Реферат: Методичні вказівки до курсового проекту по Електропостачанню в сільському господарстві

Міністерство аграрноїполітики України

Таврійська державна агротехнічна академія

Кафедра «Електропостачання сільськогогосподарства»

Електропостачаннясільського

господарства

Методичнівказівки до курсового проекту

длястудентів за спеціальністю 6.091.901

Мелітополь– 2004


УДК 621.3.002

Методичні вказівки розробили: к.т.н., доцент Мунтян В.О.,

к.т.н., доцент  Коваленко О.І., ст. викладач Галкіна Г.М.

Методичні вказівки розглянуті на засіданні кафедри  ЕСГ.

Протокол № 7 від " 26 " лютого 2004 р.

Методичні вказівки рекомендовані методичною комісією

факультету Енергетики сільськогосподарського виробництва.

Протокол № 5 від " 18 " березня 2004 р.

Рецензент к.т.н., доцент кафедри “Енергетики”

Таврійська державна агротехнічна академія І.П. Назаренко.

Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни “Електропостачаннясільського господарства” В.О. Мунтян,О.І. Коваленко, Г.М. Галкіна

Мелітополь, 2004 р. – 40 с. 8 іл. 15 таб.


ЗМІСТ

 

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ…4

1. РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ НА ВВОДАХ ДО СПОЖИВАЧІВ 7

2. ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЯ РОЗМІЩЕННЯ СПОЖИВЧИХ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ…8

3. РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ 0,38 кВ… 9

4. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ТА КІЛЬКОСТІ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ                                                                                          10

5. РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ 10 кВ      11

6. ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМОЇ ВТРАТИ НАПРУГИ                       12

7. ВИБІР ПЕРЕРІЗІВ ПРОВОДІВ… 14

8. ПЕРЕВІРКА ПОВІТРЯНОЇ ЛІІЇ 0,38 кВ НА КОЛИВАННЯ НАПРУГИ  ПІД ЧАС ПУСКУ ПОТУЖНОГОЕЛЕКТРОДВИГУНА.                     15

9. РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ                 16

10. ВИБІР АПАРАТУРИ 10 ТА 0,38 кВ…20

11. РОЗРАХУНОК РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ ПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ 10 кВ………………………………………………………………..………… 22

12. ОБЛАДНАННЯ МЕРЕЖ 10 ТА 0,4 кВ, ЩО ПРОЕКТУЮТЬСЯ  25

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ                                                                            26

ДОДАТОК………………27


ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Курсовий проект має за мету закріпити теоретичні знання студентів,навчити їх використовувати ці знання при вирішенні конкретних питань електропостачаннясільських споживачів, привити вміння самостійної роботи з технічною літературою.

Проект складається з розрахунково-пояснювальної записки (25 — 30сторінок рукописного тексту формату А4) та двох листів графічної частини форматуА1.

Лист 1Електричні мережі 0,38 кВ. Схема електрична розташування. На листі необхідно привести: план населеного пункту;місце встановлення споживчих ТП 10/0,4 кВ; повітряні лінії (ПЛ) 0,4 кВ. Для ПЛ-0,4кВ необхідно вказати: кількість і марку проводів, їх довжину, втрату напруги довіддалених споживачів, місця встановлення опор, місця розміщення повторних тагрозозахисних заземлень. На листі також приводиться специфікація на матеріалита обладнання.

Лист 2 – “Трансформаторна підстанція 10/0,4 кВ. Схема електрична принципова”. На листі також приводиться специфікація наелектрообладнання підстанції.

Зміст пояснювальної записки: титульний лист, завдання на курсовий проект, відомість проекту,реферат, зміст, вступ, розрахунково-пояснювальна частина, висновки, списоклітератури.

Розрахунково-пояснювальна записка та графічна частинапроекту повинні бути виконані у відповідності з вимогами ЕСКД та ДСТУ [10,11 ].


1 РОЗРАХУНОКНАВАНТАЖЕНЬ НА ВВОДАХ ДО СПОЖИВАЧІВ

 

За вказаним в завданні варіантом необхідно вибрати і представити на листіформату А1 в стандартному масштабі план населеного пункту (Додаток А), вибратиспоживачі електричної енергії та їх навантаження (Додаток Б).

Розрахунок навантажень на вводах до споживачів ведеться паралельно дляденного і вечірнього максимумів навантаження. Розрахункові навантаження (деннета вечірнє) на вводах у виробничі, побутові та комунальні приміщення приймаютьсяіз завдання, або згідно [1 с.30; 9с.113 ] (якщо вони не наведені у завданні).

Коефіцієнт участі у денному максимумі побутового навантаження складає0,3, а у вечірньому – 1,0 (для споживачів без електроплит) [1с.37].

