Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей

 

Р_дн1тр =0.8·(Р₁+Р₂+Р₃+ Р₄) = 0,8·(2,5+3,07+3,68) =7,4 кВт

Р_в1тр =0.75·(Р₁+Р₂+Р₃+ Р₄+Р_ос) = 0.75·(6,64+7,15+8,09+18,4) = 30,21 кВт

 

Выбираем  ТП исходя из мощности Р_в = 30,21 кВт, как наибольшей.

Так как  потребители только третьей категории, то можно использовать один трансформатор.

Мощность  трансформатора выбирают из условия:

 

 

Из номинального ряда мощностей ближайший трансформатор мощностью 40 кВа (ТМ-40)

 

Р_дн2тр =0,85·(Р₁+Р₂) = 0,85·(52,64+115,61) =143,01 кВт

Р_в2тр =0,85·(Р₁+Р₂) = 0,85·(51,33+108,51) = 135,68 кВт

Выбираем  ТП исходя из мощности Р_дн = 143,01 кВт, как наибольшей.

Так как  имеются потребители второй категории, то необходимо использование двухтрансформаторной ТП.

Мощность  трансформатора двухтрансформаторной ТП выбирают из условия:

 

 

 

Мощность  двухтрансформаторной ТП должна удовлетворять  условию:

 

Из номинального ряда мощностей принимаем к установке  двух трансформаторов мощностью  по 160 ква (ТМ-160). Соответственно выбираем комплектную трансформаторную подстанцию 2КТП-ПВ мощностью 2×160.

 

 

6 Выбор сечений проводов  питающей сети

В соответствии с ПУЭ в сетях 0.38кВ должны, как  правило, применяться самонесущие  изолированные провода.

Ток на участке  рассчитывается по формуле:

Сечения рассчитываем по экономической плотности  тока:

где J – экономическая плотность тока

Все провода  должны быть проверены на механическую прочность. Согласно ПУЭ самонесущие  изолированные провода должны иметь  сечение несущей жилы,  35мм² (при стенке гололеда 10мм).

 

Таблица 4. Расчет сечения проводов

Линия	Участок	Длина участка, м	Мощность на участке, ква	Ток на участке, А	Экономическая плотность тока, А/мм2	Расчетное сечение, мм2	Выбранное сечение, мм2	Марка провода
1 пт/с
1	1-2	60	2,13	3,24	1,1	2,94	35	СИП-2 3×35+1×50
	2-3	60	3,23	4,91	1,1	4,46	35	СИП-2 3×35+1×50
	3-4	60	3,74	5,68	1,1	5,17	35	СИП-2 3×35+1×50
	4-5	60	4,61	7,00	1,1	6,37	35	СИП-2 3×35+1×50
	5-6	60	5,03	7,64	1,1	6,95	35	СИП-2 3×35+1×50
	6-8	60	5,43	8,25	1,1	7,50	35	СИП-2 3×35+1×50
	8-10	180	5,66	8,60	1,1	7,82	35	СИП-2 3×35+1×50
	10-А	60	5,9	8,96	1,1	8,15	35	СИП-2 3×35+1×50
	7-9	60	2,13	3,24	1,1	2,94	35	СИП-2 3×35+1×50
	9-А	90	3,2	4,86	1,1	4,42	35	СИП-2 3×35+1×50
	А-П	30	6,99	10,62	1,1	9,66	35	СИП-2 3×35+1×50
2	15-16	60	3,47	5,28	1,1	4,80	35	СИП-2 3×35+1×50
	14-15	60	5,20	7,90	1,1	7,18	35	СИП-2 3×35+1×50
	13-14	60	5,77	8,77	1,1	7,97	35	СИП-2 3×35+1×50
	12-13	60	6,30	9,57	1,1	8,70	35	СИП-2 3×35+1×50
	11-12	60	6,72	10,22	1,1	9,29	35	СИП-2 3×35+1×50
	П-11	30	7,16	10,88	1,1	9,89	35	СИП-2 3×35+1×50
3	19-20	120	3,47	5,28	1,1	4,80	35	СИП-2 3×35+1×50
	17-19	240	5,28	8,02	1,1	7,29	35	СИП-2 3×35+1×50
	17-18	240	3,47	5,28	1,1	4,80	35	СИП-2 3×35+1×50
	П-17	60	8,09	12,30	1,1	11,18	35	СИП-2 3×35+1×50
2 пт/с
1	30-29	60	5,00	7,60	1,1	6,91	35	СИП-2 3×35+1×50
	27-30	420	37,31	56,69	1,1	51,54	70	СИП-2 3×70+1×70
	21-27	120	39,96	60,72	1,1	55,20	70	СИП-2 3×70+1×70
	22-21	60	41,18	62,57	1,1	56,88	70	СИП-2 3×70+1×70
	П-22	60	52,65	79,99	1,1	72,72	95	СИП-2 3×95+1×95
2	25-26	60	60,21	91,48	1,1	83,16	95	СИП-2 3×95+1×95
	26-24	60	73,34	111,43	1,1	101,30	120	СИП-2 3×120+1×95
	28-24	60	3,00	4,56	1,1	4,14	35	СИП-2 3×35+1×50
	П-24	90	115,61	175,66	1,1	159,69	185	СИП-2 3×185+1×95

 

 

7. Проверка сети на  отклонение напряжения

Падение напряжения на участке линии можно  определить по формуле:

где  P, Q – активная и реактивная мощности на участке;

r₀, x₀ – удельные активное и реактивное сопротивление линии:

Таблица 5. Расчет потерь напряжения

Линия	Участок	Длина участка, м	Мощность на участке, ква	Ток на участке, А	Марка провода	Рн	Qн	r0, Ом/км	x0, Ом/км	ΔU,%
1 пт/с
1	1-2	60	2,13	3,24	СИП-2 3×35+1×50	2	0,75	0,868	0.0802	0,028
	2-3	60	3,23	4,91	СИП-2 3×35+1×50	3,04	1,1	0,868	0.0802	0,043
	3-4	60	3,74	5,68	СИП-2 3×35+1×50	3,78	1,38	0,868	0.0802	0,053
	4-5	60	4,61	7,00	СИП-2 3×35+1×50	4,33	1,59	0,868	0.0802	0,061
	5-6	60	5,03	7,64	СИП-2 3×35+1×50	4,74	1,71	0,868	0.0802	0,067
	6-8	60	5,43	8,25	СИП-2 3×35+1×50	5,12	1,83	0,868	0.0802	0,072
	8-10	180	5,66	8,60	СИП-2 3×35+1×50	5,34	1,9	0,868	0.0802	0,226
	10-А	60	5,9	8,96	СИП-2 3×35+1×50	5,57	1,97	0,868	0.0802	0,078
	7-9	60	2,13	3,24	СИП-2 3×35+1×50	2	0,75	0,868	0.0802	0,028
	9-А	90	3,2	4,86	СИП-2 3×35+1×50	3	1,14	0,868	0.0802	0,063
	А-П	30	6,99	10,62	СИП-2 3×35+1×50	6,51	2,52	0,868	0.0802	0,046
2	15-16	60	3,47	5,28	СИП-2 3×35+1×50	3	1,75	0,868	0.0802	0,043
	14-15	60	5,20	7,90	СИП-2 3×35+1×50	4,5	2,6	0,868	0.0802	0,064
	13-14	60	5,77	8,77	СИП-2 3×35+1×50	4,8	3,2	0,868	0.0802	0,069
	12-13	60	6,30	9,57	СИП-2 3×35+1×50	5,1	3,7	0,868	0.0802	0,074
	11-12	60	6,72	10,22	СИП-2 3×35+1×50	5,25	4,2	0,868	0.0802	0,077
	П-11	30	7,16	10,88	СИП-2 3×35+1×50	5,4	4,7	0,868	0.0802	0,039
3	19-20	120	3,47	5,28	СИП-2 3×35+1×50	3	1,75	0,868	0.0802	0,086
	17-19	240	5,28	8,02	СИП-2 3×35+1×50	4,56	2,66	0,868	0.0802	0,263
	17-18	240	3,47	5,28	СИП-2 3×35+1×50	3	1,75	0,868	0.0802	0,173
	П-17	60	8,09	12,30	СИП-2 3×35+1×50	7	4,06	0,868	0.0802	0,101
2 пт/с
1	30-29	60	5,00	7,60	СИП-2 3×35+1×50	5	0	0,868	0.0802	0,068
	27-30	420	37,31	56,69	СИП-2 3×70+1×70	31,5	20	0,443	0.0785	1,715
	21-27	120	39,96	60,72	СИП-2 3×70+1×70	34,6	20	0,443	0.0785	0,533
	22-21	60	41,18	62,57	СИП-2 3×70+1×70	36	20	0,443	0.0785	0,276
	П-22	60	52,65	79,99	СИП-2 3×95+1×95	43,4	29,8	0,320	0.0758	0,254
2	25-26	60	60,21	91,48	СИП-2 3×95+1×95	40	45	0,320	0.0758	0,255
	26-24	60	73,34	111,43	СИП-2 3×120+1×95	51	52,7	0,253	0.0745	0,265
	28-24	60	3,00	4,56	СИП-2 3×35+1×50	3	0	0,868	0.0802	0,041
	П-24	90	115,61	175,66	СИП-2 3×185+1×95	84,6	78,8	0,211	0.0723	0,557

 

 

Пт/с 1

Линия 1

Потери напряжения (удаленный потребитель):

ΔU1=ΔU_1-2+ ΔU_2-3+ ΔU_3-4+ ΔU_5-6+ ΔU_6-8+ ΔU_8-10+ ΔU_10-А+ ΔU_А-П = 0,028 +0,043 +0,053 +0,061 + +0,067 +0,072+0,046=0,37

Потери напряжения (ближайший потребитель):

ΔU1=ΔU_10-А+ ΔU_А-П=0,078+0,046=0,124

Линия 2

Потери напряжения (удаленный потребитель):

ΔU2= ΔU_11-12+ ΔU_12-13+ ΔU_13-14+ ΔU_14-15+ ΔU_15-16+ ΔU_А-П=0,043+0,064+0,069+0,074+0,077+0,039

+0,086=0,366

Потери напряжения (ближайший потребитель):

ΔU2=ΔUП-11=0,039

Линия 3

Потери напряжения (удаленный потребитель):

ΔU3=ΔU17-19 + ΔU19-20 + ΔUП-17 = 0,086+0,086+0,101=0,273

Потери напряжения (ближайший потребитель):

ΔU3=ΔUП-17 = 0,101

 

Пт/с 2

Линия 1

Потери напряжения (удаленный потребитель):

ΔU1=ΔU_22-21+ ΔU_21-27+ ΔU_27-30+ ΔU_30-29+ ΔU_П-22= 0,068 + 1,715 + 0,533 + 0,276 + 0,254 =2,846

Потери напряжения (ближайший потребитель):

ΔU1=ΔU_П-22=0,101

Линия 2

Потери напряжения (удаленный потребитель):

ΔU2= ΔU_25-26+ ΔU_26-24+ ΔU_П-24= 0,255+0,265+0,557=1,07

Потери напряжения (ближайший потребитель):

ΔU2=ΔUП-24=0,557

Таблица 6. Отклонение напряжения у  потребителей

		Удаленный потребитель		Ближайший потребитель
		100%	25%	100%	25%
	Потери в линии 10 кВ	-1	-0.25	-1	-0.25
	Потери в трансформаторе	-4	-1	-4	-1
	Надбавка в трансформаторе постоянная	5	5	5	5
	Надбавка в трансформаторе переменная	0	0	0	0
Пт/с 1
Линия1	Потери в линии 0.38	-0,37	-0,09	-0,124	-0,031
	Отклонение напряжения у потребителя	-0,37	3,66	-0,124	3,719
Линия2	Потери в линии 0.38	-0,366	-0,09	-0,039	-0,009
	Отклонение напряжения у потребителя	-0,366	3,66	-0,039	3,241
Линия3	Потери в линии 0.38	-0,273	-0,06	-0,101	-0,025
	Отклонение напряжения у потребителя	-0,273	3,69	-0,101	3,725
Пт/с 2
Линия1	Потери в линии 0.38	-2,846	-0,71	-0,101	-0,025
	Отклонение напряжения у потребителя	-2,846	3,04	-0,101	3,725
Линия2	Потери в линии 0.38	-1,07	-0,27	-0,557	-0,14
	Отклонение напряжения у потребителя	-1,07	3,48	-0,557	3,61

 

8 Выбор аппаратов защиты  отходящих линий

В качестве аппаратов защиты сетей 0.38 применяют  автоматические выключатели, которые  имеют тепловой и электромагнитный расцепитель. Автоматический выключатель выбирают исходя из условий:

 

 

 

 

Также для выбора автоматического  выключателя необходимо определить токи короткого замыкания. Для чего определим сопротивление трансформатора:

Ток трехфазного  короткого замыкания на шинах  трансформатора определяется по формуле:

  

 

Ток двухфазного КЗ определяется по формуле:

I_КЗ⁽²⁾1 = 0,87 ∙I_КЗ ⁽³⁾

 

 

             Ток однофазного КЗ определяется по формуле:

где:             Z_ТР⁽¹⁾ – приведенное сопротивление трансформатора току однофазного КЗ, Ом;

Zл – сопротивление петли фаза – нуль, Ом.

Линия	L, м	IКЗ(3), А	IКЗ(2), А	Zл, Ом	IКЗ(1), А
Пт/с №1
1	780	1227	1067	0,68	142,8
2	330	1227	1067	0,28	193
3	660	1227	1067	0,57	153,8
Пт/с №2
1	720	1035	4270	0,34	383,3
2	270	1035	4270	0,11	640,7

 

Линия 1

Номинальное напряжение U_н = 380 В;

Номинальный ток линии I_н =10,62 А;

Выбираем  автоматический выключатель ВА51-35М1 со следующими характеристиками:

=380 В; ; ; ;

Автоматический  выключатель должен обеспечивать отключение удаленных однофазных коротких замыканий  за время не более 5с. Для чего необходимо соблюдать условие:

 

Проверим  выключатель на чувствительность: 

 

. Условия соблюдаются, выбранный выключатель подходит.

 

Линия 2

Номинальное напряжение U_н = 380 В;

Номинальный ток линии I_н = 10,88 А;

Выбираем  автоматический выключатель ВА51-35М1 со следующими характеристиками:

=380В; ; ; ;

 

Выбранный выключатель  подходит.

 

Линия 3

Номинальное напряжение U_н = 380 В;

Номинальный ток линии I_н = 12,3 А;

Выбираем  автоматический выключатель ВА51-35М1 со следующими характеристиками:

=380В; ; ; ;

Выбранный выключатель  подходит.

 

Линия 1

Номинальное напряжение U_н = 380 В;

Номинальный ток линии I_н = 79,99 А;

Выбираем  автоматический выключатель ВА51-35М1 со следующими характеристиками:

=380В; ; ; ;

Выбранный выключатель  подходит.

 

Линия 2

Номинальное напряжение U_н = 380 В;

Номинальный ток линии I_н = 175,66 А;

Выбираем  автоматический выключатель ВА51-35М1 со следующими характеристиками:

=380В; ; ; ;

Выбранный выключатель  подходит.

 

Заключение

В данной работе представлены все этапы проектирования электроснабжения населенного пункта: Определение местоположения трансформаторной подстанции, с определением мощности; Проектирование и проверка линии  электропередачи по допустимому  току и отклонению напряжения у потребителей; Выбор автоматических выключателей для защиты линии от коротких замыканий  и перегрузок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература