058 0,101 0,114 1,24 100 0,032 0,071 0,072 0,779 160 0,017 0,042 0,045 0,487 250 0,0095 0,0268 0,0288 0,312 400 0,0055 0,0171 0,018 0,195 630 0,00307 0,0137 0,014 0,129 Таблица 10 – Расчетные сопротивления трансформаторов 10/0,4 кВ
c os φ φ s in φ tgφ c os φ φ s in φ tgφ 1 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 0,83 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78 0,77 0,76 0,75 0,74 0,73 0 8 о 06 / 11 о 29 / 14 о 04 / 16 о 16 / 18 о 12 / 19 о 57 / 21 о 34 / 23 о 04 / 24 о 30 / 25 о 51 / 27 о 08 / 28 о 21 / 29 о 32 / 30 о 41 / 31 о 47 / 32 о 52 / 33 о 54 / 34 о 55 / 35 о 54 / 36 о 52 / 37 о 11 / 38 о 44 / 39 о 39 / 40 о 32 / 41 о 25 / 42 о 16 / 43 о 07 / 0 0,1412 0,1990 0,2430 0,2800 0,3123 0,3412 0,3676 0,3919 0,4146 0,4360 0,4560 0,4750 0,4931 0,5103 0,5267 0,5426 0,5578 0,5724 0,5864 0,6000 0,6131 0,6257 0,6380 0,6499 0,6614 0,6726 0,6834 0 0,1412 0,2031 0,2505 0,2917 0,3287 0,3630 0,3953 0,4260 0,4556 0,4844 0,5124 0,5398 0,5668 0,5934 0,6197 0,6459 0,6520 0,6980 0,7240 0,7500 0,7761 0,8023 0,8286 0,8551 0,8819 0,9089 0,9362 0,72 0,71 0,70 0,69 0,68 0,67 0,66 0,65 0,64 0,63 0,62 0,61 0,60 0,59 0,58 0,57 0,56 0,55 0,54 0,53 0,52 0,51 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 43 о 57 / 44 о 46 / 45 о 34 / 46 о 22 / 47 о 09 / 47 о 56 / 48 о 42 / 49 о 27 / 50 о 12 / 50 о 57 / 51 о 41 / 52 о 25 / 53 о 08 / 53 о 51 / 54 о 33 / 55 о 15 / 55 о 57 / 56 о 38 / 57 о 19 / 58 о 00 / 58 о 40 / 59 о 20 / 60 о 00 / 63 о 15 / 66 о 25 / 69 о 31 / 72 о 32 / 75 о 31 / 0,6937 0,7042 0,7140 0,7238 0,7330 0,7424 0,7511 0,7592 0,7686 0,7768 0,7845 0,7924 0,8000 0,8071 0,8145 0,8214 0,8282 0,8350 0,8419 0,8480 0,8544 0,8599 0,8660 0,8930 0,9164 0,9366 0,9539 0,9680 0,9635 0,9918 1,020 1,049 1,078 1,108 1,138 1,169 1,201 1,233 1,265 1,299 1,334 1,368 1,403 1,441 1,482 1,520 1,559 1,600 1,643 1,686 1,732 1,984 2,290 2,674 3,180 3,867 Таблица 11 – Значение угла φ, s in φ и tgφ для данного c os φ
S м S доб S м S доб S м S доб S м S доб 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 +0,6 +1,2 +1,8 +2,5 +3,1 +3,7 +4,3 +5,0 +5,6 +6,3 +7,0 +7,7 +8,4 +9,0 9,7 10,4 11,0 11,6 12,3 13,0 13,7 14,4 15,1 15,8 16,5 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 +38,0 +39,5 +41,0 +42,4 +44,0 +45,6 +47,2 +48,8 +50,4 +52,0 +53,5 +55,0 +56,5 +58,0 +59,5 +61,0 +62,5 +64,0 +65,5 +67,0 +68,5 +70,0 +71,5 +73,0 +74,5 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 +204 +212 +220 +228 +235 +243 +251 +259 +267 +275 +283 +291 +299 +307 +315 +323 +332 +340 +348 +357 +365 +374 +382 +391 +400 760 770 780 790 800 810 820 830 840 850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960 970 980 990 1000 +618 +626 +634 +642 +650 +659 +667 +668 +686 +695 +704 +713 +722 +731 +740 +749 +758 +767 +776 +785 +794 +803 +812 +821 +830 Таблица 12 – Суммирование нагрузок в сетях напряжения 6…35 кВ
