Рассчёт потребления мощности

 

Введение

 

В настоящее время фактически все объекты сельскохозяйственного производства имеют централизованное электроснабжение. Изменившиеся экономические условия, развитие научно технического прогресса, уменьшение численности работников, занятых в сельскохозяйственном производстве, требуют, с одной стороны, повышения электровооруженности труда, создания полностью механизированных и автоматизированных объектов, а с другой – использования электроэнергии, уменьшение доли энергозатрат на производство единицы продукции.

Все это ведет к развитию новой инфраструктуры сельскохозяйственного электроснабжения, основными направлениями которой являются: развитие сельских электрических сетей напряжением 110 кВ с разукрупняющимися подстанциями и подстанциями глубокого ввода; резервирование электрических сетей всех напряжений; реконструкция устаревших сетей с внедрением автоматического секционирования; комплексная автоматизация электрических сетей с внедрением устройств автоматического включения резерва, автоматического переключения на резервное питание; реконструкция и строительство закрытых двухтрансформаторных подстанций 10/0,4 кВ с использованием нового оборудования и материалов; обустройство дополнительных электростанций с использованием традиционных и нетрадиционных источников энергии. Важную роль в развитии инфраструктуры сельскохозяйственного электроснабжения занимает реорганизация деятельности электрических служб хозяйств и в целом производителей сельскохозяйственной продукции. Сбалансированность их интересов позволит ориентировать всех на экономию топливно-энергетических ресурсов, рациональное использование электроэнергии.

В данном курсовом проекте проведим планировку электроснабжения населенного пункта Вилковичи. Для данного населенного пункта проводим расчет дневной и вечерних нагрузок потребителей, расчет коэффициентов мощности, полных, активных, эквивалентных мощностей, что позволяет для данного населенного пункта выбрать трансформаторную подстанцию и сечение проводов отходящих линий.

Также курсовом проекте определяем потери напряжения, а также с помощью расчетов токов производим расчет защитной аппаратуры и заземляющего контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Характеристика зоны электроснабжения

 

Населённый пункт Вилковичи имеет  улицу шириной 10 м с асфальтобетонным покрытием. В населённом пункте расположено 47 одноквартирных и восемь двух квартирных домов.

На территории населенного пункта  также находится шесть коммунально-бытовых потребителей: начальная школа на 40 учащихся; административное здание(контора колхоза, совхоза) на 15-25 рабочих мест; дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест; фельдшерно-акушерский пункт; столовая с электронагревательным оборудованием и эелектроплитой на 50 мест; прачечная производительностью 1т белья в смену. Населённый пункт по надёжности электроснабжения относится ко второй категории в связи с тем, что имеются коммунально-бытовые потребители. Климатический район по гололеду – второй, грунт средней влажности.

Данный населенный пункт имеет одну понижающую трансформаторную подстанцию, напряжением равным 10/0,4 кВ.

Исходные данные по коммунально-бытовым потребителям заносим в таблицу 1.

  Таблица 1 – Исходные данные коммунально-бытовых потребителей

Наименование объекта	№ шифра	Дневной максимум		Вечерний максимум
		, кВт	, кВАр	, кВт	, кВАр
Начальная школа на 40 учащихся	500	5	-	2	-
2 Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	518	15	10	8	-
3 Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	527	5	3	14	8
4 Фельдшерно-акушерский пункт	536	4	-	4	-
5 Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	545	50	20	20	10
6 Прачечная производительностью 1т белья в смену	565	25	15	25	15

План населенного пункта приводим на листе 1 графической части. 

Удельное сопротивление грунта составляет 130 Ом·м. Ток замыкания на землю равен 3 А.

Номинальное напряжения питающей линии 10 кВ. Отклонение напряжения на шинах питающей подстанции ∆U100=+5%, ∆U25=-1%.

 

 

 

 

  2  Расчёт электрических нагрузок

 

Электрические нагрузки в сетях напряжением 380/220 В складываются из нагрузок жилых домов, общественных и коммунальных учреждений, а также нагрузки уличного освещения. Группируем все потребители населённого пункта по соизмеримой мощности с учётом их подключения и присваиваем номера отдельным потребителям и группам потребителей, чтобы нагрузки по величине не отличались более чем в 4 раза.

