Электроснабжение сельского населенного пункта

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА  РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ  СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

КАФЕДРА СИСТЕМ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

по дисциплине: Электроснабжение сельского хозяйства

на тему:

Электроснабжение  сельского населенного пункта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брянск 2009

 

Содержание

 

1. Введение 

2. Исходные данные

3. Расчёт электрических  нагрузок населённого пункта

4. Определение места  расположения трансформаторной  подстанции. Выбор конфигурации  сети 0,38 кВ. Определение координат  центра электрических нагрузок

5. Определение электрических  нагрузок сети 0,38 кВ

6. Определение числа  и мощности трансформаторов на  подстанции

7. Выбор типа подстанции

8. Определение места  расположения распределительной  подстанции. Конфигурация сети высокого напряжения и определение величины высокого напряжения

9. Определение нагрузок  в сети высокого напряжения

10 Расчёт сечения проводов  сети высокого напряжения

11. Определение потерь  напряжения в высоковольтной  сети и трансформаторе

12. Определение потерь  мощности и энергии в сети высокого напряжения и трансформаторе

13. Определение допустимой  потери напряжения в сети 0,38 кВ

14. Определение сечения  проводов и фактических потерь  напряжения, мощности и энергии  в сетях 0,38 кВ

15 Расчёт сети по  потере напряжения при пуске электродвигателя

16. Расчёт токов короткого  замыкания

17. Выбор и проверка  аппаратуры высокого напряжения  ячейки питающей линии

18. Выбор и проверка  высоковольтной и низковольтной  аппаратуры на подстанции 

19. Выбор устройств  от перенапряжений

20. Расчёт контура заземления  подстанции

21. Определение себестоимости  распределения электроэнергии

Список литературы

 

1. Введение

 

Еще в первые месяцы после  Великой Октябрьской социалистической революции В.И. Лениным была сформулирована задача о необходимости обратить особое внимание на электрификацию промышленности и транспорта и применение электричества к земледелию. Проблема электрификации всех отраслей народного хозяйства, а, следовательно, и электроэнергетики начиная с конца XIX века стояла, достаточно остро во всех странах в связи с высокими технико-экономическими показателями электрической энергии, легкостью ее преобразования в другие виды энергии и простотой передачи на расстояние. К началу первой мировой войны (1914 г.) электроэнергетическая база ведущих мировых стран развивалась весьма быстрыми темпами, но царская Россия, несмотря на огромные запасы топлива, и гидроресурсов, и в этой ведущей отрасли народного хозяйства заметно отставала от других капиталистических стран по установленной мощности на электростанциях и по производству электрической энергии.

В настоящее время  развитие сельского электроснабжения в основном пойдет по линии развития существующих и строительства новых сетей, улучшения качества электроэнергии, поставляемой сельским потребителям, и особенно повышения надежности электроснабжения. Одновременно, конечно, будет продолжаться процесс электрификации сельских районов, удаленных от мощных энергосистем, путем строительства укрупненных колхозных и межколхозных электростанций с использованием дизельного топлива, а также гидроэнергии малых и средних водотоков существенно увеличиваются.

Следует подчеркнуть, что в настоящее  время степень загруженности  существующих сельских электрических сетей и потребительских подстанций для подавляющего большинства территории нашей страны невелика, и важной задачей, разрешение которой способно повысить рентабельность сельского электроснабжения - является широкое внедрение электроэнергии в производственные процессы сельского хозяйства и в быт сельского, населения.

 

2. Исходные данные

 

№ п.п.		Наименование			шифр		Дневной максимум									Вечерний  максимум
							Рд, кВт			Qд, квар			Sд, кВА			Рв, кВт	Qв, квар		Sв, кВА
					ТП-1
1		Кормоцех птицефермы на 25-30 тыс. кур			158		25			20			32,01			10	7		12,2
2		Прачечная производительностью 1,0 т белья/смену			565		25			15			29,15			25	15		29,15
3		Пункт технического обслуживания машин и оборудования на фермах			371		10			7			12,2			5	4		6,4
4		Комбикормовый цех производительностью 50 т/смену			196		190			160			248,39			190	160		248,39
5		Административное здание (контора колхоза-совхоза) на 35-50 рабочих мест			519		25			18			30,8			10	0		10
					ТП-2
6		Птичник на 8 тыс. молодняка			155		25			12			27,73			25	12		27,73
7		Гречерушка			352		3			2			3,6			1	0		1
8		Зернохранилище с передвижными механизмами емкостью 500 т			311		10			10			14,14			5	3		5,83
9		Коровник привязного содержания механизированной уборки навоза на 200 коров с электроводонагревателем на 200 коров			107		15			13			19,84			15	13		19,84
10		Баня на 5 мест			559		3			2			3,6			3	0		3
					ТП-3
11		Крупорушка			350		12			10			15,62			1	0		1
12		Площадка по откорму КРС на 6000 голов			36		155			140			208,86			90	80		120,41
13		Кумысная ферма на 100 кобылиц			76		25			15			29,15			30	15		33,54
14		Прачечная производительностью 0,5 т белья/смену			564		20			13			23,85			20	13		23,85
15	Инкубаторий на 4 инкубатора			167		30			0			30			30		0		30
				ТП-4
16	Хлебопекарня производительностью 3 т/сутки			356		5			4			6,4			5		4		6,4
17	Ферма выращивания уток на 15 тыс. утят			60		45			20			49,24			45		20		49,24
18	Коровник привязного содержания механизированной уборки навоза на 100 коров			104		4			4			5,65			4		4		5,65
19	Коровник привязного содержания механизированной уборки навоза на 200 коров с электроводонагревателем на 100 коров			106		9			8			12,04			9		8		12,04
20	Ферма выращивания уток на 30 тыс. утят			61		75			30			80,77			75		30		80,77
				ТП-5
21	Овцеводческая ферма  с полным оборотом стада на 5000 овцематок			66		240			180			300			240		180		300
22	Оборудование для гранулирования комбикормов ОГК-3			179		55			50			74,33			55		50		74,33
23	Приемный пункт молокозавода мощностью 30 т/смену			355		65			60			88,45			65		60		88,45
24	Родительское отделение  на 144 мест			126		20			0			20			20		0		20
25	Столярный цех			341		15			10			18,02			1		0		1
				ТП-6
26	Столовая с электронагревательным  оборудованием на 75 мест			542		35			15			38,07			15		5		15,81
27	Свинарник-маточник на 100 маток с навозоуборочным транспортером с теплогенератором			142		8			6			10			8		6		10
28	Столовая с электронагревательным  оборудованием и с электроплитой на 50 мест			545		50			20			53,85			20		10		22,36
29	Помещение для ремонтного и откормочного молодняка на 170-180 голов			113		1			0			1			3		0		3
30	Детские ясли-сад на 25 мест			512		4			0			4			3		0		3
31			Птичник на 8 тыс. молодняка		155	25		12			27,73			25				12		27,73
32			Гречерушка		352	3		2			3,6			1				0		1
33			Сельский жилой дом (квартира) с плитой на газе, жидком или твердом топливе		603	0,7		0,32			0,76			2				0,75		2,13

3. Расчёт электрических нагрузок населённого пункта

 

Расчёт нагрузки, потребляемой жилыми домами, рассчитывается методом коэффициента одновремённости по формулам

 

   (3.1)

   (3.2)

 

где n – количество домов;

к_о – коэффициент одновремённости;

Р – активная мощность одного дома, кВт;

Q – реактивная мощность одного дома, квар.

По формулам (3.1) и (3.2) рассчитываются активные и реактивные нагрузки для дневного и вечернего максимумов

 

P_д=0,26×96×0,7=17,471 кВт,

Q_д=0,26×96×0,32=7,987 кВАр,

P_в=0,26×96×2=49,92 кВт,

Q_в=0,26×96×0,75=18,719 кВАр.

 

Для освещения улицы  в тёмное время суток принимаются  светильники марки СЗПР-250 с лампами типа ДРЛ без компенсации реактивной мощности (cos(φ)=0,7).

Мощность уличного освещения  определяется по формулам

 

  (3.3)

  (3.4)

 

где Р_уд – удельная активная мощность, Вт/м;

L – длина улицы, м;

tgφ – коэффициент реактивной мощности.

 

P_у.о.=5,5×1440×10^-3=7,919 кВт,

Q_у.о.=7,92×1,02=8,08 кВАр.

 

Для освещения хозяйственных построек в тёмное время суток принимаются светильники с лампами накаливания (cosφ = 0,95), согласно примечанию 5 табл.2 [1] расчётная нагрузка принимается из расчёта 3 Вт на погонный метр периметра хозяйственного двора.

Мощность, необходимая для освещения  хозяйственных дворов определяется по формулам

 

  (3.5)

   (3.6)

 

Где П – периметр приусадебного участка, м;

Р_уд.о – удельная мощность освещения, Вт/м.

 

P_осв=0,26×96×3×120×10^-3=8,985 кВт,

Q_осв=8,985×1.02=9,165 кВАр.

 

Для определения расчётного вечернего максимума активной и  реактивной мощностей населённого пункта с учётом нагрузок уличного освещения и освещения приусадебных участков необходимо просуммировать данные нагрузки. Так как суммируемые нагрузки различаются по величине более чем в 4 раза, то суммирование ведётся методом надбавок по формулам

 

  (3.7);

  (3.8);

P_в.с.=49,92+7,92+2,96=60,805 кВт,

Q_в.с.=18,72+8,08+3,024=29,824 кВАр

 

Полная потребляемая мощность населённого пункта для дневного и вечернего максимумов определяется по формуле

 

  (3.9);

4. Определение места расположения трансформаторной подстанции. Выбор конфигурации сети 0,38 кВ. Определение координат центра электрических нагрузок

 

Потребительские трансформаторные подстанции следует располагать в центре электрических нагрузок. Если нет возможности установить трансформаторную подстанцию в расчетном месте, то ее необходимо установить в том месте, которое максимально приближено к центру электрических нагрузок.

Координаты центра электрических  нагрузок определяются по формулам

 

  (4.1),

  (4.2),

 

где S_i – полная расчётная мощность на вводе i-го потребителя, кВА;

х_i у_i – координаты i-ro потребителя.

Координаты потребителей низковольтной сети заносятся в  табл. 4.1

 

Таблица 4.1 - Координаты потребителей низковольтной сети

х	417	385	135	496	391	191	500	261
у	80	250	425	491	354	487	475	93

 

X=(15878,886+3850+7269,972+496+1564+5296,592+1802,775+200,885)/139,036= =261,507 м

Y=(3046,309+3046,309+3046,309+3046,309+3046,309+3046,309+3046,309+61,574)//139,036=328,182

 

Подстанция №6 переносится  в вершину квадрата с координатами х=261,507 у=328,182. Конфигурация сети приведена  на рисунок 4.1

 

Рисунок 6.1 - Конфигурация сети 0,38 кВ

5. Определение электрических нагрузок сети 0,38 кВ

 

Определение нагрузок производится для каждого участка сети. Если расчетные нагрузки отличаются по величине не более чем в четыре раза, то их суммирование ведется методом коэффициента одновременности, в противном случае суммирование нагрузок ведется методом надбавок по формулам:

 

 

где Р_mах;Q_max – наибольшие из суммируемых нагрузок, кВт, квар;

ΔP_i, Δ Q_i – надбавки от i-x нагрузок, кВт, квар.

Расчёт ведётся для  первого участка, остальные расчёты  ведутся аналогично и результаты приведены в таблицу 5.1.

 

P_pд =3+0,6=3,6 кВт;

Q_pд=2+0=2 кВАр;

P_pв=3+0,6=3,6 кВт;

Q_pв=0+0=0 кВАр;

 

Таблица 5.1 - Расчёт нагрузок сети 0,38 кВ

Участок сети	Рд, кВт	Qд, квар	Sд, кВА	Рв, кВт	Qв, квар	Sв, кВА
ТП-6 - 352	3,6	2	4,118	3,6	0	3,6
352 - 113	1	0	1	3	0	3
ТП-6 - 512	27,4	12	29,912	26,8	12	29,363
512 - 155	25	12	27,73	25	12	27,73
ТП-6 - 142	54,8	23,6	59,665	24,8	13,6	28,284
142 - 545	50	20	53,851	20	10	22,36
ТП-6 - 542	35,4	15,2	38,525	16,2	5,4	17,076
542 - 603	0,7	0,32	0,769	2	0,75	2,136

 

Суммирование нагрузок на ТП1-ТП6 ведётся методом надбавок или коэффициента одновремённости аналогично и результаты расчётов заносятся в таблицу 5.2

 

Таблица 5.2- Расчёт нагрузок на ТП

Номер ТП	Рд, кВт	Qд, квар	Sд, кВА	Рв, кВт	Qв, квар	Sв, кВА
ТП1	245,8	198,6	316,005	222,2	176,5	283,769
ТП2	226,26	29,4	228,162	221,78	22,58	222,926
ТП3	212,6	164,4	268,749	144,4	98,1	174,57
ТП4	118,6	53	129,903	118,6	53	129,903
ТП5	371,4	255,8	450,967	362,3	249,5	439,899
ТП6	400,88	42,3	403,105	58,26	25,1	63,436