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 +17,2 +18,0 +18,8 +19,6 +20,4 +21,2 +22,0 +22,8 +23,6 +24,4 +25,2 +26,0 +26,6 +27,6 +28,4 +29,2 +30,0 +30,8 +31,6 +32,4 +33,2 +34,0 +34,8 +35,6 +36,5 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 210 220 230 240 250 +78 +82 +86 +90 +94 +98 +102 +106 +110 +115 +119 +123 +127 +131 +135 +139 +143 +147 +151 +155 +162 +170 +178 +186 +194 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 +408 +416 +424 +432 +440 +448 +456 +465 +474 +483 +492 +500 +508 +517 +525 +534 +543 +552 +561 +570 +578 +586 +594 +602 +610 1020 1040 1060 1080 1100 1120 1140 1160 1180 1200 1220 1240 1260 1280 1300 1320 1340 1360 1380 1400 1420 1440 1460 1480 1500 +847 +865 +882 +900 +918 +935 +953 +970 +987 +1005 +1022 +1040 +1057 +1075 +1093 +1110 +1128 +1146 +1164 +1182 +1200 +1218 +1235 +1252 +1270
Рисунок 2 –Удельные потери напряжения (Δ U уд ) в ВЛ-10 кВ с проводами марок А, АС, А н. Δ U уд, %/(кВА×км)
Фазный провод, марка и сечение, мм 2 Нулевой провод А-16 А-25 А-35 А-50 А-70 А-95 А-120 Сопротивление, Ом/км А-16 4,87 - - - - - - А-25 4,04 3,21 2,79 2,46 - - - А-35 3,62 2,79 2,57 2,05 1,82 - - А-50 3,28 2,46 2,05 1,73 1,53 1,40 - А-70 - 2,25 1,82 1,53 1,34 1,21 1,14 А-95 - 2,11 1,71 1,4 1,21 1,09 1,03 А-120 - - 1,63 1,33 1,14 1,03 0,93 Таблица 13 – Полное удельное сопротивление петли фазный-нулевой провод воздушной четырех проводной линии с неизолированными проводами, Ом/км
Тип автоматического выключателя ВА88-32 ВА88-33 ВА88-35 Тип расцепителя тепловой электромагни - тный тепловой электромагни - тный тепловой, электро магнитный Номинальный ток, А 12,5 16 25 32 40 50 63 80 100 125 16 32 40 50 63 80 100 125 160 125 160 200 250 Уставка срабатывания по току короткого замыкания, А 500 10 I п 500 10 I п 10 I п Количество пол. 3 3 3 Ном. рабочая наибольшая отключающая способность I cs, кА 12,5 17,5 25 Ном.предельная наибольшая способность I cs, кА 25 35 35 Таблица 14 – Технические характеристики автоматических выключателей серии ВА88
Ном.мощность трансформатора, кВА Первичное напряжение трансформатора, кВ 6 10 20 Ном.ток трансформатора, А Ном.ток плавкой вставки, А Ном.ток трансформатора, А Ном.ток плавкой вставки, А Ном.ток трансформатора, А Ном.ток плавкой вставки, А 25 40 63 100 160 250 400 630 2,4 3,85 6,06 9,62 15,4 24,0 38,6 60,6 8 10 6 20 32 50 80 160 1,45 2,31 3,64 5,77 9,25 14,5 23,1 36,4 5 8 10 16 20 32 50 80 - - 1,82 2,89 4,63 7,25 11,55 18,2 - - 3 5 7,5 10 20 30 Таблица 15 – Номинальные токи плавких вставок предохранителей рекомендуемые для защиты трансформаторов 10/0,4 кВ
Тип предохранителя Номинальный ток предохранителя (А) Номинальный ток плавкой вставки (А) Максимальная отключающая мощность (МВ*А) ПКТ-10/30 30 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 30 200 ПКТ-10/50 50 40; 50 200 ПКТ-10/100 100 75; 100 200 ПКТ-10/200 200 150; 200 200 ПКТ-10Н/30 30 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 30 200 Таблица 16 – Технические данные предохранителей напряжением 10 кВ
Время-токовая характеристика автомата ВА-88
Рисунок 3 – Время-токовые характеристики предохранителей ПКТ-10