Определяем  расчётные нагрузки для дневного и вечернего максимумов для групп из жилых домов  по формулам

,                                              (1)

                                       ,                                                       

  где – коэффициент одновремённости, таблица 1.13 [1];

      – расчётная нагрузка на вводе в жилой дом, ;

        n   – количество жилых домов в группе, шт;

, – коэффициент дневного и вечернего максимума нагрузок,                                       kд=0,3-0,4, kв=1 для жилых домов без электроплит [1] с. 39.

Для группы из 6 домов

                      = 3,15 кВт;

= 10,5 кВт.

               Для группы из 4 домов

                    = 2,44 кВт;

= 8,12 кВт.

                Для группы из 3 домов

                        

                    = 6,72кВт.             

                        

                   = 5,25 кВт.

 

Для группы из 2 домов (двухквартирных)                                                   

= 4,06 кВт.

               Результаты расчётов заносим в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Результаты расчета нагрузок и определение координат нагрузок и их групп

Наименование потребителя	Расчетная мощность, кВт		Надбавка, кВт		Координа-ты нагрузок, м		Коэффициэнт мощности		Pр·x, кВт·м	Pр·y, кВт·м
	Pд	Pв	∆Pд	∆Pв	x	y	соsφд	соsφв
Начальная школа на 40 учащихся	5	2	3,0	1,2	185	225	1	1	925	1125
Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	15	8	9,2	4,8	145	275	0,83	1	2175	4125
Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	5	14	3,0	8,5	145	245	0,86	0,87	2030	3430
Фельдшерно-акушерский пункт	4	4	2,4	2,4	185	275	1	1	740	1100
Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	50	20	34	12,5	185	250	0,93	0,89	9250	12500
Прачечная производительностью 1т белья в смену	25	25	15,7	15,7	145	300	0,86	0,86	3625	7500
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	182	433	0,9	0,93	1477,84	3515,96
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	268	342	0,9	0,93	2814	3591
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	262	305	0,9	0,93	2751	3202,5
группа из трёх домов	2,02	6,72	1,21	3,99	182	323	0,9	0,93	1223,04	2170,56
группа из двух домов	1,58	5,25	0,95	3,1	182	187	0,9	0,93	955,5	981,75
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	182	133	0,9	0,93	738,92	539,98
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	237	55	0,9	0,93	2488,5	577,5
Продолжение таблицы 2
Наименование потребителя	Расчетная мощность, кВт		Надбавка, кВт		Координа-ты нагрузок, м		Коэффициэнт мощности		Pр·x, кВт·м	Pр·y, кВт·м
		Pд	Pв	∆Pд	∆Pв	x	y	соsφд			соsφв
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	209	27	0,9	0,93	1697,08	219,24
группа из двух домов	1,58	5,25	0,95	3,1	148	82	0,9	0,93	777	430,5
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	148	143	0,9	0,93	600,88	580,58
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	148	203	0,9	0,93	600,88	824,18
группа из шести домов	3,15	10,5	1,88	6,4	90	328	0,9	0,93	945	3444
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	58	364	0,9	0,93	470,96	2955,68
группа из двух двухквартирных домов	1,22	4,06	0,7	2,45	137	366	0,9	0,93	556,22	1485,96
группа из четырёх домов	2,44	8,12	1,4	4,87	148	433	0,9	0,93	1201,76	3515,96
Итого:	136,42	180,94	86,33	110,17	-	-	-	-	38043,6	57815,4

Определяем расчетную мощность наружного освещения населенного пункта по формуле

,                                                       (2)

  где   – общая протяженность улиц населенного пункта, , м;

        – удельная мощность уличного освещения на 1 м улицы, зависящая от  

                     ширины   улицы и вида покрытия, Вт/м.

Вид покрытия асфальтный, поэтому =6 Вт/м.

=895·6= 5370Вт = 5.4кВт.

 

 

 

 

 

 

 

Определяем суммарную активную нагрузку для дневного и вечернего

максимума с учетом коммунально-бытовых потребителей, жилых домов, наружнего освещения по формулам

                                                                                                                  

где  - наибольшая дневная нагрузка, кВт;

       - дневная надбавка каждого потребителя, кВт;

- наибольшая вечерняя  нагрузка, кВт;

         - вечерняя надбавка каждого потребителя, кВт;

- нагрузка уличного  освещения, кВт.

Pд=50+3+9,2+9+2,4+15,7+1,4+1,88+1,88+1,21+0,95+0,7+1,88+1,4+0,95+0,7+0,7+1,88+1,4+0,7+1,4=102,33 кВт;

Pв=25+1,2+4,8+8,5+2,4+12,5+4,87+6,4+6,4+3,99+3,1+2,45+6,4+4,87+3,1+2,45+ +2,45+6,4+4,87+2,45+4,87+5,4=124,87 кВт.

Определяем коэффициент мощности коммунально-бытовых потребителей   по формулам

cos,

    cos.

1. Начальная школа на 40 учащихся                   

cos=                   = = 1.

2. Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих           мест            

                      ==1.

3. Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест

     == 0,86;    == 0,83.

4) Фельдшерно-акушерный пункт

  = = 1;          = = 1.

   5) Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест

            == 0,93;       == 0,89.

 6) Прачечная производительностью 1т белья в смену

  = = 0,86;      = = 0,86.

             Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

 

  Таблица 3 – Результаты расчетов коэффициентов мощности

Наименование потребителя	cos	cos
Начальная школа на 40 учащихся	1	1
Административное здание (контора колхоза, савхоза) на 15-25 рабочих мест	0,83	1
Продолжение таблицы 3
Наименование потребителя	cos	cos
Дом культуры со зрительным залом на 150-200 мест	0,86	0,87
Фельдшерно-акушерный пункт	1	1
Столовая с электронагревательным оборудованием и электроплитой на 50 мест	0,93	0,89
Прачечная производительностью 1т белья в смену	0,86	0,86

 

Коэффициент мощности для жилых домов принимаем равным

coscos

 

Определяем средневзвешенный коэффициент мощности по формулам

 

 

 

 

 

Определяем суммарное значение полной максимальной расчётной мощности населённого пункта для дневного и вечернего максимумов

      Sд =

 

                                      Sв = =130,1 кВА.

Дальнейший расчет ведем по вечерней нагрузке, так как она больше дневной.

           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3 Определение допустимых потерь напряжения в                              

                 электрических сетях

 

Исходные данные для расчета являются допустимые нормы отклонения напряжения, которое для с.х потребителей применяют равным.

Составляем схему электроснабжения потребителей населённого пункта 

Рисунок 1 – Схема электроснабжения потребителей населённого пункта

Составляем таблицу отклонения напряжения.

  Таблица 4 – Отклонение напряжения потребителей населенного пункта

Элемент электрической сети	Режимы нагрузок
	100%	25%
1. Шины напряжения 10 кВ подстанции 35/10 кВ	+5	-1
2.Линия напряжением 10 кВ	-7	-1,75
3.Трансформатор напряжением 10/0,4 кВ 3.1Постоянная надбавка 3.2Переменная надбавка 3.3.Потери напряжения	+5 +2,5 -4	+5 +2,5 -1
4. Линия напряжением 0,38 кВ	-6,5	0
5.Отклонение напряжений у потребителей	-5	+4

 

   Принимаем переменную надбавку на трансформатор равную «2,5%», тогда         допустимые потери напряжения составят

    Vпит+Σ(Vпост +Vпер)+ΣΔUлин + ΣΔUтр  - Vпотр = 0,      (4)

 

    где   Vпит - отклонение напряжения на шинах питающей подстанции,%;

             Vпост - постоянная надбавка трансформатора, %;

  Vпер - переменная надбавка трансформатора, %;

       ΣΔUлин - сумма потерь напряжения в линиях 10 и 0,4 кВ, %;

         ΣΔUтр - сумма потерь напряжения в трансформаторах, %;

           Vпотр - отклонение напряжения у потребителя, %.