Юндин М.А., Королев А.М. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства: учебное пособие - файл n1.doc

Юндин М.А., Королев А.М. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства: учебное пособие
скачать (593.9 kb.)
Доступные файлы (11):
n1.doc516kb.28.05.2010 17:34скачать
n2.doc250kb.19.05.2010 16:59скачать
n3.doc94kb.28.05.2010 17:23скачать
n4.doc91kb.19.05.2010 11:30скачать
n5.doc300kb.26.05.2010 16:58скачать
n6.doc159kb.28.05.2010 14:55скачать
n7.doc163kb.27.05.2010 17:46скачать
n8.doc123kb.19.05.2010 12:41скачать
n9.doc292kb.26.05.2010 17:06скачать
n10.doc77kb.19.05.2010 16:35скачать
n11.doc48kb.26.05.2010 17:08скачать

n1.doc



МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ»


М.А. Юндин, А.М. Королев

КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЮ

СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА



Допущено

Министерством сельского хозяйства РФ в качестве учебного пособия

для студентов высших аграрных учебных заведений,

обучающихся по направлению 110300 «Агроинженерия»




Зерноград

2010

УДК 621.311.019.019.3


Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор С.В. Оськин

(зав. кафедрой электрических машин и электропривода ФГОУ ВПО

«Кубанский государственный аграрный университет»);
Доктор технических наук, профессор В.С. Газалов

(ведущий научный сотрудник отдела электроэнергетики

ГНУ ВНИПТИМЭСХ)

Юндин М.А., Королев А.М. Курсовое и дипломное проектирование по электроснабжению сельского хозяйства: учебное пособие. – 2-е издание, испр. и доп. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010. – 282 с.



Изложены теоретические основы проектирования систем электроснабжения сельского хозяйства. Приводятся современные требования к построению систем электроснабжения до 10 кВ включительно. Рассмотрены рекомендации по обеспечению требуемого уровня надежности и заданного качества электроснабжения сельскохозяйственных потребителей с наибольшей экономичностью. Дан обширный справочный материал для выбора основных элементов системы электроснабжения.


 М.А. Юндин, А.М. Королев, 2010

 ФГОУ ВПО АЧГАА, 2010


СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ………………………………………………………… 6


1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ …………………………7

1.1 Содержание и объем проекта ……………………………………….7

1.2 Исходные данные к проектированию ……………………………....12

1.3 Требования к выполнению, оформлению и защите проекта ……...27

2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ………….. 30

2.1 Характеристики электрических нагрузок …………………………..30

2.2 Определение расчетной нагрузки на вводе

в сельский жилой дом ………………………………………………..32

2.3 Определение расчетной нагрузки на вводе

производственных потребителей …………………………………..33

2.4 Определение расчетной нагрузки в сетях 0,38 кВ …………………35

2.5 Определение расчетной нагрузки в сетях 10 кВ …………………...37

3 ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА …………..40

3.1 Общие принципы построения схем электрических сетей ………..40

3.2 Определение необходимого количества, места

расположения ТП 10/0,4 кВ и трассировка сети 0,38 кВ …………41

3.3 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов …………….45

4 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 0,38–10 кВ ………………….50

4.1 Расчет электрических сетей 0,38–10 кВ

по экономическим показателям ……………………………………51

4.2 Проверка сечений проводов воздушных линий

по условиям механической прочности …………………………….57

4.3 Проверка сети на допустимую потерю напряжения ……………..58

4.4 Проверка сети 0,38 кВ на успешность запуска асинхронного

электродвигателя с короткозамкнутым ротором …………………62

4.5 Согласование токовых аппаратов защиты с сетью 0,38 кВ

по условию быстродействия………………………….. ……………68

5 ВОПРОСЫ КАЧЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ……………………………………………………..73