1.1 Розрахунок навантажень для групи житловихбудинків

Для групи житлових будинків навантаження вечірнього максимуму дорівнює:

/>(1)

де n – кількість будинків у групі (визначається із завдання), шт.;

ko –коефіцієнт одночасності (для будинків однієї групи) [1 с.38; 5 с.145; 9 с.118];

Ро – розрахунковенавантаження на вводі в житловий будинок [1с.37; 5 с.140; 9 с. 115], Вт.

Навантаження денного максимуму групи житлових будинків дорівнює:

/>(2)

1.2 Розрахунок потужності зовнішнього освітлення населеного пункту

Потужність зовнішнього освітлення населеного пункту визначається звиразу:

/>, (3)

де L – загальна довжина вулиць у населеному пункті, м;

N – кількістьвиробничих приміщень, шт.;

Ро вул., Ро nрим. – нормативне навантаження зовнішнього освітлення, відповідно
на один погонний метр вулиці та на одне виробниче приміщення [1 с.38; 5 с.144; 9 с.115], кВт.


2 ВИЗНАЧЕННЯМІСЦЯРОЗМІЩЕННЯ СПОЖИВЧИХ

ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ

2.1 Розрахунок координат центра навантаження

Кількість споживчих трансформаторних підстанцій (ТП) у сільському населеномупункті залежить від реального розміщення окремих споживачів у населеномупункті, наявності споживачів першої категорії, сумарної потужностінавантаження.

У курсовому проекті кількість ТП приймається згідно до завдання.Трансформаторну підстанцію, як правило, встановлюють у центрі навантажень зониїї дії.

Координати центру навантажень визначають як:

/> (4) />, (5)

де Рi – розрахункова потужність на вводі і-го споживача,кВт;

xi, yi – відстань до і-го споживача за координатними осями.

Масштаб та розміщення осей координат вибирають довільно.                       

Розрахунок центра навантаження ведеться за одним, денним або вечірнім,максимумом, для якого сумарне навантаження більше.

Розрахунок доцільно звести в таблицю.

Таблиця 1 – Розрахунок координат центру навантажень

№ споживача на плані

Найменування

споживача

РД, кВт РВ, кВт x, см y, см P × x P × y 1 2 3 4 5 6 7 8

Для електропостачання сільськогосподарських споживачів використовуютькомплектні трансформаторні підстанції (КТП) 10/0,4 кВ. Вибір типу КТП залежитьвід числа та розрахункової потужності трансформаторів, кількості споживачів такількості ліній 0,4 кВ, що відходять від КТП [1 с.372; 5 с.157; 8 с.124].

2.2 Трасування повітряних ліній 0,38 кВ

Після визначення місця розміщення ТП вирішується питання про кількістьліній та трасу їх проходження [5 с.252]. Для електропостачання населеногопункту потрібно прийняти, як правило, не більше 3-х ліній 0,38 кВ, що відходятьвід однієї ТП, а для потужних трансформаторних підстанцій (250 кВА і вище) – небільше 5 [5].

Для кожної лінії складають розрахункову схему, на якій показуютьспоживачів, навантаження денного та вечірнього максимумів (РДі РВ), нумерацію розрахункових ділянок, їх довжину. Житловібудинки кількістю до 10 можна представити як одне навантаження. Розрахунковісхеми припускається викреслювати без масштабу.


3 РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖЕНЬ ПОВІТРЯНИХ ЛІНІЙ 0,38кВ

Розрахунок навантажень на окремих ділянках лінії 0,38 кВ залежить відхарактеру навантажень [1 с.38; 9 с. 116]. Якщо навантаження не однорідні або несумірні – розрахунок ведеться методом надбавок. Розрахунок починають з кінцялінії:

/>(6)

де  Рб– більше з навантажень, кВт;

DРм – надбавка від меншого навантаження [1 с.39;9 с.116], кВт.

У курсовому проекті необхідно навести приклад розрахунку навантажень дляділянок однієї лінії. Розрахунок навантажень інших ліній можна представити уформі таблиці.

Таблиця 2 – Розрахунок навантажень ПЛ – 0,38 кВ

Ділянка лінії Максимальне навантаження Мінімальне навантаження Надбавки Розрахункове навантаження

Коефіцієнт

 потужності

Повна

розрахункова потужність

РД,

кВт

РВ,

кВт

РД,

кВт

РВ,

кВт

Δ РД,

кВт

Δ РВ,

кВт

РРД,

кВт

РРВ,

кВт

Cos Д Cos В

SРД,

кВА

SРВ,

кВА

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Середньозважений коефіцієнт потужності на ділянках лінії з різнорідниминавантаженнями визначається за формулою:

/>, (7)

де Pi– розрахункове навантаження (денне або вечірнє) i-госпоживача, кВт;

cos ji<sub/>–<sub/>коефіцієнт потужності i-го споживача [1 с.39; 9 с. 118].

