Проектирование электроснабжения поселка

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………...3

Исходные  данные……………………………………………………………………4

1. Выбор мощности  и количества ВЭУ…………………………………………….5

1.1 Расчёт  электрической нагрузки проектируемого  объекта……………...5

2. Ветроэнергетический расчёт……………………………………………..5
3. Выбор количества ветроэнергетических установок…………………...11
4. Выбор режима работы ВЭУ и компоновки гондолы…………………..12
5. Выбор места расположения ВЭУ……………………………………….15
2. Компоновка распределительного устройства и расчёт защитно-коммутационной аппаратуры…………………………………………………...17
1. Определение количества отходящих линий к потребителям…….…..17
2. Расчёт плавких вставок предохранителей или уставок автоматов…..18
3. Выбор магнитных пускателей и контакторов…………………………20
3. Расчёт электропитающих сетей………………………………………………...24
1. Выбор типа линии и сечения проводов(жил) по нагреву……………...24
2. Выбор сечения проводов (жил) по потере напряжения……………….28
3. Проверка чувствительности плавких вставок и уставок автоматов при     однофазном коротком замыкании……………………………………….37
4. Конструктивное исполнение ЛЭП……………………………………………...46

Заключение………………………………………………………………...………..50

Список источников…………………………………………………………………51

 

 

Введение

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии  воздушных масс в атмосфере в  электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в  народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими.

Ветроэнергетика с ее современным техническим  оснащением является вполне сложившемся  направлением энергетики. Большинство  ветроустановок используется для производства электроэнергии – как в единой энергосистеме, так и в автономных режимах.

Одним из основных условий при проектировании ветровых установок является обеспечение  их защиты от разрушения очень сильными случайными порывами ветра.

При проектировании электроснабжения поселка необходимо выбрать ВЭУ мощностью, достаточной  для покрытия графика нагрузки; предохранители и магнитные пускатели для каждого присоединения; питающие провода. Также необходимо произвести компоновку гондолы и выбрать режим работы ветроколеса. Произвести конструктивное исполнение ЛЭП с учетом всех требований по безопасности.

 

 

Исходные данные

Жилой сектор:

Количество  домов n₁=44

Мощность  электроприемников некритичных к частоте: P₁=192 кВт

Промышленный сектор:

Мощность  электроприемников некритичных к частоте: P₃=57 кВт

Cosφ=0,76

Теплица

Мощность  электроприемников некритичных к частоте: P₅=20 кВт

Cosφ=0,6

Освещение поселка

P₇=9 кВт

Cosφ=0,5

Ферма

Мощность  электроприемников некритичных к частоте: P₈=47 кВт

Cosφ=0,82

Птичник

Мощность  электроприемников некритичных к частоте: P₁₀=26 кВт

Cosφ=0,88

Тип источника

Ветроэнергетическая установка, дизельный источник

Количество  отходящих линий

n₂=8

 

 

1. Выбор мощности и количества ВЭУ
1. Расчет электрической нагрузки проектируемого объекта

Рассчитаем  общую нагрузку:

 

- мощность, потребляемая приемниками, кВт.

В данной работе для электроснабжения поселка  используются два источника энергии: дизельная электростанция (ДЭС) и  ветроэнергетическая установка (ВЭУ), которые работают параллельно друг другу. В период безветрия предполагается использовать дизельную электростанцию. Когда же скорость ветра достигает (8 м/с² и более), дизельная электростанция прекращает свою работу и энергия вырабатывается ветроустановкой.

Принимаем расчетное значение мощности дизельной  установки равным половине суммарного потребления активной мощности поселком:

 

Дизельные установки выполняются на стандартный  ряд мощностей: 25, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 400, 630 кВт. Округляя полученное значение до ближайшего большего стандартного, принимаем мощность дизельной установки  равной 200 кВт.

2. Ветроэнергетический расчет

Для определения  ожидаемой выработки электроэнергии в конкретном местоположении необходимо располагать данными о распределении  скорости ветра по градациям  . Учитывая изменчивость скорости ветра во времени, для получения достоверных данных о повторяемости и необходимо иметь ряд наблюдений за период не менее 10 лет по флюгеру или анеморумбометру. Недостатком наземных наблюдений за ветром является существенная их зависимость от степени защищенности метеостанции. Практически наблюдения за ветром на метеостанциях характеризуют условия ветрового режима на самой станции, а ни того района, где предполагается устанавливать ВЭУ. Поэтому для того чтобы получить расчетные значения скорости ветра у земли лучше использовать данные радиозондовых измерений на различных высотах нижнего слоя атмосферы при условии их достоверности и репрезентативности. Преимущество такого подхода заключается в том, что здесь используются данные о скорости ветра на высотах, где влияние рельефа и прочих неоднородностей подстилающей поверхности несущественно.

Таблица 1

Технические данные ВЭУ

Марка	ВЭУ-150	ВЭУ-250
Наименьшая мощность	150 кВт	250 кВт
Количество лопастей	3 против ветра	3 против ветра
Высота оси	32 м	56 м
Минимальная рабочая скорость ветра	4м/с	3 м/с
Максимальная рабочая скорость ветра	25 м/с	25 м/с

 

Таблица 2

Зависимости мощности ВЭУ от скорости ветра

м/с	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт	кВт
ВЭУ-150	0	2,4	13,4	30,4	49,3	70,9	93,9	116,3	136,7	153,9	164,5	168,0
ВЭУ-250	4	7	12	25	45	70	100	140	170	200	230	250
м/с	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
ВЭУ-150	167,4	165,1	162,4	160,9	160,4	160,0	160,0	160,0	160,	160,0	160,0
ВЭУ-250	260	255	225	210	180	185	187	175	180	190	195

Таблица 3

Среднемесячная  скорость ветра для заданной области (Анадырь)

месяц	Ui, м/с
январь	11,2
февраль	10,2
март	7,6
апрель	4,3
май	6,2
июнь	6,2
июль	5,8
август	6,7
сентябрь	6,4
октябрь	8,0
ноябрь	9,3
декабрь	9,9

Средняя годовая скорость ветра принимается  равной 7,65 м/с.

Таблица 4

Коэффициент возрастания скорости ветра с  высотой в нижнем 100-метровом слое атмосферы. Ровная открытая местность

Сезон	10	20	40	60	80	100	m
Зима	1	1,12	1,26	1,35	1,43	1,50	0,17
Весна	1	1,17	1,36	1,50	1,59	1,66	0,22
Лето	1	1,18	1,40	1,55	1,67	1,76	0,24
Осень	1	1,12	1,26	1,35	1,43	1,50	0,17
Год	1	1,15	1,32	1,44	1,53	1,60	0,20

Для расчета  выработки энергии ВЭУ в конкретном пункте на заданной высоте необходимо в значение скорости ветра на уровне флюгера ввести поправку на уменьшение , приведя ее к высоте оси ветроколеса, с учетом рельефа и климатических условий местности.

На основе степенного закона ветра рассчитывается средняя скорость ветра, приведенная  к высоте оси ветроколеса.

 

- среднегодовая скорость на высоте флюгера;

 высота оси  ветроустановки;

 высота флюгера;

 сезонный показатель.

ВЭУ-150

 

Среднеквадратическое  отклонение скорости:

 

ВЭУ-250

 

Среднеквадратическое  отклонение скорости:

 

Определим годовую выработку электроэнергии ВЭУ-150.

Таблица 5

Определение годовой выработки электроэнергии ВЭУ-150

Ui		Zi	σ*f(u)i		Тi	WгодВЭУ1	Pi
0	9,533	-2	0,03	0,006294	55,134795	0	0
1	9,533	-1,7902	0,04	0,008392	73,51306	0	0
2	9,533	-1,5804	0,11	0,023078	202,16091	0	0
3	9,533	-1,37061	0,2	0,04196	367,5653	0	0
4	9,533	-1,16081	0,32	0,067135	588,10448	1411,4508	2,4
5	9,533	-0,95101	0,41	0,086017	753,50886	10097,019	13,4
6	9,533	-0,74121	0,43	0,090213	790,26539	24024,068	30,4
7	9,533	-0,53142	0,41	0,086017	753,50886	37147,987	49,3
8	9,533	-0,32162	0,37	0,077625	679,9958	48211,703	70,9
9	9,533	-0,11182	0,3	0,062939	551,34795	51771,572	93,9
10	9,533	0,097975	0,27	0,056645	496,21315	57709,59	116,3
11	9,533	0,307773	0,25	0,052449	459,45662	62807,721	136,7
12	9,533	0,517571	0,23	0,048253	422,70009	65053,545	153,9
13	9,533	0,727368	0,21	0,044057	385,94356	63487,716	164,5
14	9,533	0,937166	0,2	0,04196	367,5653	61750,97	168
15	9,533	1,146963	0,19	0,039862	349,18703	58453,91	167,4
16	9,533	1,356761	0,17	0,035666	312,43042	51582,262	165,1
17	9,533	1,566558	0,16	0,033568	294,05216	47754,071	162,4
18	9,533	1,776356	0,14	0,029372	257,29564	41398,868	160,9
19	9,533	1,986153	0,11	0,023078	202,16086	32426,602	160,4
20	9,533	2,195951	0,08	0,016784	147,02608	23524,173	160
21	9,533	2,405748	0,05	0,01049	91,8913	14702,608	160
22	9,533	2,615546	0,02	0,004196	36,75652	5881,0432	160
23	9,533	2,825344	0,01	0,002098	18,37826	2940,5216	160
24	9,533	3,035141	0	0	0	0	160
25	9,533	3,035141	0	0	0	0	160
Всего					8656,1624	762137,4