5.1 Уровень напряжения ………………………………………………..74

5.2 Регулирование напряжения в сельских электрических сетях …...78

5.3 Симметрия напряжения в трехфазных электрических сетях…… .82

5.4 Форма кривой напряжения и тока………….. ……………………...86

6 МЕРОПРИЯТИЯ ПО РАЦИОНАЛЬНОМУ

И ЭКОНОМНОМУ РАСХОДОВАНИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ … 90

6.1 Мероприятия по снижению расчетных потерь мощности

и энергии при проектировании ……………………………………..91

6.2 Мероприятия по уменьшению коммерческих потерь

электроэнергии ………………………………………………………97

6.3 Регулирование суточного графика нагрузки

и снижение пиков в часы максимума энергосистемы …………….99

6.4 Рациональное расходование электроэнергии

при помощи средств автоматизации ……………………………….101

  1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НОРМАТИВНЫХ УРОВНЕЙ

НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ …103

7.1 Категории сельскохозяйственных потребителей

по надежности электроснабжения …………………………………103

7.2 Нормы надежности для сельскохозяйственных

потребителей ………………………………………………………...106

7.3 Мероприятия по обеспечению нормативных уровней

надежности электроснабжения …………………………………….107

8 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ …………………111

8.1 Общие положения …………………………………………………..111

8.2 Составление расчетных схем ………………………………………115

8.3 Расчетные формулы ………………………………………………..119

8.4 Порядок расчета токов короткого замыкания …………………….124

8.5 Особенности расчета токов короткого замыкания

в сетях при питании от резервных электростанций ………………125

9 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ …………………………….129

10 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ОТ АВАРИЙНЫХ

И НЕНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ …………………………………134

10.1 Защита силовых трансформаторов 10/0,4 кВ

от токов короткого замыкания ……………………………………134

10.2 Защита линий 0,38 кВ от токов короткого замыкания ………….136

10.3 Защита электроустановок от перенапряжений ………………….141

10.4 Заземление подстанции 10/0,4 кВ и нулевого провода

сети 0,38 кВ ……………………………………………………………..149
ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………..154


ПРИЛОЖЕНИЯ

А Условно-графические и позиционные обозначения

основных элементов систем электроснабжения …………………….158

Б Сведения по расчету электрических нагрузок………………………..171

В Сведения для выбора мощности трансформаторных подстанций

напряжением 10/0,4 кВ ………………………………………………..195

Г Технические характеристики силовых трансформаторов …………..197


Д Технические характеристики проводов ВЛ и кабелей…………..…..199

Е Технические характеристики электрооборудования

напряжением свыше 1000 В …………………………………………...210

Ж Технические характеристики электрооборудования

напряжением до 1000 В ……………………………………………….217

З Технические характеристики источников

автономного электроснабжения ……………………………………….274

И Сведения для расчета заземляющих устройств………………………278


ПРЕДИСЛОВИЕ
Электроснабжение сельского хозяйства гармонично развивалось, особенно с 1953 по 1990 годы. После распада СССР эксплуатация сельских электросетей и электроустановок ухудшилась. Ликвидация РАО «ЕЭС России» и приватизация генерирующих компаний страны, вопреки ожиданиям апологетов либеральной реформы электроэнергетики, не привлекли частный капитал из-за неоправданных рисков в строительство новых энергоблоков и линий электропередачи.

Для России энергоресурсосбережение является одной из самых актуальных задач XXI века. От результатов решения проблемы энергосбережения зависит место нашего общества в ряду развитых в экономическом отношении стран и уровень жизни граждан. Рациональное потребление электроэнергии позволит обеспечить подключение новых потребителей при минимальных капитальных затратах на развитие инфраструктуры и снимет проблемы выделения земельных участков под новое строительство.

Настоящее учебное пособие предназначено для бакалавров и специалистов, обучающихся по направлению подготовки «Агроинженерия» всех видов обучения: очного, заочного и написано в соответствии с учебной программой, утвержденной учебно-методическим объединением вузов по инженерным специальностям.

Во вторую редакцию учебного пособия внесены изменения в соответствии с действующими нормативными документами. Введен раздел приложений. Учебное пособие может быть также полезно бакалаврам техники и технологии по направлению подготовки «Электроэнергетика».

Главы 1, 2, 4–7, 9, 10 написаны М.А. Юндиным; главы 3, 8 – А.М. Королевым.

1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1 СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ ПРОЕКТА



Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения студентов в вузе и направлено на систематизацию и расширение теоретических знаний студентов, развитие аналитического и творческого мышления, на закрепление навыков использования современной вычислительной техники и выполнения расчетно-графических работ.

ТЕМА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА выдается в соответствии со специальностью и специализацией, по которым обучался студент, и утверждается приказом ректора по институту. Разработки по теме проекта должны быть реальны и применимы к практическому использованию. Целесообразно выполнение проектов, в которых имеются элементы научно-исследовательского характера. Задание на проектирование составляется руководителем проекта и содержит название темы, развернутое ее содержание (основные разделы, вопросы, подлежащие разработке, и т.д.), количество и содержание чертежей.

ТЕМА КУРСОВОГО ПРОЕКТА по сравнению с дипломным проектом охватывает более узкий круг вопросов, обусловленный учебной программой дисциплины "Электроснабжение сельского хозяйства". Задание на курсовое проектирование выдается студентам руководителем проекта после утверждения тем на заседании кафедры.

Текстовой частью проекта является расчетно-пояснительная записка, объем которой составляет 100–120 страниц рукописного текста для дипломного проекта и 40–60 страниц для курсового проекта, оформленная в соответствии с существующей ЕСКД.

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту включает в себя титульный лист, задание на проект с исходными данными на проектирование, аннотацию, оглавление, введение, основное содержание проекта, выводы и список использованной литературы.

Расчетно-пояснительная записка к дипломному проекту, кроме перечисленных выше разделов, содержит главы по экономике и организации производства, по безопасности и экологичности проекта.

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ И БЛАНК ЗАДАНИЯ на проект оформляются в соответствии с формами, приведенными ниже.

В АННОТАЦИИ, располагаемой в пояснительной записке за заданием, кратко излагаются основные положения работы и полученные результаты, а также указывается объем страниц пояснительной записки, количество рисунков, таблиц, количество библиографических источников. Объем аннотации не должен превышать 15–20 строк.

ОГЛАВЛЕНИЕ приводится после аннотации и состоит из названия разделов и подразделов записки с указанием их расположения по страницам.

ВВЕДЕНИЕ раскрывает сущность решаемых задач и их значение для народного хозяйства. Здесь же приводится обзор литературных источников по вопросам, рассматриваемым в проекте.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ излагается в разделах проекта. Рекомендуется в курсовом проекте выполнять детальную разработку системы электроснабжения объекта, а в дипломном проекте – дополнительно разрабатывать специальный вопрос.

В ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ дипломного проекта определяются технико-экономические показатели разрабатываемых изделий, дается оценка их эффективности.

В РАЗДЕЛЕ «БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА» предусматривается углубленное изучение вопросов, связанных с темой проекта. Например, мероприятия по технике безопасности при монтаже электрооборудования системы электроснабжения населенного пункта, противопожарные требования и охрана труда на предприятии и др.

В РАЗДЕЛЕ «ЛИТЕРАТУРА» указывается литература, на которую даются ссылки в пояснительной записке.

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ проекта должна с достаточной полнотой иллюстрировать материал, представленный в расчетно-пояснительной записке.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра ТОЭ и ЭСХ

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по электроснабжению сельского хозяйства

студенту _________________________________________________

на тему "Электроснабжение населенного пункта"



Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Введение.

2. Определение расчетной мощности на вводах потребителей.

3. Выбор необходимого количества трансформаторных пунктов и

определение мест их установки.

4. Построение схемы и расчет нагрузок по участкам сети 0,38 кВ.

5. Выбор мощности силовых трансформаторов.

6. Расчет нагрузок по участкам сети 10 кВ.

7. Проверка успешности прямого пуска мощного электродвигателя

от спроектированной сети.

8. Оценка качества напряжения у потребителей.

9. Расчет потерь электроэнергии в элементах электрической сети.

10. Расчет токов короткого замыкания.

11. Выбор аппаратуры трансформаторных пунктов 10/0,4 кВ.

12. Выводы.

13. Литература.
Перечень графического материала (2 листа):


Руководитель__________________________________
Задание принял к исполнению _____________________

"_____"__________________ 201__ г.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АЗОВО-ЧЕРНОМОРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ
Факультет ______________________

Кафедра _______________________

Зав. кафедрой ___________________

(подпись)

_______________________________

(ученая степень, звание, ф. и. о.)
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

(Расчетно-пояснительная записка)
Тема _________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________


Автор ________________________ ______________________________

(подпись) (фамилия, имя, отчество)

Руководитель__________________ _____________________________

(подпись) (ученая степень, звание, ф. и. о.)

Нормоконтроль________________ _____________________________

(подпись) (ученая степень, звание, ф. и. о.)
КОНСУЛЬТАНТЫ:
Конструктивная

часть ________________________ _____________________________

(подпись) (ученая степень, звание, ф. и. о.)

Безопасность

и экологичность проекта_____________ ________________________

(подпись) (ученая степень, звание, ф. и. о.)

Экономическая

часть ________________________ ______________________________

(подпись) (ученая степень, звание, ф. и. о.)


Зерноград

201__ г.

1.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Для курсового проекта необходимы следующие исходные данные: план населенного пункта, сведения о потребителях, характеристики технологических процессов отдельных потребителей, информация о районе климатических условий, схемы питания напряжением 10 кВ с указанием мощности потребительских трансформаторных подстанций, а также данные о величине удельного сопротивления грунта.

Для дипломного проектирования студент проводит обследование объекта и собирает исходные материалы на преддипломной практике. Объем и характер материалов определяется темой проекта и задачами, которые должны быть решены.

При реконструкции системы электроснабжения хозяйства необходимо собрать следующие материалы:

а) сведения о существующей системе электроснабжения (год строительства ВЛ 0,38–10 кВ, их протяженность, марки и сечения проводов, количество и мощность ТП 10/0,4 кВ, количество мощных электродвигателей с указанием, на каких процессах и объектах они установлены, данные о потреблении электроэнергии, ближайшие перспективы развития энергопотребления и т.д.);

б) генеральные планы принятых к реконструкции населенных пунктов с нанесенными линиями электропередачи. На генеральном плане должны быть указаны все постройки и площадки, имеющие потребителей электроэнергии;

в) перечень предполагаемых к установке в ближайшие 5–7 лет потребителей электроэнергии с их характеристиками, достаточными для выбора мощности на вводе;

г) данные о месте присоединения ВЛ 10 кВ к ТП 10/0,4 кВ и их нагрузках, не принадлежащих данному хозяйству, но участвующих в формировании электрических нагрузок на участках линии 10 кВ при максимальном и минимальном электропотреблении, а также режимы регулирования напряжения;

д) сведения об обеспечении надежности электроснабжения в соответствии с требованиями /4/ (наличие местного и сетевого резерва для потребителей первой категории, количество аварийных и плановых перерывов в электроснабжении и их общая длительность в течение года, наличие устройства АПВ для питающих ВЛ 10 кВ, наличие секционирующих устройств на отпайках от магистрали ВЛ 10 кВ);

е) данные об уровне напряжения в сети 0,38 кВ с учетом положений переключателя коэффициента трансформации трансформатора 10/0,4 кВ (анцапфы) у наиболее удаленного от источника питания потре­бителя электроэнергии при максимальной нагрузке и у наиболее близкого – при минимальной нагрузке;

ж) сведения о типах защит в электрических сетях 0,38 кВ и 10 кВ, о значении их уставок по току, о результатах проверки защитных аппаратов на быстродействие и селективность действия;

з) данные о типе рабочей машины, приводимой в движение самым мощным электродвигателем, моменте сопротивления троганию или максимальной мощности рабочей машины, её угловой скорости, а также данные об уровне напряжения в сети 0,38 кВ и параметрах линии, от которой питается электродвигатель.

