Материал: Система электроснабжения сельскохозяйственного района Нечерноземной зоны

Система электроснабжения сельскохозяйственного района Нечерноземной зоны

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. Краткая характеристика района и объекта проектирования

2. Расчет силовых нагрузок района

.1 Определение расчетных нагрузок

.2 Построение графиков нагрузок районной подстанции

.3 Расчёт основных технико-экономических показателей на основании графиков нагрузок

3. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции 110/10 кв

. Расчет ВЛ 10 кв

.1 Расчет нагрузок на магистралях линий

.2 Выбор сечения проводов на участках линий и определение потерь напряжения

. Выбор и сравнение вариантов схем ОРУ ВН

. Расчет токов короткого замыкания

.1 Расчётная схема установки

.2 Составление схемы замещения и определение ее параметров39

.3 Расчет токов короткого замыкания

.4 Расчет токов замыкания на землю

. Выбор и проверка оборудования на пс к воздействию токов кз

7.1 Выбор и проверка выключателей и разъединителей

7.1.1 Выбор выключателей и разъединителей на стороне 110 Кв

.1.2 Выбор выключателей на стороне 10 кВ

7.2 Выбор трансформаторов тока

7.3 Выбор трансформаторов напряжения

7.4 Выбор ограничителей перенапряжения

.5 Выбор шин

7.6 Выбор опорных изоляторов

8. Собственные нужды подстанции

9. Релейная защита

9.1 Расчёт релейной защиты отходящих линий

.1.1 Пример расчета защиты отходящих линий на примере линии 10 кВ «Подол»

.1.2 Расчет уставок защит отходящих линий

.2 Расчёт релейной защиты силовых трансформаторов

.2.1 Расчет дифференциальной отсечки (ДЗТ-1)

.2.2 Расчет дифференциальная защиты (ДЗТ-2)

.2.3 Сигнализация небаланса в плечах дифференциальной защиты

.2.4 МТЗ от перегрузки

9.2.5 МТЗ трансформатора от токов внешних КЗ 87

9.2.6 Газовая защита 88

.3 Устройства автоматики подстанции 90

.3.1 Автоматическое включение резерва (АВР) 90

.3.2 Автоматическое повторное включение (АПВ) линий 10 кВ

. Выбор измерительных приборов и средств АСКУЭ

. Экономическая часть ВКР

.1 Сметно-финансовый расчет объекта проектирования 96

.2 Расчет эффективности инвестиционных вложений в объект проектирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Темой выпускной квалификационной работы является проектирование электроснабжения сельскохозяйственного района. Потребителями электроэнергии являются населенные пункты, мастерские. Они относятся к III категории надежности электроснабжения.

В настоящее время в связи с ростом электрических нагрузок в производственном и в бытовом секторах возникает необходимость строительства новых подстанций и реконструкции старых.

Основой системы ЭС являются электрические сети напряжением 0.38- 110 кВ, от которых снабжаются электроэнергией потребители, включая коммунально-бытовые, промышленные предприятия, объекты мелиорации и водного хозяйства, а также предприятия и организации, предназначенные для бытового и культурного обслуживания населения.

Трансформаторные подстанции, применяемые для электроснабжения сельских районов, имеют один или два трансформатора 110/10 кВ-2500-10000 кВ∙А. Место размещение подстанции выбирается вблизи центра электрических нагрузок, автомобильных дорог и железнодорожных станций. Подстанция (далее ПС) должна располагаться, как правило, на непригодных для сельскохозяйственного использования земель; на незаселенной или занятой кустарниками территории; по возможности вне зон интенсивных природных и промышленных загрязнений. Важным требованием при размещении ПС является обеспечение удобных заходов ВЛ.

Рациональное проектирование сетевых ПС всех типов и категорий и, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляет собой сложную и ответственную задачу.

1. Краткая характеристика района и объекта проектирования

Основными потребителями электроэнергии являются объекты сельскохозяйственного типа: соответствующие населенные пункты (сельские поселения, деревни) и сельскохозяйственные предприятия, специализирующиеся на молочно-мясном животноводстве. Основная масса потребителей III категории надежности, но также присутствуют и потребители II категории, потребители I категории отсутствуют.

Присоединение подстанции к системе - двумя независимыми ВЛ-110 кВ, тип подстанции - проходная.

Резервное питание части потребителей II и III категории при выходе из строя ВЛ-110 кВ можно осуществить по стороне 10-кВ, по ВЛ, соединенным с подстанцией соседнего района.

Согласно метеорологическим данным и расчетам район климатических условий принят по гололеду 2 (расчетная толщина стенки гололедного отложения 10 мм), по ветру 1 (расчетная скорость ветра 22 м/сек).

Максимальная толщина стенки гололеда 15 мм;

Расчетный скоростной напор ветра на высоте до 15 м, даН/м²:

·   максимальный 40;

·   при гололеде 10.

Нормативная глубина промерзания грунта по площадке ПС - 165 см.

Грунтовые воды по площадке ПС встречены на глубине 0,7-1 м.

Район строительства по пляске проводов 1 (с редкой пляской проводов).

Температура воздуха, ⁰С:

·   максимальная +35;

·   минимальная -50;

·   среднегодовая +1,4;

·   средняя наиболее холодной пятидневки -33.

Число грозовых часов в году 20-40.

2. Расчет силовых нагрузок района

.1 Определение расчетных нагрузок

Расчет нагрузок сетей 0,38-10 кВ производится согласно методике, приведенной в [1].

Расчёт производится по дневному и вечернему максимуму.

Коэффициент одновременности применяется при суммировании нагрузок потребителей, отличающихся друг от друга не более чем в 4 раза:

, кВт, (2.1)

, кВт, (2.2)

где ,  - коэффициент участия потребителей в дневном и вечернем максимуме (табл. 2 [2]);

kо - коэффициент одновременности (таблица 3 [2]);

Pд.i, Pв.i - соответственно дневной и вечерний максимум нагрузки

i-го потребителя, кВт.

Общую нагрузку группы потребителей, в которой мощности отдельных потребителей отличаются в 4 раза и более или имеют различный режим работы, определяют путем прибавления к наибольшей нагрузке P_нб долей меньших нагрузок ΔPi:

, кВт. (2.3)

Расчет нагрузки сети 0,38 кВ рассмотрим на примере п. Протасово.

В данном населенном пункте имеют место: школа, детские ясли, магазин, больница, дом культуры, хлебопекарня, котельная; жилой фонд состоит из частных домов.

Спецификация и характеристика электропотребителей рассматриваемого населенного пункта приведена в таблице 2.1.1.

Расчетную нагрузку на вводах производственных и общественных потребителей принимаем по таблице П1.1 [1].

Таблица 2.1.1

Электропотребители рассматриваемого населенного пункта

Разделяем всех потребителей населенного пункта на три группы: бытовая, общественно-коммунальная и производственная.

Группа 1 - бытовая.

Состав группы: жилые дома. Подставляя числовые значения в (2.1) и (2.2), получаем:

 (кВт);

 (кВт).

Группа 2 - общественно-коммунальная.

Состав группы: магазин, дом культуры, школа, детские ясли, больница, администрация. Так как мощности отдельных потребителей отличаются более чем в 4 раза, используем табличный метод расчета. Подставляя численные значения в (2.3), получаем:

 (кВт);

 (кВт).

Группа 3 - производственная.

Состав группы: хлебопекарня и котельная. Суммируем нагрузки с учетом коэффициента одновременности. Подставляя численные значения в (2.1) и (2.2), получаем:

 (кВт);

 (кВт);

Суммируя расчетную нагрузку всех трех групп согласно выражению (2.3), получаем расчетную нагрузку на шинах ТП без учета наружного освещения:

 (кВт);

 (кВт).

Расчетная мощность ТП определяется по вечернему максимуму нагрузки, так как он больший. Рассчитаем нагрузку уличного освещения.

Расчетная нагрузка уличного освещения определяется по следующей формуле:

 кВт, (2.4)

где Pул.осв. - нагрузка уличного освещения, Вт;

Руд.ул. - удельная нагрузка уличного освещения, Вт/м, для поселковых улиц с простейшим типом покрытий и шириной проезжей части 5-7 м (Руд.ул. = 5,5 Вт/м) [2];ул. - общая длина улиц, м, (принимаем lул. = 840 м).

Подставляя числовые значения, получаем:

(кВт).

Расчетная нагрузка ТП с учетом наружного освещения составит:

 (кВт).

Полная расчетная мощность ТП со смешанной нагрузкой равна:

 кВ·А, (2.5)

где _. - средневзвешенный коэффициент мощности.

Принимаем - для смешанной нагрузки.

Тогда полная расчетная мощность ТП равна:

 (кВ·А).

Принимаем трансформатор типа 2хТМГ-100/10/0,4 кВ. Применяем КТП киоскового типа с воздушным вводом.

Расчетная мощность остальных ТП 10/0,4 кВ определяется аналогично и представлена в приложении 1.

Расчетная нагрузка остальных потребителей представлена в таблице 2.1.2

Таблица 2.1.2

Расчетная нагрузка потребителей