 |
Расчет и выбор мощности силового трансформатора.
|
|
|
|
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: ”Электроснабжение”
На тему: ”Расчет ВЛ-10 кВ”
Выполнил: Тахтабаев Р.Р.
Группа: 241
Проверил: Агапов В.Н.
Ялуторовск - 2013г.
00 Содержание стр. 3
00 Введение стр. 4 - 7
01 Технико - экономическое обоснование стр. 8-11
02 Исходные данные стр. 12-13
03 Расчётно - техническая часть стр. 14-30
3.1 Расчёт электрических нагрузок стр.14-17
3.2 Расчёт и выбор силового трансформатора стр.17
3.3 Расчёт и выбор неизолированных проводов стр.17-20
3.4 Расчёт потери эл. энергии для линии – 10кВ стр.21-22
3.5 Расчёт токов короткого замыкания – 10кВ стр. 22-25
3.6 Расчёт и выбор высоковольтных предохранителей 10 кВ. стр. 25-26
3.7 Расчёт заземляющего устройства стр. 26-30
04 Специальная часть стр. 31-34
05 Технико-экономический расчёт стр. 35-37
06 Охрана труда и техника безопасности стр. 38-41
07 Мероприятия по пожарной безопасности стр.42-45
08 Заключение стр.46-47
09 Список литературы стр.48
Производство электрической энергии и ее потребление – это единый технологический процесс, к существенным особенностям которого относят:
наличие электросвязи между источником и приемником электроэнергии;
технологическое единство во времени, производство и потребление электроэнергии; возможность создать запасы энергии в системе.
Электроснабжение – это производство, распределение и применение электроэнергии – основа устойчивого функционирования и развития всех отраслей промышленности сельского хозяйства страны, комфортного быта населения.
Между источником электроэнергии генератором и потреблением приемником существует непосредственная электрическая связь. Она реализуется с помощью проводов из хорошо проводящих электрический ток материалов, что позволяет передавать электроэнергию на весьма большое расстояние. Дальность передачи ограничивает только целесообразность тех или иных допустимых потерь электроэнергии, которые возрастают пропорционально расстоянию между источником и приемником. Проводка может быть разветвленной: тогда один источник питает число приемников электроэнергии. Все сельскохозяйственные приемники электроэнергии можно разделить на две большие группы, приемники производственного, коммунально-бытового сектора.
|
|
|
В производственном секторе чаще требуется трехфазный ток для обеспечения работы трехфазных электродвигателей и мощных электротепловых установок. В коммунально - бытовом секторе приемники как правило подключаются к одной из фаз, хотя могут быть единичные трехфазные приемники. На электростанциях вырабатывается только приемный ток, его разделение на одно и трехфазную происходит на месте потребления.
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.
|
|
|
 |
Воздушной линией называется инженерно-техническое сооружение выполненное на открытом воздухе, состоящее из опор, проводов, изоляционной и крепящей арматуры и предназначенной для передачи электрической энергии на расстоянии.
Воздушные линии подразделяются: по назначению (распределительные и потребительские), по классу напряжения 500; 220; 110; 35; 10 и 0,4 кВ. К магистральным сетям и сетям сверхвысокого напряжения относятся ВЛ-500 кВ и ВЛ-220 кВ.
Пролетом называется расстояние между двумя ближайшими опорами, на которых закрепляются провода.
Расстояние от самого нижнего провода в середине пролета до поверхности, называется габаритом.
Стрела провеса – это расстояние от мнимой прямой в местах крепления провода до наибольшей точки провеса этого же провода.
Длина пролета должна составлять для ВЛ-10 кВ 50-70 м., меньшее знамение пролетов соответствуют населенным пунктам.
Расстояние между двумя анкерными опорами называется анкерным пролетом.
Провода ВЛ подвешивают на опорах, чтобы поднять их на высоту безопасной для людей и животных. Опоры должны быть устойчивы к внешним воздействиям ветру и гололеду.
Материал опор: дерево, железобетон и сталь.
По назначению опоры делят на промежуточные, анкерные, угловые концевые и специальные.
Промежуточные опоры предназначены для поддержания провода на высоте и на одностороннее натяжение не рассчитаны.
Анкерные опоры предназначены для повышения механической прочности линии. На анкерных опорах провода крепятся жестко. Данный тип опор рассчитан на одностороннее натяжение провода.
Угловые опор устанавливаются в местах изменения направления линии.
Концевые опоры устанавливаются в начале и в конце линии. Концевые опоры рассчитаны на односторонне натяжение. На таких опорах провод крепится жестко.
Специальные опоры устанавливаются в таких местах, в которых нельзя установить другие типы опор.
В местах крепления проводов ВЛ к опорам, для надежной изоляции фаз устанавливают специальные изоляционные конструкции (изоляторы). Изоляторы ВЛ изготовляют из фарфора или закаленного стекла. Рекомендуется преимущественно использовать стеклянные изоляторы.
|
|
|
Все изоляторы применяемые на ВЛ-10 кВ называют линейными.
Линейные изоляторы бывают штыревые и подвесные. Штыревой изолятор крепят на крюке или штыре, закрепляют на штыре опоры.
Для ВЛ-10 кВ применяют штыревые изоляторы типа ШС и ШФ. Подвесные изоляторы используют в следующих случаях:
- на опорах анкерного щита (угловые, концевые);
- на опорах пролета при пересечении с инженерным сооружением;
- на линиях основного питания электроэнергии.
Требования к изоляторам:
1) Высокие изоляционные свойства.
2) Выдерживать определенные механические нагрузки.
3) Выдерживать условия окружающей среды
4) Соответствовать классу напряжения
5) Применение изоляторов по назначению и технически исправных.
В курсовом проекте по дисциплине электроснабжения рассматривается тема ВЛ-10 кВДля выполнения темы курсового проекта будем руководствоваться действующими требованиями ПУЭ; ГОСТ2; РУМ-2004; справочными данными для системы электроснабжение.
Составляем таблицу с перечнем наименований условно заданных величин.
Таблица 2.1.
| №/п | Наименование величин | ед. изм. | Кол-во | Примечание |
| 1. | Установленная активная нагрузка, Робщ. Р1 Р2 Р3 Р4 Р5 Р6 Р7 Р8 | кВт кВт кВт кВт кВт кВт кВт кВт кВт | Район по гололеду ”3” | |
| 2. | Общая протяженность линии, L общ.. L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 | км км км км км км км км км | Район по гололеду ”З” | |
| 3. | Сos φ | 0,87 | ||
| 4. | Тmax | час | ||
| 5. | ΔUдоп | % | 6,0 | |
| 6. | Удельное сопротивление Ризм | Ом× ×м |
Для расчета электрических нагрузок и выбора проводов составляем расчетную схему, на которой наносим установленные обозначения.
 |
P3 P4
3 P5
L4
L3
A 1 2 5 6 7
L1 L2 L5 L6 L7
P1 P2 P6 P7 P8
Рис. 2.1 Расчетная схема ВЛ – 10 кВ.
3.1. Расчет электрических нагрузок. 
Электрические нагрузки рассчитывают для выбора силовых трансформаторов, определения “пика” нагрузок, выбора марки сечения проводов, определения количества передаваемой и потребляемой энергии, для равномерной загрузки электрических сетей.
|
|
|
Принимаем производственный характер нагрузки. Согласно РУМ-2004 г Принимаем следующие коэффициенты:
· коэффициент одновременности, Ко=0,7 [ каганов ];
· коэффициент дневного максимума, Кд=1 [ каганов ];
· коэффициент вечернего максимума, Кв =0,4 [ каганов ]
В курсовом проекте будем определять максимальную дневную и вечернюю мощность при этом учитываем коэффициент одновремённости коэффициент дневного и вечернего максимума, характера нагрузки.
Рмах.д. = Руст * Ко * Кд (3.1)
где: Руст – установленная активная нагрузка в кВт;
Рмах.д1 = 200٠ 0.7 ٠ 1= 140 кВт
Рмах.д2 = 200٠ 0,7 ٠ 1 = 140кВт
Рмах.д3 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.д4 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.д5 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.д6 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.д7 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.д8 = 100 ٠ 0,7 ٠ 1 = 70 кВт
Рмах.в. = Руст * Ко * Кв (3.2)
Кв-Коэффициент вечернего максимума=0.4
Рмах.в1 = 200٠ 0,7٠ 0,4 = 56кВт
Рмах.в2 = 200٠ 0,7٠ 0,4 = 56кВт
Рмах.в3 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Рмах.в4 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Рмах.в5 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Рмах.в6 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Рмах.в7 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Рмах.в8 = 100 ٠ 0,7 ٠ 0,4 = 28кВт
Определяем суммарную активную нагрузку дневного максимума:
ΣРмах.д = Рмах д1 + Рмах д2 + Рмах д3 + Рмах д4 + Рмах д5 + Рмах д5 + Рмах д7 + Рмах д8 (3.3)
ΣРмах.д 140*2+70*6=600кВт
Определяем суммарную активную нагрузку вечернего максимума:
ΣРмах.в = Рмах в1 + Рмах в2 + Рмах в3 + Рмах в4 + Рмах в5 + Рмах в6 + Рмах в7 + Рмах в8 (3.4)
ΣРмах.в =56*2+28*6=280кВт
Определяем отношение максимальной дневной мощьности к максимальной вечерней:
ΣРмах.д / ΣРмах.в =600/280=2,1кВт (3.5)
Для данного значения из справочной таблицы принимаем Cosφ дневной и Cosφ вечерний:
Cosφд= 0,73 []
Cosφв= 0,76 [ ]
 |
Для каждого токоприемника определяем полную максимальную дневную и вечернюю мощность
Sмах.д = Pмах д / cosφд (3.6)
Sмах.д1=140/0,73=192 кВА
Sмах.д2=140/0,73=192 кВА
Sмах.д3=70/0,73=96 кВА
Sмах.д4=70/0,73=96 кВА
Sмах.д5=70/0,73=96 кВА
Sмах.д6=70/0,73=96 кВА
Sмах.д7=70/0,73=96 кВА
Sмах.д8=70/0,73=96 кВА
Определяем полную максимальную вечернюю мощность:
Sмах.в = Pмах в / cosφв (3.7)
Sмах.в1=56/0,76=74 кВА
Sмах.в2=56/0,76=74 кВА
Sмах.в3=28/0,76=37 кВА
Sмах.в4=28/0,76=37 кВА
Sмах.в5=28/0,76=37 кВА
Sмах.в6=28/0,76=37 кВА
Sмах.в7=28/0,76=37 кВА
Sмах.в8=28/0,76=37 кВА
Определяем суммарную дневную и вечернюю мощность:
ΣSмах.д = Sмах1 д + Sмах2 д + Sмах3 д + Sмах4 д + Sмах5 д + Sмах6 д + Sмах7 д + Sмах8 д (3.8)
ΣSмах.д=192*2+96*6=960 кВА
ΣSмах.в = Sмах в1 + Sмах в2 + Sмах в3 + Sмах в4 + Sмах в5 + Sмах в6 + Sмах в7 + Sмах в8 (3.9)
|
|
|
ΣSмах.в=74*2+37*6=370 кВА
По данным расчетам видим, что преобладающей нагрузкой является дневная, составляет 960 кВА
|
Расчет и выбор мощности силового трансформатора.
При выборе силового трансформатора учитываем наибольшую максимальную нагрузку, рост и перспективу развития системы электроснабжения на 5 – 7 лет, категорию потребителя по надежности эл.снабжения.
Расчет будем вести на примере одной ТП№1
Номинальную мощность трансформатора будем принимать по условию Sном тр ≥ Sмax
Где Sмax – наибольшая полная нагрузка, принимаем из раздела 3.1.
В нашем случае Sмax=192кВА, следовательно принимаем силовой трансформатор марки ТМ-250.
Sном тр= 250 > 192 кВА
Паспортные данные трансформатора сведем в таблицу:
Таблица 3.1-Техническая характеристика трансформатора.
| Тип | Sном кВА | Uк.з. % | Rт mOM | Хт mOM | Zт mOM | 1/3Zт mOM | ∆Рхх кВт | ∆ Ркз кВт |
| ТМ-250 | 0,74 | 3,7 | 4,5 | 9,4 | 27,2 | 28,7 |
Определяем нагрузочную способность трансформатора
КН= Sмax / Sном тр (3.10)
КН=192/250=76%
|
|
|