Собранные материалы необходимо обработать и тщательно проанализировать.

Если, например, в процессе сбора исходных данных установлено, что физический износ опор ВЛ 0,38–10 кВ близок к критическому, а пропускная способность ВЛ недостаточна, или, если обнаружены участки сетей напряжением 10 кВ, выполненные стальными проводами марок ПС или ПСО, то данное обстоятельство является поводом для проведения реконструкционного расчета питающей или распределительной сети.

В процессе реконструкции электрической сети может быть изменена трасса прохождения линии, ВЛ может быть заменена на ВЛИ или кабельную линию. Целесообразно предусмотреть, с одной стороны, прокладку трасс линий по землям несельскохозяйственного назначения, непригодным для ведения сельского хозяйства, или по сельскохозяйственным угодьям худшего качества, а, с другой стороны, конфигурация сети должна обеспечивать надежность электроснабжения, удобство ее обслуживания, экономичность и возможность последующего развития без серьезных изменений.

При наличии на территории хозяйства сетей напряжением 6 кВ имеет смысл выполнить реконструкцию на напряжение 10 кВ, что позволит увеличить пропускную способность сети, уменьшить потери электроэнергии и улучшить качество отпускаемой потребителям электроэнергии. При сборе исходных данных может быть установлено, что хозяйство получает электроэнергию от питающей подстанции напряжением 35/10 кВ, а по территории угодий хозяйства проходит линия электропередачи ЛЭП 110 кВ. Это позволяет рассмотреть в проекте вариант питания хозяйства от подстанции с "глубоким" вводом напряжением 110/10 кВ.

В следующих примерах показаны варианты обработки исходных данных для постановки задач к дипломному проектированию.

Пример 1.1. Рассчитать отклонения напряжения в характерных точках сети 0,38 кВ, изображенной на рисунке 1, для режима встречного регулирования на шинах 10 кВ питающей подстанции = +5%; = 0%, при условии, что регулируемая надбавка трансформаторов ТП 1 и ТП 2 равна +5%. Схемы соединения обмоток трансформаторов Т1 и Т2 «звезда – звезда с нулем».

Решение.

  1. Определяем потери напряжения на участках ВЛ 10 кВ:



где Pi, Qi – соответственно активная и реактивная мощность на i-том участке линии, кВт и квар;

ri, xi – активное и индуктивное сопротивления соответствующего участка, Ом;

UН – номинальное напряжение линии, кВ.


Условные обозначения:

расчетная нагрузка, кВА/коэффициент мощности

Рисунок 1 – Расчетная схема электроснабжения
1.1. Для нахождения на участках ВЛ 10 кВ составляющих полной мощности определяем расчетные нагрузки, начиная с участка линии 3–4:



где kз – коэффициент загрузки трансформатора. Принят kз = 0,7;

kн – коэффициент роста нагрузки. В соответствии с таблицей П.Б.5 приложения для семилетнего расчетного периода kн = 1,3.



1.2. Сопротивления участков линии 10 кВ определяем по удельным активному r0 = 0,83 Ом/км (табл. П.Д.1) и индуктивному х0 = 0,4 Ом/км /2/ сопротивлениям:

; ;



1.3. Аналогично /1/ ведем расчет потерь напряжения на других участках ВЛ 10 кВ, предварительно просуммировав нагрузки по надбавкам таблицы П.Б.10:





2. Суммарная потеря напряжения в линии № 3 10 кВ при максимальной нагрузке до самого удаленного ТП 10/0,4 кВ составляет:



3. Потеря напряжения в линии № 2 10 кВ при минимальной нагрузке



4. Потери напряжения в силовых трансформаторах:

– при минимальной нагрузке у Т1:



где UН – номинальное напряжение трансформатора стороны НН, кВ;

rT1 – активное сопротивление силового трансформатора Т1, Ом;

хT1 – индуктивное сопротивление силового трансформатора Т1, Ом.