Значення повних потужностей на ділянках лінії визначається із виразів:

/> ;/>.(8)


4 ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ТА КІЛЬКОСТІ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ

4.1 Визначення розрахункової потужностісилових трансформаторів

Визначення розрахункової потужності силових трансформаторів одно, або двотрансформаторнихпідстанцій виконується методом надбавок шляхом підсумовування розрахунковихактивних потужностей на головних ділянках ліній 0,38 кВ, що відходять відпідстанції (окремо денних та вечірніх). Потужність зовнішнього освітлення своїмповним розміром додається до сумарного вечірнього максимуму.

/>(9)

/>(10)

де РРД лін. Б, РРВ лін. Б – більше зрозрахункових, відповідно денних та вечірніх, навантажень ліній, що відходятьвід підстанції, кВт;

/>, /> – суманадбавок від менших розрахункових, відповідно денних та вечірніх, навантаженьліній, кВт.

Повна розрахункова потужність трансформатора (денна або вечірня)визначається через відповідний коефіцієнт потужності [1 c.39; 9с. 118] за формулою (8).

За розрахункову приймається більша з двох (денна або вечірня) потужністьтрансформатора.

4.2 Вибір кількості та потужності силовихтрансформаторів

Вибір встановленої потужності трансформаторів одно та двотрансформаторнихпідстанцій виконується із умови їхньої роботи в нормальному режимі заекономічними інтервалами навантажень

/>(11)

де  SPпід. – розрахункове навантаження підстанції, кВА;

n – кількістьтрансформаторів, шт.;

/> – мінімальна і максимальна межа економічного інтервалунавантаження трансформатора прийнятої номінальної потужності (Додаток Е), кВА.

Прийняті номінальні потужності трансформаторів перевіряються із умови їхроботи у нормальному режимі експлуатації за допустимими систематичниминавантаженнями. Для забезпечення нормального режиму експлуатації підстанціївибрані номінальні потужності трансформаторів перевірять за співвідношенням:

/>, (12)

де SР, SН – відповідно, розрахункова іномінальна потужність трансформатора, кВА;

n – кількістьтрансформаторів, шт.;

–коефіцієнт допустимого систематичного перевантаження трансформатора.

/>, (13)

де kcm– табличне значення коефіцієнта допустимогосистематичного навантаження, яке відповідає табличній середньодобовійтемпературі (Додаток Е);

a – розрахунковийтемпературний градіент (Додаток Е), 1/0С;

tn<sub/> – середньодобова температура повітря (іззавдання), 0С;

tnm –середньодобова таблична температура повітря (Додаток Е), 0С.


5 РОЗРАХУНОКНАВАНТАЖЕНЬ ПОВІТРЯНИХЛІНІЙ 10 кВ

Розрахунок навантажень виконується для лінії 10 кВ заданої конфігурації (ДодатокВ), згідно із варіантом завдання. Навантаження споживчих ТП 10/0,4 кВ тадовжини ділянок лінії 10 кВ вказані, відповідно у додатку Г та додатку Д.

Розрахункові навантаження на ділянках ліній 10 кВ визначаються шляхомпідсумовування навантажень (денних і вечірніх окремо) на вводах до споживчих ТПз урахуванням коефіцієнта одночасності:

/>,   />, (14)

де – коефіцієнт одночасності [1 с.42; 5 с.145; 9 с.120];

РД i і РВ i – навантаження денного і вечірнього максимумів i-їпідстанції, кВт.

Для прикладу необхідно навести визначення розрахункових навантажень декількохділянок повітряної лінії 10 кВ. Для інших ділянок лінії розрахунок навантаженьбажано виконати в табличній формі.

Таблиця 3 – Розрахунок навантажень ПЛ–10 кВ

Ділянка

åРДi,

кВт

åРВi,

кВт

KO

РРДi,

кВт

РРВi,

кВт

cos jД cos jВ

SРДі.,

кВА

SРВі,

кВА

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

 


6 ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМОЇ ВТРАТИ НАПРУГИ

Допустима втрата напруги в лініях 0,38 і 10 кВ визначається за відхиленнямнапруги у споживачів, яка повинна бути в межах ± 5 % від номінальної.

Загальна допустима втрата напруги під час 100 % навантаження дорівнює:

/>,          (15)

де /> – відхилення напруги біляджерела живлення при 100 % навантаженні (для системи 35/10/0,4 кВ – на шинах 10кВ підстанції 35/10 кВ), %;

/> – допустиме відхилення напруги у споживача при 100 %навантаженні, %;

/> – сума постійних та перемінних надбавок напругитрансформаторів, %;

/> – сумарні втрати напруги в лініях та втрансформаторах при 100% навантаженні, %.

Одержану загальну допустиму втрату напруги необхідно розділити приблизнопорівну між лініями мережі 10 і 0,38 кВ.

Відхилення напруги у найближчого до джерела живлення споживача при 25% навантаженнівіддаленої ТП перевіряємо за виразом:

/>,(16)

де /> – відхилення напруги біляджерела живлення при 25 % навантаженні, %;

/> – сума постійних та перемінних надбавок напругитрансформаторів, %;

/> – сумарні втрати напруги в лініях та втрансформаторах при 25% навантаженні, %.

Для розрахунку допустимої втрати напруги складається таблиця відхилень напруги(Таблиця 4) [8 с.66; 9 с. 88].

Приклад визначення допустимої втрати напруги в мережі.

Визначимо допустиму втрату напруги в мережі (Рисунок1). Будемо вважати,що РТП 35/10 кВ (джерело живлення) має пристрої автоматичного регулюваннянапруги під навантаженням (РПН). Це дає змогу підтримувати напругу на шинах 10кВ в межах /> = +5%, /> = 0% (задається узавданні).

/>


Рисунок 1 – Розрахункова схема мережі.

Таблиця 4 – Відхилення та втрати напруги на елементах системи

Елемент установки Відхилення напруги, % Найбільш віддалена ТП (ВТП) Проектована ТП (ПТП) 100% 25% 100% 25% Відхилення напруги на шинах 10 кВ +5 +5 Лінія 10 кВ –7 –1,7 –3 –0,75 Трансформатор 10/0,4 кВ – постійна надбавка +5 +5 +5 +5 – перемінна надбавка +2,5 +2,5 – втрати –4 –1 –4 –1 Лінія 0,38 кВ –6,5 –8 Відхилення напруги у споживача –5 4,8 < +5 –5 3,25 < +5

Для віддаленої ТП приймаємо надбавку трансформатора + 7,5 % (+5 –постійна; +2,5 – перемінна надбавка). Тоді сумарно допустима втрата напруги вмережах 10 і 0,38 кВ складе:

/>

Загальна втрата напруги ділиться приблизно порівну між мережами 10 і 0,38кВ.

/>/>

Перевіримо відхилення напруги у найближчого споживача (точка А) при 25%навантаженні віддаленої ТП. Для цього будемо вважати, що втрата напруги в мережі0,38 кВ дорівнює нулю – />

/>

Умова виконується.

За допустимою втратою напруги в лінії 10 кВ, яка дорівнює –7% (дивись таблицю4), в пункті 7 проекту перевіряються вибрані перерізи проводів лінії 10 кВ.Дійсна втрата напруги в мережі, визначена шляхом розрахунків, має бути небільша заданої.

Після розрахунків ПЛ–10 кВ (пункт 7) визначається дійсна втрата напругидо проектованої ТП. Припустимо дійсна втрата напруги до даної ТП (дивисьрисунок 1) в лінії 10 кВ складає – 3%. Значення втрати напруги підставляємо втретю колонку таблиці 4 і визначаємо допустиму втрату напруги в лініях 0,38 кВпроектної ТП. Для віддаленої ТП приймаємо надбавку трансформатора + 5 % (+5 –постійна; 0 – перемінна надбавка). Тоді допустима втрата напруги в мережі 0,38кВ складе

/>

Відхилення напруги в режимі мінімальних навантажень :

/>

За допустимою втратою напруги в лінії 0,38 кВ проектованої ТП, якадорівнює – 8% (Таблиця 4) в пункті 7 курсового проекту перевіряються вибранніперерізи проводів лінії 0,38 кВ. Дійсна втрата напруги в лінії 0,38 кВ,визначена шляхом розрахунків, має бути не більша заданої.


7 ВИБІРПЕРЕРІЗІВ ПРОВОДІВ

Вибір перерізів проводів в мережах 0,38 к і 10 кВ проводиться за найменшимиприведеними річними затратами [3 с.27; 5 с.262; 8 с.77] з наступною їхперевіркою на допустиму втрату напруги.

Розрахунок ведеться для домінуючого (вечірнього або денного) максимуму навантаженняна головних ділянках ліній.

Кожному значенню площини перерізу проводу відповідає інтервал навантажень[1 с.487; 3 с. 306; 5 с. 267; 9 с. 110] згідно з яким приведені витратибудуть мінімальні (Додаток К).

Проводи вибирають за еквівалентною потужністю:

/>(17)

де kд – коефіцієнт динаміки зростання навантаження,для ліній що будуються
kд = 0,7 [1 с. 41; 9 с. 120];

–розрахункове навантаження ділянки лінії, кВА.

Втрата напруги на розрахункових ділянках ліній визначається за формулою:

/>(18)

де /> – питома втрата напруги(Додаток М) [ 9 с. 111], %/кВА×км;

/> – довжина ділянки лінії, км.

Результати розрахунків доцільно звести у таблицю 5, окремо для ПЛ–10 кВта ПЛ– 0,38 кВ.

Таблиця 5 – Вибір проводів ПЛ–10 кВ (0,38 кВ)

Ділянка SР, кВА kд SЕКВ., кВА Lділ., км Fосн., мм2 Втрати напруги, % Fдод, мм2 Втрати напруги, %

DUпит,

%/кВА ×км

на ділянці

від РТП

(або ТП)

DUпит, %/кВА × км на ділянці

від РТП

(або ТП)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Спершу за економічним інтервалом вибирається основний переріз проводу,якщо він не задовольняє вимозі допустимої втрати напруги, то приймається додатковийпереріз, починаючи з головної ділянки.


8 ПЕРЕВІРКАПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ 0,38 кВНА КОЛИВАННЯ НАПРУГИ ПІД ЧАС ПУСКУ ПОТУЖНОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Для того, щоб коливання напруги в мережі 0,38 кВ під час пуску асинхронногоелектродвигуна знаходилося у заданих межах, необхідно щоб виконувалася умова

/>(19)

де /> – допустиме коливаннянапруги (задається у завдані на проект), %;

/> – фактичне коливання напруги, %.

/>(20)

де – повний опір електричної мережі, Ом;

Zеп – повний опір короткого замикання асинхронного двигуна,Ом.

/>,(21)

де – повний опір лінії від трансформатора додвигуна, Ом,

– повнийопір трансформатора, Ом.

/>, (22)

де roi, xoi – питомі опори проводів i–тоїділянки лінії [1 с.458; 9 с. 93], Ом/км;

li– довжинаi–ї ділянки лінії, км.

/> , (23)

де Uк% – напруга короткого замикання трансформатора [1 с.473], %;

– номінальнанапруга трансформатора зі сторони низької напруги, кВ;

Sнт – номінальнапотужність трансформатора (проектованої ТП 10/0,4 кВ), кВА.

/>, (24)

де Uн–номінальна напруга мережі, В;

ki – кратністьпускового струму електродвигуна;

Iнд. – номінальний струм електродвигуна (каталожнідані), А.


9 РОЗРАХУНОК СТРУМІВ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ

Розрахунок струмів короткого замикання (к.з.) виконується з метою виборуі перевірки обладнання, струмоведучих частин на термічну та динамічну стійкістьв режимах коротких замикань, проектування релейного захисту, грозозахисту, пристроївзаземлення.

Для визначення струмів к.з. використовують один із двох методів: 1) методпрактичних (іменованих) одиниць – в цьому випадку параметри схеми виражають уіменованих одиницях (омах, вольтах, амперах та ін.); 2) метод відносних одиниць– параметри схеми виражаються в долях або процентах від величини, що прийнята вякості основної (базисної). Для нескладних схем розрахунки доцільно вести методоміменованих одиниць.

9.1 Розрахунок струмів короткого замикання вмережі 10 кВ

Для лінії 10 кВ (Рис. 2) струми к.з. необхідно розраховувати в наступнихточках:

– точка К1 (шини 10 кВ РТП35/10 кВ) – для вибору масляного вимикача, роз'єднувача, трансформаторів струмута розрахунку релейного захисту;

– точка К2 (шини 10 кВвіддаленої ТП10/0,4 кВ) – для розрахунку релейного захисту;

– точка К3, (шини 10 кВрозрахункової ТП 10/0,4 кВ) – з метою вибору роз'єднувача і запобіжників на ТП10/0,4 кВ;

– точка К4 (шини 10 кВнайближчої ТП) – для розрахунку струмової відсічки лінії.

В курсовому проекті пропонується виконати розрахунок струмів к.з. методоміменованих одиниць. Для розрахункової схеми електричної мережі (Рис. 2)необхідно скласти схему заміщення (Рис. 3) і виконати розрахунок струмів к.з. увказаних точках.

/>


/>/>/>Рисунок 2 – Розрахункова схема електричноїмережі.

/> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> <td/> <td/> /> /> />

Рисунок 3 – Схема заміщення електричної мережі.

Всі опори схеми приводяться до однієї базисної напруги .За базисну напругу приймається середня напруга тієї ступені, де визначаєтьсяструм к.з.

/>(25)

Опори елементів схеми обчислюються за такими формулами:

– Опір системи:

/>  , (26)

де      Sкс– потужність к.з. системи, ВА.

– Опір лінії:

/>, (27) />, (28)

де      Ucн – середня номінальна напруга лінії (1,05),В;

ro, xo – відповідно активний та реактивний питомі опори проводів лінії [1 с.458;9 с. 93]), Ом/км.

– Опір трансформатора:

/>, (29)

де      /> – напруга к.з.трансформатора (із завдання, або [1с.473]), %;

/> – номінальна потужність трансформатора (із завдання),ВА.

Повний результуючий опір до точки к.з. визначається:

/>.(30)

Активний опір враховується тільки в тому випадку, якщо åRi ³ 1/3åXi.

Струм трифазного короткого замикання визначається за формулою [1с.188;3;9]:

/> .(31)

Потужність триполюсного к.з.:

/>.(32)

Ударний струм триполюсного к.з.:

/> (33)

де      ку – ударний коефіцієнт, значення якоговизначається в залежності від місця к.з. [1 с.181; 9 с. 224].

Струм двополюсного к.з.:

/>           (34)

9.2 Розрахунок струмів короткого замикання вмережі 0,38 кВ

В мережах 0,38 кВ необхідно визначити струм триполюсного к.з. на шинах
0,38 кВ розрахункової ТП та однополюсний струм к.з. в кінці кожної лінії 0,38 кВ.

Для визначення струмів к.з в мережі 0,38 кВ необхідно також навестирозрахункову схему мережі та скласти схему заміщення (дивись п. 9.1).

Триполюсний струм к.з. на шинах 0,38 кВ ТП 10/0,4 кВ визначається:

/>(35)

Струм однополюсного к.з. визначається в найбільш віддаленій точці кожноїлінії 0,38 кВ за формулою:

/>, (36)

де      – повний опір силового трансформатора струмук.з. на корпус [1 с.195], Ом;

Zn – повний опір петлі фазний – нульовий провід до точки к.з.,Ом.

/>,(37)

де      roфi, roнi – питомий активний опір, відповіднофазного і нульового проводів на і-й ділянцілінії [1 с.458, с.470], Ом/км ;

хфн – питомийіндуктивний опір петлі «фаза–нуль» (для проводів із кольорового металуприймається хфн = 0,6 Ом/км [1 с.196]).


10 ВИБІРАПАРАТУРИ 10 і 0,38 кВ

 

Згідно із ПУЕ всі електричні апарати вибирають за родом установлення,номінальним струмом і напругою, а також перевіряють їх на термічну і динамічнустійкість. Апарати захисту перевіряють на чутливість і селективність дії.

Розрахунок максимальних робочих струмів (тривалого режиму) виконується заформулою:

/>, (39)

де Sроз<sub/>– максимальна розрахунковапотужність відповідної ділянки лінії, кВА;

Uн – номінальна напруга мережі, кВ.

Для керування відхідною лінією 10 кВ на РТП 35/10 кВ встановлюютьсяроз'єднувачі (шинні і лінійні), високовольтний вимикач (масляний або вакуумний),трансформатори струму для живлення кіл обліку і релейного захисту. Параметриобладнання наведені в [3 с.133,170; 5 с.191; 8 с.98] або в іншій довідковій літературі.

З боку високої напруги проектованої ТП 10/0,4 встановлюється роз'єднувач,розрядники і запобіжники. На відхідних лініях 0,4 кВ, як правило, встановлюютьсяавтоматичні вимикачі, на вводі 0,38кВ – рубильник або автоматичний вимикач.Дані для апаратури до 1000 В можна знайти в [3;5;8].

В курсовому проекті необхідно зробити вибір перелічених вище електричнихапаратів на напругу 10 та 0,38 кВ.

10.1 Вибір апаратури 10 кВ

 

Вибір і перевірку електричних апаратів 10 кВ зручно проводити табличнимспособом (Таблиця 6). Форму таблиць і порядок вибору наведено в [3 с.170; 5с.205].

Таблиця6 – Вибір високовольтного вимикача

Умови вибору Параметри апарату Розрахункові дані

/>

/>

/>

/>

/>

На динамічну стійкість під час к.з. апарати перевіряються шляхом порівнянняпаспортних даних апарату з ударним струмом триполюсного к.з. іу(3)у місці його встановлення.

Термічна стійкість перевіряється за виразом:

/>,(40)

де      Іt – струм термічної стійкості для часу t(каталожні дані апарата) [5 с.201], кА;

Іуст –усталений струм к.з. в місці встановлення апарату, кА;

tпр – приведенийчас проходження струму к.з., с.

/>

де      – витримка часу максимального струмовогозахисту, = 1,2 с;

<sub/>– час вимикання вимикача, <sub/>= 0,2 с .

Трансформатори струму перевіряються:

на динамічну стійкість

/>,(41)

де      – кратність струму динамічної стійкості(каталожні дані) [5 с.201];

Ін1 –номінальний первинний струм трансформатора, А;

і на термічну стійкість:

/>,(42)

де      kt – кратність струму термічної стійкості, щовідповідає часу t = 1с.

10.2 Вибір апаратури 0,38 кВ

 

Вибір і перевірку апаратів 0,38 кВ слід виконувати табличним способом,дані про вбрані апарати та розрахункові дані мережі заносяться в таблицю 7.

Таблиця –7 – Вибір і перевірка апаратів 0,38 кВ

Місце встановлення Розрахункові дані Параметри автомату Висновок

Іроб. макс,

А

/>,

кА

/>,

кА

/>,

кА

Ін.авт, А Ін.р/Івідс іmax

/>/Івідс.

/>/Ін.р.

Ввід ПЛ–1і т.д.

Чутливість захисного обладнання повинна відповідати наступним умовам:

– для автоматів, які маютьтільки електромагнітний розчіплювач

/>,(43)

1,25 – при Ін. авт. > 100 А; 1,4 – при Ін.авт.<sub/>< 100 А;

де /> – струм однополюсногокороткого замикання, А;

Івідс –струм відсічки автомата, А.

– для автоматів з тепловимабо комбінованим розчіплювачем:

/>,          (44)

деІн.р.. – номінальний струм теплового розчіплювача, А.

– для запобіжників:

/>,(45)

де Ін.в. – номінальний струм плавкої вставкизапобіжника, А.

Якщо вибрані апарати захисту не забезпечують потрібну чутливість, тонеобхідно зменшити опір петлі «фаза–нуль» (збільшити площу перерізупроводів), збільшити потужність трансформатора або застосувати інші додатковізасоби захисту від фазних замикань на землю (наприклад встановити автоматичнівимикачі, які мають додатково незалежний розчіплювач, на який діє реле струмуіз обмоткою в нульовому проводі лінії) [3с. 286].


11РОЗРАХУНОК РЕЛЕЙНОГО ЗАХИСТУ ПОВІТРЯНОЇ ЛІНІЇ 10 кВ

 

Релейний захист – це автоматичний пристрій, який складається із декількохприладів – реле, які реагують на зміну режиму на будь-якій ділянці мережі таподають імпульс на відключення даної ділянки комутаційними апаратами, або насигналізацію. Для правильного та своєчасного виконання своїх функцій релейний захистповинен забезпечувати необхідну швидкість дії, чутливість, селективність танадійність.

Для ПЛ –10 кВ в якості основного захисту від міжфазних коротких замикань,як правило, застосовується максимальний струмовий захист (МСЗ), в якостідодаткового – струмова відсічка (СВ) [1с.300; 9 с. 263].

11.1 Розрахунок максимального струмового захистулінії 10 кВ

Розрахунок МСЗ необхідно починати з найпростішої однорелейної схеми нарізницю струмів двох фаз. Якщо ця схема не проходить за чутливістю, то застосовуютьбільш складні схеми.

Струм спрацювання МСЗ повинен відстроюватися від робочого струму лінії зурахуванням можливих кидків струму самозапуску двигунів:

/> (46)

де      – коефіцієнт надійності, приймається дляреле типу РТ–85, РТ–40 = 1,2; для реле РТВ – = 1,3 [1 с.303; 3 с.206; 5 с.230; 9 с. 265];

kс.зап–коефіцієнт самозапуску, для лінії сільськогосподарського призначення може бутиприйнятий 1,2…1,3 [1 с.303; 3 с.206; 5с.230; 9 с. 265];

kп – коефіцієнтповернення реле, kп = 0,8…0,85 [1 с.303; 3 с.206; 5 с.230; 9с. 265].

Селективна дія МСЗ лінії 10 кВ і запобіжників ТП 10/0,4 кВ забезпечуються,якщо виконується умова

/> (47)

де      Іпл.(5) – струм, при якому плавка вставказапобіжника (найбільш потужної ТП 10/0,4 кВ) згорає за 5 секунд [5 с.210], А.

Струм спрацювання реле визначається за формулою:

/>(48)

де      Іс.з.. – найбільший, з отриманих завиразами (46) та (47), струм спрацювання захисту, А;

/> – коефіцієнт схеми [1 с.302; 3 с.206; 9 с. 265];

/> – коефіцієнт трансформаціїтрансформатора струму.

За умовою надійного спрацювання електромагніту вимикання зі струмом спрацювання5А:

/> (49)

Найбільше із значень, отриманих за виразами (48) і (49) округляється доструму уставки (ІУ) обраного типу реле, за умови, що

Іу³Іс.р.

 

Чутливість захисту визначається за формулою:

/>(50)

де І к.min – струм двополюсного к.з.у кінці ділянки, що захищається, А;

kcx.min – мінімальна величина коефіцієнта схеми з'єднання трансформаторів

 струму.

11.2 Розрахунокструмової відсічки

Струм спрацьовування відсічки ПЛ –10 кВ вибирається за такими умовами:

– Струм спрацьовування відсічки повинен бути більшим ніж максимальнийструм к.з. у кінці ділянки, що захищається:

/>           (51)

де Іс.в. – струм спрацювання відсічки, А;

Ік, мах<sub/>– максимальний струм к.з. (трифазного) у точціпідключення найближчого трансформатора 10/0,4 кВ, А;

–коефіцієнт надійності (для реле РТ– 40 = 1,2…1,3; для релеРТ– 80 і

РТМ   = 1,5…1,6).

– Струмова відсічка не повинна спрацьовувати під час кидків струму намагнічуваннятрансформаторів 10/0,4 кВ:

/>,(52)

де Sн.тр – сумарна потужністьусіх ТП 10/0,4 кВ, що живляться від цієї лінії, кВА.

Струм спрацювання реле відсічки визначається за формулою:

/>(53)

де  Іс.в. – найбільше із значень, отримане за виразами(51) і (52).

Для реле типу РТ–85 находять кратність відсічки:

/>(54)

де      ІУ – струм уставки МСЗ реле РТ –85, А.

Чутливість відсічки:

/>(55)

де /> – струм к.з. у місціустановлення захисту в найбільш сприятливому за умовами чутливості режимі(триполюсне к.з.).

/>– коефіцієнт схеми.

Згідно із ПУЕ [4] для додаткових захистів повітряних ліній kЧ ≥1,2.

Ефективність відсічки оцінюється зоною її дії (не менш 15–20% довжини лінії).

При розрахунку релейного захисту необхідно привести принципову схему захисту[1; 5; 9].


12 ОБЛАДНАННЯМЕРЕЖ 10 та 0,4 кВ, ЩОПРОЕКТУЮТЬСЯ

 

У даному розділі проекту необхідно привести конструктивні рішення зприводу обладнання зовнішніх електричних мереж. При цьому необхідно описатинаступне:

1)  тип і конструкцію опор ліній 0,4 і 10 кВ;

2)  тип та варіанти виконання траверс;

3)  типи ізоляторів, що застосовані;

4)  способи кріплення проводів на опорах;

5)  тип ТП 10/0,4 кВ і спосіб її монтажу (встановлення);

6) схеми і конструкціїконтурів заземлення.

Опис повинен бути стислим, з обов’язковим наведенням відповідних пояснюючихрисунків і ескізів.


СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Будзко И. Ф., Зуль Н. М.Электроснабжение сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат, 1990. – 496 с.

2. Руководящие материалы попроектированию электроснабжения с/х. – М.: Сельэнергопроект № 8, 1981.

3. Практикум по электроснабжениюсельского хозяйства /под ред. И.А. Будзко. – М.: Колос, 1982. – 319с.

4. Правила устройстваэлектроустановок. –М.: Энергопромиздат, 1985.

5. Коганов И. Л. Курсовое и дипломноепроектирование. –М.: Агропромиздат, 1990. – 351с.

6. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н.Электрическая часть электростанций и подстанций (справочные материалы) –М.: Энергия, 1979.

7. Какуевицкий Л. И., Смирнова Т. В.Справочник по реле защиты и автоматики. – М.: Энергия, 1972.

8. Харкута К.С., Яницкий С.В., ЛяшЭ.В. Практикум по электроснабжению сельского хозяйства. – М.: Агропромиздат,1992. – 223с.

9. Притака І.П. Електропостачаннясільського господарства. – 2-е вид. перероб. та доп. – К.: Вища школа. Головневид-во, 1983.– 343с.

10. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общиетребования к текстовым документам.

11. ДСТУ 3008-95 Документація.Звіти у сфері науки і техніки.


Додаток А

/>


Рисунок А.1 – План населеного пункту. Варіант 1.

Продовження додатку А

/>


Рисунок 2 – План населеного пункту. Варіант 2.

Продовження додатку А

/>


Рисунок А.3 – План населеного пункту. Варіант 3.

еще рефераты
Еще работы по физике