Проэктирование электроснабжения наружнго освещения птицефабрики. Курсовой. Спроектировать схему электроснабжения наружного освещения территории сх предприятия площадью 12 га
 Скачать 372.88 Kb.
|
|
ДЕПАРТАМЕНТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ ОГБАОУ СПО ВАЛДАЙСКИЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИКУМ Курсовой проект. Тема: Спроектировать схему электроснабжения наружного освещения территории с/х предприятия площадью 12 га. Дисциплина: ПМ 02 Обеспечение электроснабжения с/х предприятий и уличное освещение. Специальность: Электрификация и автоматизация сельского хозяйства. Выполнил: студент группы 4Э Чечулин И.В. Шифр 163 Проверил: руководитель курсового проекта Калинин М.Н. Подпись:………………… Оценка:………………….. Подпись:………………… Валдай 2021.  Содержание. 1. Введение…………………………………………………………………стр 2 2. Расчётная часть……………….………………………………..………стр 4 2.1. Расчет силовой электрической цепи. …………………..……………стр 4 2.2.Расчет потери напряжения…………………….…………………….стр 10 2.3. Расчет токов короткого замыкания…………………………………стр.13 2.4. Расчет пусковой. Защитной и регулирующей аппаратуры. ………стр.16 2.5. Расчет осветительной сети. ………………………………..…………стр.18 2.6. Расчет потери напряжения осветительной сети.……………………стр.19 2.7. Расчет токов короткого замыкания..………..…………………………стр.21 2.8. Расчет пусковой. Защитной регулирующей аппаратуры осветительной сети…………………………………………………..….……………………..стр.21 2.9.Выбор трансформаторной подстанции…………………………..…….стр.22 2.10. Расчет заемлений……………………………………………………….стр.23 2.11.Охрана труда и техника безопасности………….……………………..стр.23 3.Экономическая часть……………………………....……………………..стр24. 3.1.Смета стоимости оборудования…………………..……………………стр.24 4.Выводы……………………………………………………………………...стр.25 5.Список использованной литературы и интернет ресурсов...…………стр.26 Введение В связи с тем, что строительство сельских электрических сетей к настоящему времени можно считать практически завершенным, важнейшими задачами на современном этапе является обеспечение качества электроэнергии у сельских потребителей и бесперебойность их электроснабжения с наибольшей экономичностью. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) делят все потребители электрической энергии с точки зрения необходимости обеспечения надежности их электроснабжения на три категории. К первой относятся электроприемники, нарушение электроснабжения, которых влечет за собой опасность для жизни людей, наносит значительный ущерб народному хозяйству, вызывает повреждения оборудования, массовый брак продукции, расстройства сложных технологических процессов. По ПУЭ электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, и перерывы в их электроснабжении допускаются на время необходимое для автоматического включения резервного питания. Следует отметить, что при сравнительно небольших мощностях сельских потребителей первой категории в качестве резервного источника их питания вполне могут использоваться резервные электростанции. Известно, что в любой, самой совершенной по качеству оборудования электрической системе в процессе ее эксплуатации неизбежно возникают различные повреждения. Причины аварии в электроустановках разнообразны, но чаще всего они возникают вследствие несвоевременного выявления и устранения дефектов оборудования, низкокачественного монтажа, низкого уровня эксплуатации. Часто аварии являются следствием влияния на электроустановки атмосферных перенапряжений. ДРЛ - ртутные дуговые лампы высокого давления, ДРИ - ртутные дуговые металлогалогенные лампы, а также ДНАТ - газоразрядные натриевые лампы высокого и низкого давления — все эти лампы работают на принципе газового разряда в парах ртути или натрия, который и служит источником свет. Ртутные лампы применяются больше других, однако постепенно они заменяются на натриевые лампы, которые более экологически безопасны. Лампы ДРЛ обладают высоким качеством цветопередачи, надежны и не требуют техобслуживания. Внутри находятся пары ртути под давлением до 105 Па. Стеклянный баллон с цоколем содержит расположенную внутри ртутно-кварцевую трубку, внутри которой аргон и ртуть. Электрический разряд в парах создает световое излучение, при этом 40% приходится на ультрафиолет. Люминофор, которым покрыта изнутри колба лампы, позволяет преобразовать ультрафиолет в видимый свет. Открытые территории традиционно освещаются лампами ДРЛ. Светоотдача ламп ДРЛ достигает 60 люмен на ватт.  2. Расчётная часть.2.1. Расчет силовой электрической цепи. При проектировании систем электроснабжения важное значение имеет оценка расчетных нагрузок, на основании которых определяются мощности элементов электрических сетей. Здесь под расчетной нагрузкой понимается такая постоянная во времени величина, которая эквивалентна по максимальному нагреву элемента электрической сети реальной его загрузке в наиболее загруженный период года и суток. Исходной информацией для оценки расчетной нагрузки являются нагрузки на вводах к потребителям, в курсовом проекте которыми являются жилые дома, общественные и коммунальные потребители. Сельским жилым домом при расчете электрических нагрузок считается одноквартирный дом или квартира в многоквартирном доме, имеющие отдельный счетчик электроэнергии. Расчетная нагрузка на дом принимается равной: - в населенных пунктах преимущественно старой застройки с газификацией - 1,5 кВт, без газификации - 1,8 кВт; - в пунктах преимущественно новой застройки с газификацией - 1,8 кВт, без газификации - 2,2 кВт; - в благоустроенных квартирах поселков городского типа, поселков при животноводческих комплексах, птицефабриках и тепличных комбинатах с газификацией - 4 кВт, без газификации - 5 кВт. Выбор сечения линий электропередачи Выбор сечения проводов и кабелей исходя из условия нормального режима работы производится: - по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева; - по допустимой потере напряжения; - по экономической плотности тока. Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно-допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву IД . Величина его зависит как от марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды. Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах правил устройства электроустановок (ПУЭ). Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока IР с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие Iр < Iд. Выбор сечения проводника только по нагреву допустимым током приводить к большим потерям активной мощности в ЛЭП и значительной потере напряжения. Поэтому для окончательного выбора сечения следует провести все расчеты, требуемые ПУЭ, и принять наибольшее, определенное этими расчетами сечение проводника. Расчет электронагрузок проводят в соответствии с нормативными данными. При определении электрических нагрузок проектируемых подстанций; дизельных электростанций должны быть учтены все потребители электроэнергии, расположенные в зоне электроснабжения. Расчет электронагрузок в сетях 0,4 кВ проводится путем суммирования расчетных нагрузок на вводе. Максимальные расчетные мощности на участках сетей 0,4 кВ определяем с учетом коэффициентов одновременности. Если нагрузки однотипных потребителей отличаются по величине более чем в 4 раза, то расчетные нагрузки определяем табличным методом и большей нагрузки прибавляют добавку меньшей. Определяем активную нагрузку для:   где К0 – коэффициент одновременности [Л - ] Рgi , Рв i – дневная и вечерняя активная нагрузка на вводе, кВт. Определяем реактивную нагрузку max дневную и вечернюю   где Qgi , Qв i – дневная и вечерняя реактивная нагрузки на вводе кВ. Суммарная активная нагрузка на вводе   где Рg наиб ., Рвнаиб – наибольшая дневная и вечерняя нагрузка из всех слагаемых нагрузок потребителей, ∆Pgi , ∆Рв i – дополнительная и наибольшая нагрузки активная и реактивная нагрузки, по таблице суммирования, [Л-]. Расчёт нагрузки, потребляемой жилыми домами, рассчитывается методом коэффициента одновремённости по формулам  (3.1) (3.2)где n – количество домов; ко– 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 Pд =0,26×96×0,7=17,471 кВт, Qд =0,26×96×0,32=7,987 кВАр, Pв =0,26×96×2=49,92 кВт, Qв =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 Руд– удельная активная мощность, Вт/м; L – длина улицы, м; tgφ – коэффициент реактивной мощности. Pу.о. =5,5×1440×10-3 =7,919 кВт, Qу.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; Руд.о– удельная мощность освещения, Вт/м. Pосв =0,26×96×3×120×10-3 =8,985 кВт, Qосв =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);Pв.с. =49,92+7,92+2,96=60,805 кВт, Qв.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);  2.2 Расчёт потери напряжения. Допустимая потеря напряжения в сети 0,38 кВ определяется для правильного выбора сечения проводов линии 0,38 кВ. В режиме минимальной нагрузки проверяется отклонение напряжения, у ближайшего потребителя, которое не должно превышать +5%. В максимальном режиме отклонение напряжения у наиболее удалённого потребителя должно быть не более минус 5%. На районной подстанции осуществляется режим встречного регулирования dU100=5%; d U25=2%. В минимальном режиме определяется регулируемая надбавка трансформатора  где  - надбавка на шинах РТП в минимальном режиме, %; - потеря напряжения в линии 35 кВ в минимальном режиме, %; - потеря напряжения в трансформаторе в минимальном режиме, %; - конструктивная надбавка трансформатора, %.Допустимая потеря напряжения в линии 0,38 кВ в максимальном режиме определяется по формуле  ,Vрег =5-1+0,081+0,243-5=-0,675 %, принимается стандартная регулируемая надбавка равная 0 %, ∆Uдоп =9-0,326-0,972+5-5-(-5)+(0)=12,701 %, что составляет 48,26 В. Расчёты произведены в программе «Электрик»: Провод АВТ3х6. 160кВт 50м. Потери напряжения 4,94% =665,42В. Медный кабель ВВГ 3х4. 61кВт 21м. Потери напряжения 3,63% =385,46В.  Кабель ПВС 2х1,5. 1,05кВт 94м. Потери напряжения 4,52% =219,61В.  Кабель ВВГ 3х15. 95кВт 63м. Потери напряжения 4,24% =383,02В.  2.3 Расчёт токов короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора аппаратуры и проверки элементов электроустановок на электродинамическую и термическую устойчивость, проектирования и наладки релейной защиты. Расчет токов КЗ начинаем с выбора расчетной схемы, на которой указывается марки проводов и их сечение, длина линий, силовые трансформаторы их мощность. На расчетную схему наносим точки КЗ. Расчетная схема замещения На схеме замещения указываются индуктивные и реактивные сопротивления основных элементов системы, линии, трансформаторов. На схеме расставляются точки КЗ. Расчет ведем методом именнованных единиц. Принимаем базисное напряжение средненоминальное напряжение одной ступени Uб = 10,5 кВ.  Схема замещения Определяем сопротивление схемы замещения. Сопротивление системы.  ХС = 1, где  - мощность КЗ , кВа.Сопротивление линии активное.  (6.2)Сопротивление реактивное.  (6.3)где R0, X0 – активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км.  - длина линии, км.Uном – номинальное напряжение, кВ. Сопротивление трансформатора.  (6.4) (6.5)где Рк – потери КЗ в трансформаторе, кВт. Uк – напряжение КЗ, %, SНТ – номинальная мощность трансформатора, кВ, UН – номинальное напряжение, кВ. Результирующее сопротивление до точек КЗ.  (6.6)Трехфазный ток КЗ.  (6.7)Ток двухфазного КЗ.  (6.8)Ударные токи КЗ.  (6.9)Где Куд – коэффициент ударности. [] Мощность КЗ.  (6.10)где ZQ – сопротивление контактов, принимаем ZQ = 15 Ом. Сопротивление линии 10 кВ.    .Расчет точки К-1. Определяем сопротивление трансформатора.    Трехфазный ток КЗ.  .Двухфазный ток КЗ.  Мгновенное значение ударного тока КЗ.  Определяем сопротивление линии 0,4 кВ для провода А-50. Хл1 = Х0 = 0,35∙0,2 = 0,07 = 70мОм.Rл1 = R0 =0,59∙0,2 = 0,118 = 118 мОм.Хл2 = Х = 0,35∙0,3 = 0,105 = 105мОм.Rл2 = R0 =0,59∙0,3 = 0,147 = 147 мОм.Результирующее сопротивление.  (6.11)  .Трех фазные токи в точках К-2, К-3, К-4. Точка К-2    Точка КЗ    2.4 Расчёт пусковой, регулирующей и защитной аппаратуры. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры произведем согласно структурной схемы. Приведем пример расчета для привода приточного вентилятора. Результаты расчета и выбора сведем в таблицу 5. Определим рабочий ток электродвигателя Ip, А по формуле  , (54)где Кз – коэффициент загрузки; Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт; cosφ – коэффициент мощности; ηн – коэффициент полезного действия электродвигателя  АОпределим пусковой ток двигателя Iп, А по формуле  , (55)где КI – кратность пускового тока.  АВыберем контактор для запуска электродвигателя по условиям [13]  , (56) , (57)где UНА – номинальное напряжение аппарата, В; IН – номинальный ток аппарата, А.   Окончательно выбираем контактор КМИ-10910 У3 с номинальным током Iн = 9А. Комплектуем выбранный пускатель тепловым реле РТЛ 101004. Выберем автоматический выключатель по условиям [13]  , (58) , (59)где к0 – коэффициент одновременности; Ipmax – максимальный рабочий ток группы, А; Iпmax – пусковой ток самого мощного двигателя группы, А. Iнр – номинальный ток теплового расцепителя, А; Iэр – ток отсечки электромагнитного расцепиеля, А; к1 – коэффициент, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя; к2 – коэффициент, учитывающий разброс по току срабатывания электромагнитного расцепителя. Предварительно выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25.    Окончательно выбираем автоматический выключатель с комбинированным расцепителем ВА51Г-25 16А 2.5Расчет осветительной сети. Расчёт освещения проведем в соответствии со СНиП II-4-79 (Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования). Выбираем тип источника света: лампа накаливания 220 В. Выбираем систему освещения: общая Выбираем тип светильника: ВЗГ Определяем число светильников, зная высоту Определяем нормированную освещенность на рабочем месте (VI разряд): нормируемая освещенность Рассчитываем мощность источника света,(4.10) где - нормированная минимальная освещенность, лк;  - площадь освещаемого помещения, ; - коэффициент минимальной освещенности, ; - коэффициент запаса, ; - количество светильников в помещении, ; - коэффициент использования светового потока, лм. изводственного процесса зависит от правильного размещения проектируемой машины и рациональной организации рабочего места. Минимальное расстояние между единицами оборудования и стенами должно составлять 0,8 м и соответствовать ГОСТ 12.2.003-91. Для обеспечения электрической безопасности обслуживающего персонала от поражения электрическим током следует рассчитать зануление с повторным заземлением всей фермы на 30 голов, которое должно выполняться в соответствии с ГОСТ 12. 1019-79 (Электробезопасность). 2,6 Расчет потери напряжения осветительной сети. 1)R0=32/2*1,5=24 Ом/км (ЩО1) ПВС 2х1,5 2)R0=32/3*4=42,6 Ом/км (ЩО2) ВВГ 3х4 R0общ=66,6 Ом/км Расчёты произведены в программе «Электрик»: Провод ПВС 2х1,5. 0,86кВт 23м. Потери напряжения 0,99% =217,82В  Провод ПВС 2х1,5. 1,5кВт 88м. Потери напряжения 1% =396,01В. Провод АВВГ 2Х 4. 1,84кВт 117м. Потери напряжения 0,61% =397,56В.   2,7 Расчет токов короткого замыкания. Здесь P – номинальная мощность в вольт-амперах, 400 – напряжение между фазами вторичной обмотки на холостом ходу, 38,1=Iн— номинальный ток в амперах, Iкз — ток короткого замыкания в амперах, 6 — напряжение при коротком замыкании в процентах. Ток кз ЩО2 Iн=1,5*100/400=375А 375*100\4=9,3кА. Ток кз ЩО1 Iн=1,5*100/400=215А 215*100\4=5,3кА. Ток кз ЩА Iн=1,84*100/400=460А 460*100\4=11,5кА. 2,8 Расчет пусковой. Защитной регулирующей аппаратуры. Осветительной сети. 1)ЩО1 Параметры;L=23(провода) P=0,086кВт 3ф-е питание cosF=1 Потери U=5% С сечением Провода 2*1,5 по меди. С Ном. Автоматического выключателя 6А 2)ЩО2 Параметры;L=88(провода) P=1,5КВт 3ф-е питание cosF=1 Потери U=5% С сечением провода 2*1,5 по меди. С Ном. Автоматического выключателя 6А 3)ЩА Параметры;L=117(провода) P=1,84КВт 1ф-е питание cosF=1 Потери U=5% С сечением провода 2Х 4 по меди С Ном. Автоматического выключателя 10А. 2.9.Выбор трансформаторной подстанции. Трансформаторы масляные ТМ (ТМГ) могут использоваться как в условиях внутренней, так и наружной установки в условиях различного климата. При этом, окружающая среда не должна содержать большого количества пыли. Кроме того, масляные трансформаторы ТМ (ТМГ) могут эксплуатироваться в невзрывоопасной среде. Масляный трансформатор ТМ (ТМГ) практически не требует дополнительных расходов на осуществление работ по монтажу, началу работы и самой эксплуатации. Они не нуждаются в профилактических ревизиях и ремонтных работах в течение всего срока использования. ТМ(ТМГ) обладает также повышенной электрической прочностью изоляции. Достигается это благодаря заливке масла глубокого вакуума. И это, в свою очередь, позволяет полностью удалить воздух из изоляционных деталей и обмоток.  Технический характеристики ТМГ250\6 10\0,4: Цена,руб…………………………………………………………………154306 Мощность, кВА………………………………….………………………….250 Номинальное напряжение, кВ…………….…………………………10(6)/0,4 Схемы соединения обмоток …………………………………..Ун-0, У/Zн-11, Д/Ун-11 Потери холостого хода, кВт………………………………………………..0,47 Потери короткого замыкания (схема У/Ун-0), кВт ………………………3,70 Потери короткого замыкания (схема У/Zн-11, Д/Ун-11), кВт …………..4,20 Напряжение короткого замыкания (схема У/Ун-0, Д/Ун-11), % …………4,5 Напряжение короткого замыкания (схема У/Zн-11), % …………………..4,7 Ток холостого хода, %.....................................................................................1,2 Длина, мм..……………………….…………………………………………1206 Ширина, мм ……………......………………………………………………...778 Высота, мм……………………………………..…………………………...1265 Полная масса, кг………………………….………………………………….930  Список используемой литературы: 1.Электроснабжение сельского хозяйства Будзко И.А., Зуль Н.М. М.: Агропромиздат, 1990 г 2.Электроснабжение сельских населенных пунктов. Наумов И.В., Василевич М.Р., Лукина Г.В. Иркутск: Типография ИрГСХА, 2000 г 3.ПУЭ 7 4.Рычкова Л.П. Проектирование систем электрификации в сельком хозяйстве: учебное пособие. - Иркутск.: ФГОУ ВПО ИрГСХА, 2010. - 150с |