здесь РК потери короткого замыкания трансформатора, кВт (приложение Г);

SН1 – номинальная мощность трансформатора Т1, кВА;

Uк,%потери короткого замыкания трансформатора, % (приложение Г).

У силового трансформатора Т2 при минимальной нагрузке



– при максимальной нагрузке аналогично



5. Составляем таблицу 1 отклонений и потерь напряжения и заполняем первые пять строк.

6. Потери напряжения в линии 0,38 кВ для заполнения 6-й строки табли- цы 1



где Sр – полная мощность на участке линии, кВА;

L – протяженность участка линии, км;

r0 , x0 – удельное активное и индуктивное сопротивления проводов линии.

  1. Считая нагрузки однородными производственными, выполняем суммирование нагрузок по участкам линии с учетом коэффициента одновременности (табл. П.Б.6):



6.2. Потери напряжения на участках сети 0,38 кВ при максимальной нагрузке равны:



7. Для заполнения последней строки таблицы 1 составляем баланс напряжения по столбцам:


Таблица 1 – Отклонения и потери напряжения в электрической сети




п/п


Наименование элементов сети

Отклонения и потери напряжения

потребитель "А" при нагрузке 25% Т1

потребитель "Б" при нагрузке 25% Т2

потребитель "В" при нагрузке 100% Т2

1.

Шины 10 кВ питающей подстанции

0

0

+5

2.

Линия 10 кВ

–0,03

–1,23

–4,9

3.

Силовой трансформатор 10/0,4 кВ:










3.1

Нерегулируемая надбавка

+5

+5

+5

3.2

Регулируемая надбавка

+5

+5

+5

3.3

Потери на трансформаторе

–0,83

–0,69

–2,8

4.

Линия 0,38 кВ

0

0

–21,8

5.

Потребитель

+9,1

+8,1

–14,5


Как видно из таблицы 1, отклонение напряжения у потребителя "В" при максимальной нагрузке не удовлетворяет требованиям ГОСТ 13109-97.

Данная проблема является поводом для постановки задачи доведения уровня напряжения до нормируемой величины.

Пример 1.2. От ТП 10/0,4 кВ мощностью 250 кВА по ВЛ 0,38 кВ длиной 300 м (провод А50) питается электродвигатель 4А 200 М2У3, приводящий в движение рабочую машину с максимальной мощностью 35 кВт и частотой вращения 2000 об мин–1. Указанный ТП подключен к шинам питающей подстанции через ВЛ 10 кВ протяженностью 4,7 км (провод А50). Проверить возможность успешного пуска электродвигателя от сети.





Рисунок 2 – Схема замещения сети,

от которой запускается электродвигатель

Решение.

1. Определяем момент сопротивления рабочей машины



где – угловая скорость вала.

2. По /3/ выписываем паспортные данные электродвигателя 4А200 М2У3:
Таблица 2 – Технические характеристики электродвигателя

Рн, кВт

nн, об/мин

Iн, А

cos

н

Ki



Sн, %

Sкр, %

37

2645

70

0,89

0,9

7,5

2,5

1,8

11


3. Приводим Мс к валу электродвигателя:



4. Определяем отклонение напряжения на зажимах электродвигателя при пуске:



4.1. Сопротивление ВЛ 10 кВ, приведенное к напряжению 0,38 кВ,

Ом.

4.2. Сопротивление трансформатора ТП 10/0,4 кВ

Ом.

4.3. Сопротивление ВЛ 0,38 кВ

Ом.

4.4. Сопротивление электродвигателя при пуске

Ом.

Тогда отклонение напряжение при пуске составит:

.

5. Проверяем возможность запуска:

,

где Кз – коэффициент запаса, принимаем Кз = 1,3;

mмф– кратность момента электродвигателя с учетом реальной величины

напряжения на зажимах электродвигателя.

5.1. Момент электродвигателя

Нм.

5.2. Фактическая кратность пускового момента электродвигателя



.

Так как правая часть неравенства оказалась больше левой, т.е. фактический момент рабочей машины, с учетом реального колебания напряжения, оказался выше номинального момента электродвигателя, то электродвигатель не запустится. Следовательно, необходимо выполнить технические мероприятия по устранению данного недостатка.

Пример 1.3. Проверить быстродействие автоматического выключателя АЕ2046 с номинальным током выключателя и номинальным током расцепителя перегрузки , установленного на головном участке линии 0,38 кВ протяженностью 400 м, выполненной проводом 4А 35 и отходящей от силового трансформатора 10/0,4 кВ Y/Y-н – мощностью 100 кВА. На линии установлены два повторных заземления.

Решение.

  1. Составляем схему замещения электрической цепи для вычисления минимального тока однофазного КЗ в конце линии (рисунок 3).

  2. Определяем сопротивления элементов по схеме замещения рисунка 3.



Рисунок 3 – Схема замещения электрической цепи для расчета тока

однофазн
ого КЗ
Активное сопротивление прямой последовательности трансформатора

мОм.

Индуктивное сопротивление прямой последовательности трансформатора



Активное сопротивление нулевой последовательности трансформатора для схемы соединения обмоток Y/Y-н

мОм.

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности трансформатора

мОм.

Активное сопротивление прямой последовательности линии

Ом или 332 мОм,

где r01 – удельное активное сопротивление прямой последовательности линии, Ом/км;

L – расстояние по линии от трансформатора до точки короткого замыкания, км.

Индуктивное сопротивление прямой последовательности линии

Ом или 123 мОм,

где x01 – удельное индуктивное сопротивление прямой последовательности линии, Ом/км.

Активное сопротивление нулевой последовательности линии без учета повторных заземлений на линии и сезонности

мОм,

где r00 – удельное активное сопротивление нулевой последовательности линии, мОм/м. Значение принято по приложению Д.

Активное сопротивление нулевой последовательности линии с учетом повторных заземлений на линии и коэффициента сезонности

мОм,

здесь – коэффициент, учитывающий влияние повторных заземлителей на активное сопротивление нулевой последовательности линии 0,38 кВ. По исходным данным с учетом приложения Д = 0,98;

– коэффициент, учитывающий влияние удельного сопротивления грунта на растекание токов нулевой последовательности (приложение Д).

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии без учета повторных заземлений на линии и сезонности

мОм,

где x00 – удельное индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии, Ом/км.

Индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии с учетом повторных заземлений на линии и сезонности

мОм,

здесь – коэффициент, учитывающий влияние повторных заземлителей на индуктивное сопротивление нулевой последовательности линии 0,38 кВ. По исходным данным с учетом приложения Д = 0,97;

  1. Рассчитываем суммарные сопротивления прямой и нулевой последовательности всех элементов до точки КЗ без учета влияния повторных заземлений линии:

мОм.

мОм.

мОм.

мОм.

  1. Определяем ток однофазного КЗ в конце линии:



  1. Используя характеристику автоматического выключателя /4/ по току однофазного КЗ, определяем быстродействие (рисунок 4). Для этого рассчитываем кратность тока:



Как следует из рисунка 4, наименьшее время отключения автоматическим выключателем тока минимального однофазного КЗ, даже из нагретого состояния расцепителя, составит 8 с, что превышает не только нормируемые 0,2 с, но и максимально допустимые 5 с для цепей, питающих распределительные щиты.


Рисунок 4 – Определение времени срабатывания

автоматического выключателя
Для увеличения быстродействия токовой защиты линии следует предусмотреть технические мероприятия, которые бы позволили обеспечить выполнение действующих норм /5/.

1.3 ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ

И ЗАЩИТЕ ПРОЕКТА
Правила выполнения и оформления всей конструкторской документации изложены в комплекте государственных стандартов, образующих Единую систему конструкторской документации (ЕСКД). Соблюдение стандартов ЕСКД при проектировании в высших учебных заведениях обязательно. Кроме этого, в учебных заведениях разрабатываются стандарты предприятия, соблюдение которых также обязательно.

Курсовой и дипломный проекты, посвященные электроснабжению сельского хозяйства, по характеру разрабатываемых вопросов ближе всего подходят к техническим проектам (ГОСТ 2.120–73). Если вместо дипломного проекта студенту поручается дипломная работа, то ее следует оформлять как отчет по научно-исследовательской работе в соответствии с ГОСТ 7.32–91.

Текстовые документы курсового и дипломного проектов в соответствии с ЕСКД могут оформляться машинописными на одной стороне листа через два интервала (расстояние между основаниями соседних строк 8,3–8,5 мм), рукописными с высотой букв и цифр не менее 2,5 мм, печатными с периферийных устройств (принтеров) ПЭВМ и типографскими по авторскому машинописному оригиналу.

Ссылки на литературные источники следует оформлять, указывая в соответствующем месте текста в косых скобках порядковый номер, под которым данный источник приведен в списке литературы. Названия источников в списке литературы следует оформлять по ГОСТ 7.1–84. Примеры такого оформления можно увидеть в списке литературы настоящего указания.

Требования к оформлению таблиц регламентируются ГОСТ 1.5–93, электрических схем – ГОСТ 2.721–74...2.727–68 и ГОСТ 2.752–71...2.755–87.

Графический материал проекта должен представляться на бумаге стандартного формата (594 Ч 840). Схемы и чертежи выполняются чертежным карандашом, тушью черного цвета с одинаковой контрастностью всех элементов, а также с использованием современных средств оргтехники. При этом необходимо стремиться к равномерному заполнению листа и его наглядности. Каждый лист должен сопровождаться основной надписью согласно ГОСТ 2.104–68, которая располагается в правом нижнем углу листа.

Текстовый материал пояснительной записки проекта рекомендуется располагать в такой последовательности:

По завершении курсового проекта студент представляет пояснительную записку и подписанные им чертежи руководителю, который осуществляет проверку представленных материалов. После проверки решается вопрос о допуске студента к защите. Защита курсового проекта осуществляется перед комиссией, образованной из двух-трех преподавателей. Студент должен коротко изложить основное содержание проекта (не более 10 минут и без детализации общеизвестных положений). После ответов на вопросы членов комиссии выносится решение об оценке проекта.

В дипломном проекте студентом должны быть соблюдены правила профессиональной этики, к которым относят в первую очередь плагиат и фальсификацию данных. Под плагиатом понимается наличие прямых заимствований без соответствующих ссылок из всех печатных и электронных источников, защищенных ранее дипломных работ, кандидатских и докторских диссертаций. Под фальсификацией данных понимается подделка или изменение исходных данных с целью доказательства правильности вывода, а также умышленное использование ложных данных в качестве основы анализа.

Законченный дипломный проект подписывается студентом (в основной надписи графической части, на спецификациях в приложении, на задании, на титульном листе), руководителем (в основной надписи графической части и на титульном листе; в зачетной книжке: о зачете по преддипломной практике и о допуске к защите; в задании проставляется отметка о ритмичности выполнения разделов проекта), консультантами. Руководитель дипломного проекта подготавливает на дипломный проект (работу) отзыв. После этого пояснительная записка и чертежи подписываются заведующим кафедрой.

Готовый дипломный проект вместе с отзывом отправляется на рецензию. Дипломный проект защищается публично перед Государственной аттестационной комиссией (ГАК).



Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации