Электроснабжение коровника на 990 голов. Передача вторичной энергии потребителям, например, по линиям электропередачи

• Название: Передача вторичной энергии потребителям, например, по линиям электропередачи
• Анкор: Электроснабжение коровника на 990 голов
• Дата: 05.01.2022
• Размер: 0.89 Mb.
• Имя файла: moy_kursovoy_osnova(1).docx
• Тип: Документы; #324247
• страница: 2 из 2

ΔU₂=

Что меньше допустимого 2,5%, следовательно, сечение провода освещения подходит.

5. Расчет и выбор мощности трансформатора
Линия 1;2 Р_тп-1=32 кВт; cosφ=0,88; Линия 3;4 Р_тп-2=54 кВт; cosφ=0,85; Линия 5;6 Р_тп-3=67 кВт; cosφ=0,82; Линия 7;8 Р_тп-4=34 кВт; cosφ=0,88.

Выбираем значение добавок активной мощности,/7/.

ΔР_тп-=54 Вт, Р_max =63 кВт – это максимальная мощность отходящей линии.

Рассчитываем расчётную полную мощность трансформатора:

S_тр-ра = Р_max/cosφ + ΣΔР/cosφ+Р_охр, (14)

S_тр-ра = 63/0,82+(32+54+34)/0,85+2,24=220,2 кВ^.А.

Из таблицы экономических интервалов нагрузки трансформатора, подстанций напряжением 6…10/0,4 кВ, выбираем стандартную мощность трансформатора/6/.

S_н.и. ≤ S_{тр-ра ≤} S _в.и, (14)

где S_н.и. и S_в.и. – нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформатора принятой мощности, кВА./1.6/производственных потребителей

146≤220,2 ≤300, подходит S_тр-ра =160 кВ^.А.

Производим окончательную проверку выбранной номинальной мощности трансформатора в нормальном режиме работы при равномерной нагрузке:

К_с.т =(S_р/S _н.т), (15)

где S_p – расчетная нагрузка трансформатора, кВ^.А;

S _н.т – номинальная мощность трансформатора, кВ^.А;

K _С.Т. = 1,59 – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформатора.

К_с.т =220,2/2х160=0,68≤1,45.

Проверяем аварийную перегрузку:

, (16)



где Р=5кВт – нагрузка потребителей 3 категории надежности дом животновода.

В результате расчёта выбираем понижающий трансформатор 2х160;

К_ст.=0,68<1,45; =1,1<1,64.

Таблица 4 – Параметры понижающего трансформатора ТМГСУ – 2х160

Мощность, кВА	Верхний предел первичного напряжения, кВ	Схема соединения обмоток	Потери мощности, кВт ΔРм/ ΔРхх	Напряжение к.з. Uк.з.%	Сопротивление прямой последовательности			Сопротивление при 1- фазном зам.1/3ZТ
					RТ	ХТ	ZТ
160	10	/YHсу	2,65/0,51	4,5	16,6	41,7	45	162

6. Конструкция сети напряжения 0,4/0,23 кВ
В данном курсовом проекте выбрано 8 линий. Из них кабельных 4, воздушных 4 и одна линия охранного освещения. Преимущество у кабельных линий. При запитке двух или более объектов применяем кабельные линии соединённые схемой «шлейф».

Глубина траншеи для укладки кабеля 0,8м. Кабель в траншее необходимо укладывать ‘’змейкой’’. Сверху укладывать сигнальную ленту. При повороте кабеля соблюдаем радиус изгиба. Для присоединения кабеля к силовым распределительным устройствам использовали кабельную термоусаживаемую концевую заделку ПВпп.

Для линий КЛ применяем кабель АВБбШв. Расшифровка: А- материал жилы алюминий; изоляция бумажная пропитанная вязким масло-канифольным составом; А - алюминиевая оболочка; Шв -покров шлангового типа из ПВХ пластиката. Основные его сечения 50 мм² и 25 мм² .

Конструкция ВЛИ выполнялась по типовому проекту СТП.09.110.20.186-09. Выбраны двухцепные стойки опор СВ-110-25-2э. СВ - стойка вибрационная; изгибающий момент равен 25Т/м. Пролёты составили 15-40 м. Ответвление к вводу не превышает 15 м. Опоры заложены в грунт на глубину 1,8 м. Для заземления опор используют один из стерней арматуры, к нему с обеих концов приварены заземляющие элементы. В начале и в конце ВЛИ установлены устройства УЗ ВЛИ.

Для монтажа проводов и несущего троса используют угольник натяжной УН02 с зажимом поддерживающим. На промежуточных, концевых и угловых опорах используют траверсу, а трос крепят к зажиму натяжному. При вводе в здание используют ЗОП-02.

Для линий ВЛИ применяем СИП - 2. Провод с алюминиевой токопроводящей жилой с изоляцией из светостабилизированного полиэтилена. Применяются сечения 50 мм² и 35 мм² .

Для уличного и охранного освещения применяются светильники ДКУ-70 с лампами светодиодными. Общее количество светильников составляет 31 штук.

Так как из КТП отходит одна линия уличного и охранного освещения: четыре кабельные и четыре линии ВЛИ. На воздушной линии установлены для светильников одно цепные и двух цепные опоры СВ-110-25-2Э и СВ-110-20-1Э.

Мощность КТП составила 2х160 кВ^.А. КТП блочного типа, блоки бетонные, КТП исполнено в металлических блок шкафах установленных на фундамент.

<sub>7. Проверка сети на запуск электродвигателя.
Наибольшую установленную мощность двигателя и протяженность линии имеет двигатель для погружного насоса (объект № 11),запитанный линией ВЛИ 1;2. Мощность двигателя 16кВт. Выписываем паспортные данные асинхронного электродвигателя:

Двигатель для погружного насоса ПЭДВ 16-180 для насосной скважины. Его технические характеристики:</sub> Р_н =16 кВт; cosφ = 0,8;  = 82%; I_н = 34,3 А; К_I=7,5_{На плане измеряем расстояние от ККТП до данного объекта, выписываем марку и сечение провода и наносим на расчетную схему:}


Рисунок 4 – Схема электроснабжения двигателя для погружного насоса ПЭДВ 16-180 для насосной скважины. Потеря напряжения при пуске двигателя с учетом соединительной линии приблизительно равны, %;

(17)

где Z_c– полное сопротивление сети для пуска от трансформатора, Ом;

Z_эл – полное сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя, Ом.

Определим Z_c= Z_л+ Z_т; Ом, (18)

где Z_Л – полное сопротивление линии;

Z_Т = 45/2 = 22,5 - полное сопротивление короткого замыкания трансформаторов, включенных параллельно.

₍₁₉₎
где Rл – линейное активное сопротивление , мОм,

<sub>(20)

(21)</sub>

где r0 = 0,89 – удельное активное сопротивление для провода СИП (3х35+1х50), мОм/м.

x0 = 0,1 – удельное индуктивное сопротивление для провода СИП

L – длина линии до самого мощного двигателя, м.









Определим полное сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя, Ом

, (22)

где I_H– номинальный ток двигателя, А

К_п– кратность пускового тока



Определим по формуле потерю напряжения при запуске двигателя, %



Условие не выполняется, следовательно, электродвигатель не запустится, понизив напряжение сети свыше допустимого значения, необходимо на насосной скважине запускать двигатель схемой соединения звезда/треугольник или установить частотно регулирующий привод, чтобы уменьшить пусковые токи.

8. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания необходим для выбора электротехнической аппаратуры на подстанции и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и электротермическую устойчивость. Кроме этого, провода ВЛИ и кабельные линии проверяются на термическую прочность при трехфазных токах короткого замыкания в конце линии. При расчете токов короткого замыкания в сетях 0,4 кВ, пользуемся методом именованных величин.

Составляем схему электроснабжения для расчета токов короткого замыкания в удаленных точках линий (рисунок 5).



Рисунок 5 – Схема электроснабжения МТФ на 990 голов.
На основании расчетной схемы токов короткого замыкания составляем эквивалентную схему замещения (рисунок №6. Элементы схемы замещаем активными и индуктивными сопротивлениями, для нахождения результирующего сопротивления до точек к.з. Необходимые значения сопротивлений берем из предыдущих расчетов. Сопротивление контактов (автоматических выключателей, катушек трансформаторов тока, шин и др.) принимаем Z_а=15 мОм.

Рисунок 6 - Схема замещения для расчета токов короткого замыкания МТФ на 990 голов.
Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К₁, к

_, (23)

где U_ном= 400 – номинальное напряжение с учетом надбавки, В;

Z_с – полное сопротивление системы электроснабжения, Z_с = 0 Ом;

Z_т – сопротивление трансформатора, при параллельной работе.

Z_т =45 мОм;/4/

= 6,17 кА,

Определяем сопротивление линии ВЛИ 1;2 до расчетной точки К1:

R_ВЛИ-1 = r₀ ∙ L= 0,89∙ 290=258,1 мОм,

Х_ВЛИ-1 = х_о∙ L = 0,1∙290= 29 мОм,

мОм. (24)

мОм.

Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К₃:

= 0,81 кА.

Определим двухфазный ток короткого замыкания в точке К₂:

= 0,87· 0,81 =0,7 кА. (25)

Определим однофазный ток короткого замыкания в точке К², кА

_, (26)

где U_Ф = 230 – фазное напряжение с учетом надбавки, В;

R_П и Х_П – соответственно, активное и реактивное сопротивление петли фаза – нуль, (фазного и нулевого проводника), мОм;

= 162 мОм.

При одинаковых сечениях фазного и нулевого проводников, формула (26), будет иметь вид:



= = 0,33 кА.

Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания для других линий.

Проверяем сечение жил провода кабельных линий, по нагреву током к.з.

Для этого определим тепловой импульс тока к.з. по формуле:

 (27)

где  Т_а=0, 01- постоянная затухания апериодической составляющей, с; X

t _отк= 0,6 - время отключения КЗ, с;

Линия ВЛИ 1,2:

 0,81² ∙ (0,6 + 0,01) = 0,4 кА²∙с.

Минимальное сечение жил кабеля по термической стойкости определяем по формуле, мм ²:

 (28)



где  – коэффициент, зависящий от допустимой температуры при к.з. и

материала проводника. Его рекомендуемые значения приведены ниже:

- кабели до 10 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами,  =90;/5/

- кабели и провода с полиэтиленовой изоляцией, алюминиевыми жилами , = 65. /5/.

_{Что меньше 35 мм2, условие выполнено, окончательно принимаем сечение 35 мм2.}

Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания для остальных линий, отходящих от ТП, проверяем их сечения на термическую стойкость и сводим расчетные данные в таблицу 5.
Таблица 5 – Расчет токов короткого замыкания и проверка сечений на термическую стойкость

Номер линии	Марка кабеля или провода	Сопротивление, мОм				Токи короткого замыкания, кА				Тепло-вой им-пульс тока КЗ Втер кА2∙с	Сече-ние по терми-ческой стой-кости F,мм2
		Rл	Хл	Zл	Zп
ВЛИ 1;2	СИП 3х35+1х50	258,1	29	259,7	546,8		0,81	0,7	0,33	0,4	9,7
КЛ 3;4	АВБбШв 4х25	124	6,6	124,1	254,7		1,57	1,36	0,56	1,5	18,8
КЛ 5;6	АВБбШв 4х50	111,6	11,3	112,1	235		1,71	1,48	0,59	1,78	20,5
ВЛИ 7;8	СИП 3х50+1х70 СИП 3х35+1х50	199,5	30	201,7	431,2		1	0,87	0,4	0,61	12

9. Выбор защиты отходящих линий
Для защиты отходящей линии 0,4/0,23 кВ от короткого замыкания и нечастых включений и отключений применяют автоматических выключателей.

Рассмотрим пример выбора защитного аппарата (автоматического выключателя) для линии 1,2.

В насосной скважине (здание № 11) имеется электрический двигатель ПЭДВ 16-180. По справочнику определяем номинальный ток данного двигателя и рассчитываем пусковой ток.

Выбираем двигатель для погружного насоса ПЭДВ 16-180 для насосной скважины. Его технические характеристики: Р_н =16 кВт; cosφ = 0,8;  = 82%; I_н = 34,3 А; К_I=7,5

Определяем пусковой ток двигателя, А:

Рассмотрим пример выбора защитного аппарата (автоматического выключателя) для линии 1,2.

Определяем номинальный ток теплового расцепителя, А:

, (29)

А.

Определяем номинальный ток теплового расцепителя автомата, А:

, (30)

где, – максимальный рабочий ток первого участка от КТП;

номинальный ток наиболее мощного электродвигателя, подключённого к линии, А;

– пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, подключённого к линии, А.

I _н.тр =1,1 (52,8–34,3 + 0,4 257,2) =133,5 А,

I_Н.ТР=160А.

По справочнику выбираем предварительно автоматический трёхполюсный выключатель марки ВА51-33. Номинальный ток выключателя I_ном =160 А, номинальный ток теплового расцепителя I_нт.р. = 160 А/4/.

Условие выбора номинального тока теплового расцепителя автомата выполняется I _н.тр. ≥I _нтрасч, потому как 160 А>133,5 А.

Определяем ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбранного автомата, А.

I_Э.Р. = 1,25 , (31)

I_Э.Р. = 1,25 0,81 =1,01 кА=1010 А.

Определяем каталожный ток электромагнитного расцепителя автомата, А:

, (32)

где, – номинальный ток выключателя, А;

– коэффициент каталожный, 14 для автомата ВА51-35./4/

А;

<sub>1750

Условие соответствует.</sub>
Определяем коэффициент чувствительности защиты:

> 3, (33)

где I_{к min} – наименьшее значение двухфазного и однофазного тока на нулевой провод короткого замыкания, А;

– номинальный ток теплового расцепителя автомата, А.

.

Необходимая чувствительность не обеспечивается, потому как коэффициент чувствительности К_Ч меньше 3, поэтому нужно выбирать дополнительную защиту.

Определяем ток срабатывания защиты ЗТИ – 0,4 от междуфазных коротких замыканий:

 , (34)

где I_{р.макс­} – максимальный рабочий ток линии, А;

I_н.д. – номинальный ток наиболее мощного электродвигателя, подключенного к линии, А.

А.

Ток уставки защиты I_эм применяют равным I_с.з.м. или ближайшим большим.

I_эм=125 А>69,9 A.

Коэффициент чувствительности защиты (должен быть не менее 1,5) определяют по формуле:

К_ч = (35)

где I_к.мин­⁽²⁾ – ток двухфазного короткого замыкания.

К_ч =70/133,5=0,5.

Определяем ток срабатывания защиты от однофазного короткого замыкания на нулевой провод по выражению:

I_с.о.=1,2·I_{н.с.макс}=0,6·I_р.макс, (36)

где I_{н.с.макс.} – максимальный ток несимметрии в рабочем режиме, принимаем равным 0,5 I_р.макс.

I_с.о.=0,6 52,8=31,6А;

I_yо=40А>31,6 А.

Коэффициент чувствительности защиты (должен быть не менее 1,5) определяем по формуле:

К_ч=(I⁽¹⁾_к.мин. – I_{н.с.макс})/I_yо, (37)

где I⁽¹⁾_к.мин. – ток однофазного короткого замыкания самой электрически удаленной точке защищаемой линии;

I_уо – ток уставки защиты от однофазных коротких замыканий на нулевой провод.

К_ч=(110-52,8)/32=1,78≥1,5.

Условие выполняется. Аналогично производим выбор других автоматических выключателей на рассчитываемых линиях. Данные расчета заносим в таблицу 6.

Таблица 6 – Результаты расчетов и выбора аппаратуры защиты

Но-мер ли-нии	Рабо-чий ток линии Ip max, А	Номинальный ток двигателя Iнд, А	Пусковой ток двиателя Iп, А	IК.З.(3) кА	IК.З.(1) кА	Марка автомата	Номинальные данные аппарата			Доп.защита
							Iн.а А	Iт.р А	Iэм А	Iз.м/ Iс.о,А
ВЛИ 1;2	56,8	34,3	257,2	0,81	0,33	ВА51-35	320	100	1250	200/ 125
КЛ 3;4	91,6	15,1	113,2	1,57	0,56	ВА51-35	125	100	1250	125/ 35
КЛ 5;6	117,9	15,1	113,2	1,71	0,59	ВА51-35	125	100	1250	125/ 35
ВЛИ 7;8	54,6	8,5	59,7	1	0,4	ВА51-35	100	100	1250	125/ 35

10. Расчет заземления контура ТП повторных заземлений
В электротехнических установках заземления применяются для обеспечения нормального режима работы электроустановки, а также её функционирования в ненормальных режимах, для защиты людей от поражения электрическим током при замыкании токоведущих частей на корпус электрических аппаратов, на металлические конструкции и на землю, для обеспечения отвода токов молнии в землю с целью снижения перенапряжений на изоляции и предотвращения поражения людей, животных и построек.

Рассчитываем заземление контура ТП и повторных заземлений.

Исходными данными для расчета являются:

Уголок, ρ_ИЗМ=70 Ом·м, L=2,5м, Размеры: 40x40x4 м.

Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикального заземлителя, Ом∙м:

(38)

Ом∙м.

где ρ_изм– измеренное сопротивление грунта, Ом∙м;

k_с– коэффициент сезонности, k_с =1,3;/7/

k₁ – учитывающий состояние грунта, k₁₌1,15. /7/

Определяем сопротивление вертикального заземлителя, Ом:

, (39)

где l – длина электрода, м;

d – диаметр стержня, м;

h_СР– глубина заложения, равна расстоянию от поверхности земли до середины стержня, м:

м. (40)

Ом
Определяем общее сопротивление повторных заземлителей, Ом:

Ом, (41)

Ом.

где ŋ_пз- число повторных заземлений.

Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений, Ом:

_, (42)

Ом.

Принимаем 4 Ом.

Определяем теоретическое число уголков, шт:

(43)

шт.

Принимаем 8 шт.

Определяем длину полосы связи, м:

_, (44)

м.

где а – расстояние между заземлителями.

Определяем расчетное сопротивление грунта для горизонтального заземлителя
_, (45)

Ом∙м.

Определяем сопротивление горизонтальной полосы связи, Ом:

(46)

Ом

где d – толщина стали, м.

Определяем действительное число стержней, шт:

(47)

где -коэффициент экранирования горизонтальных заземлителей /7/,

-коэффициент экранирования вертикальных заземлителей /7/

Определяем действительное сопротивление искусственного заземления, Ом:

(48)



Определяем расчетное сопротивление контура, Ом:

(49)

Ом < 4Ом.


Заключение
В курсовом проекте на тему: «Электроснабжение МТФ на 990 голов подразделение Потаповка СУП «Андреевка» Буда-Кошелёвского района»был произведён расчёт и выбор линий напряжением 0,4/0,23 кВ. При расчёте учитывалась вторая категория надёжности потребителя. Так как объект относится к 1-й категории надёжности, то в основные производственные объекты проектировались по 2 ввода кроме объекта дом животновода. К объекту подведено две линии напряжением 10 кВ от подстанции “Буда-Люшево” и “Буда-Кошелёво”. Основные сечения проводов и кабелей принятых в проекте составили: кабельные линии - 25 мм² и 50 мм², а и у провода выбраны сечения –50 мм², 35 мм² и 16 мм² .

Принятые сечения выбраны по допустимому току нагрева и проверены на допустимую потерю напряжения и термическую стойкость.

При расчёте токов короткого замыкания и проверки выбранных проводов на термическую стойкость была использована программа Mathcad.

Для уличного и охранного освещения приняты светильники марки ДКУ-70 с светодиодной лампой количеством 31 штук. Количество осветительных линий в проекте составило 2 линии.

Мощность комплектной двухтрансформаторной подстанции принята 2х160 кВ^.А, проверена на систематическую перегрузки аварийную перегрузку.

Для отходящих линий приняты новые современные аппараты защиты ВА51-35. Рассчитан контур заземления, по расчётам принято: вертикальных заземлителей 16 штук, длинна горизонтальных заземлителей 20 м, сопротивление контура составило 1,1 Ом, что не превышает требований ПУЭ (4 Ом).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ТКП 385-2012(02230) нормы проектирования электрических сетей внешнего электроснабжения напряжением 0,4/10 кВ сельскохозяйственного назначения. Минск: Минскэнерго, 2012,-88с.

2.Г.И. Янукович. электроснабжение сельского хозяйства, курсовое и дипломное проектирование. Минск: И.В.Ц Минфина, 2010-440с.

3. Технические условия. Самонесущие изолированные провода (СИП). ТУ 16.К71_268_98.

4.Лычев П.В. и др. Электрические системы и сети. Решение практических задач: Учебное пособие для вузов. Мн: Дизайн ПРО, 1997. – 192 с.

5. Харкута К.С., Яницкий С.В., Ляш Э.В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. М: Агропромиздат, 1992,223 с.

6. А.Г. Ус., Л.И. Евминов. электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий. Мн: НПОО ,,ПИОН” 2002-457с.

7. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. М: Агропромиздат, 1990, 351 с.