Электроснабжение микрорайона

Федеральное агентство по образованию РФ ФГОУ СПО Нолинский техникум механизации сельского хозяйства КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине:

«Электроснабжение сельского хозяйства»

Тема: «Электроснабжение микрорайона»

Выполнил: М. Е. Беломорских Проверил: С. Н. Платунов Группа: Э -31

Оценка: ____________

г. Нолинск 2010 г.

1. Задание на проектировании

2. Введение

3. Подсчет нагрузок электроснабжения. Выбор мощности трансформатора

4. Определение количества подстанций, определение количества ТП и распределение их по потребителям

5. Определение мощностей трансформаторов и выбор типа ТП

6. Определение места положения ТП

7. Разметка трассы ВЛ и выбор проводов

8. Расчет токов КЗ

9. Выбор защиты линии (ВЛ) и силового трансформатора

10. Расчет заземляющего устройства

11. Охрана труда, техника безопасности, охрана окружающей среды при монтаже ВЛ

12. Список литературы

13. Графическая часть

1.Задание на проектирование Вариант 3−1

Рис. 1.1.Схема проектируемого участка

Таблица 1.1.Электрические нагрузки производственных общественных и коммунальных потребителей населенного пункта Дополнительные исходные данные:

Максимальная мощность эл. двигателя — 22 кВт

2.

Введение

Электрификация, т. е. производство, распределение и применение электроэнергии, — основа устойчивого функционирования и развития всех отраслей промышленности и сельского хозяйства страны и комфортного быта населения.

С начало создания энергетики страны началось объединение районных электростанций в ряд энергосистем крупных районов с помощью линий электропередач напряжением 35 кВ. На следующие этапы эти системы укрупнялись и были созданы межрайонные системы Центра, Урала и Юга уже на базе линий электропередачи напряжением 220 и 154 кВ.

При развитии районных электростанций, объединении их в энергетические системы создаются благоприятные условия для электрификации и сельского хозяйства.

На огромной территории нашей страны есть районы, куда подводить сети единой энергетической системы экономически нецелесообразно. Там следует сооружать современные электростанции укрупненной мощности порядка 1000кВт и более, дизельные с полной автоматизацией работы, а также гидравлические .

В мире отмечается повышенный интерес к использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ), к которым относят ветроэлектрические станции, гелио станции, гидравлические.

Сельское хозяйство получает электроэнергию в основном от энергетических систем. Воздушными линиями охвачены почти все населенные пункты. Электрические нагрузки в сельском хозяйстве — постоянно меняющееся величина: подключается новые потребители, постепенно растет нагрузка на вводе в дома, так как увеличивается насыщение бытовыми приборами, в то же время прекращают своё существование крупные животноводческие комплексы, уступая место мелким фермам, и т. д.

За период эксплуатации линий увеличилось количество потребителей и пропускная способность по току при наличии имеющихся сечений проводов.

В результате изложенного необходимо произвести модернизацию систем электроснабжения, а именно:

1. Заменить опоры,

2. Изменить сечение проводов

3. Перенести ТП в центр нагрузок.

3.Подсчет нагрузок электроснабжения. Выбор мощности трансформатора Расчет электрических нагрузок населенного пункта производится отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузки.

Определение суммарных электрических нагрузок по линиям 0,38 кВ производится отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузки.

В случае если значение нагрузок потребителей отличается менее чем в 4 раза — расчет производится по формуле:

(3.1)

где: к0 — коэффициент одновременности В противном случае суммирование нагрузок производится путем добавок к большей слагаемой нагрузке:

(3.2)

где: Р (д, в) макс — наибольшая из дневных или вечерних активных нагрузок на вводе потребителя расчетного участка, кВт;

Р (д, в) — добавки

Таблица 3.1 Значение суммарных электрических нагрузок

4.Определение количества подстанций, определение количества ТП и распределение их по потребителям Находим число подстанций:

(4.1)

?U=5%; = -площадь нагрузки,

F=0,035- площадь объекта снабжения

B=0,6−0,7 — для ТП кВ.,

выбираем В=0,7.

==

Из этого следует, что для потребителей потребуется использовать 2 ТП.

Распределение по потребителям:

А) на ТП № 1: — 16; 17; 18; 19;

Б) на ТП № 2: — 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 15; 20 21; 30.

5.Определение мощностей трансформаторов и выбор типа ТП Таблица 5.1 Определение мощности для ТП № 1

Определяем мощность для ТП № 2

Так как потребительские дневные мощности выше, согласно курсовому проектированию, выбираем ТП по дневной нагрузке.

Таблица5.2. Технические характеристики трансформаторов

6.Определение места положения ТП Координаты центров нагрузок населенного пункта определяются отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузки из выражения:

(6,1), (6,2)

где х, y — абсцисса и ордината ввода i — того потребителя по координатной сетке.

Таблица 6.1.К расчету координат трансформаторной подстанции № 1

Т.к. нагрузка дневная была выше и ТП выбирали по ней, то следовательно и координаты выбираем дневные, и располагая схемой трансформатор ставим в точках:

Х д = 1,5

Y д = 3,7

Таблица 6.2.К расчету координат трансформаторной подстанции № 2

Т.к. нагрузка дневная была выше и ТП выбирали по ней, то следовательно и координаты выбираем дневные, и располагая схемой трансформатор ставим в точках:

Х д = 3,7

Y д = 4,0

Рис. К расчету координат трансформаторных подстанций

Х

Y

7.Разметка трассы ВЛ и выбор проводов Рис. 7.1. Разметка трассы определение допустимых потерь напряжения в линиях Таблица 7.1. Таблица отклонений напряжения

Выбор проводов

Делаем расчет и выбор проводов для ТП№ 1:

а) Находим активные и реактивные мощности для каждого участка:

Таблица 7.2. Активные и реактивные мощности участков б) Определяем потерю напряжения на каждом участке линии по формуле:

?U=?Uуд*Sрасч*L*10−3 (7.2.1)

Таблица 7.3.Потеря напряжения на каждом участке в) Определяем потерю в линии:

?UТП-3=0,160+1,579+0,5711=2,3101; ?Uдоп=5,8

?UТП-3‹?Uдоп — это удовлетворяет НТПС Таблица 7.4.Выбор проводов Расчет для ТП№ 2 делается по аналогии первого расчета выбора проводов:

Таблица 7.5.Выбор проводов

8.Расчет токов КЗ Расчет токов короткого замыкания производится с целью проверки защитной аппаратуры на термическую и динамическую стойкость, а так же чувствительность и селективность действия. Расчет токов КЗ производится в именованных единицах. Для расчета токов КЗ составим эквивалентную однолинейную схему для ТП№ 1(для разборчивости смотреть рис7.1):

РТП 35/10 кВ ТП 10/0,4 кВ (№ 1) ВЛ 0,38 кВ Эквивалентная однолинейная схема

К1 К2

=57,5 м.

Z1 — Сопротивление трансформатора ТП 10/0,4 кВ току КЗ.

Z2 — Сопротивление отходящих линий 0,38 кВ.

Схема замещения Приведенное сопротивление питающей сети определяется по формуле:

; (8.1)

; (8.2)

; (8.3)

; (8.4)

;; (8.5)

;

=57,5 м

;

; (8.6)

(8.7)

(8.8)

(8.9)

— трёхфазный ток замыкания;(8.9.1)

— однофазный ток замыкания;(8.9.2)

— двухфазный ток замыкания;(8.9.3)

— ток замыкания на шине ТП;(8.9.4)

Для расчета токов КЗ составим эквивалентную однолинейную схему для ТП№ 2:

ВЛ 0,38 кВ РТП 35/10 кВ ТП 10/0,4 кВ (№ 2)

Эквивалентная однолинейная схема

К3 м К4

К1

К2

Z1 — Сопротивление трансформатора ТП 10/0,4 кВ току КЗ.

Z2, Z3, Z4 — Сопротивление отходящих линий 0,38 кВ.

Схема замещения Приведенное сопротивление питающей сети определяется по формуле:

;

;

;

;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

9.Выбор защиты линии (ВЛ) и силового трансформатора Для обеспечения протекания тока в нормальном режиме, защиты электрических цепей при коротких замыканиях и перегрузках, а также оперативных включений и отключений применятся в основном выключатели автоматические (ВА) «Щит».

С начало выбираем защиту для ТП№ 1:

Выбор защитной аппаратуры стороны 0,4 кВ осуществляется по следующим параметрам:

По току: Iн.в. Iпуск.max. + Iраб.max.

где: Iн. в — ном. ток автомата,

Iпуск. маx.- максим. пусковой ток двигателя,

Iраб. max. — расчетный ток сети.

Расчетный ток сети определяется по формуле:

(9.1)

где: Sр — расчетная мощность линии, ВА.

(9.2)

Iпуск. маx=57 А; - следовательно:

Iн.в. 57+461=518 А; из выбираем автомат на ном. Ток 630

электроснабжение нагрузка трансформатор мощность Таблица 9.1.Техническая характеристика автоматического выключателя

I н.о. — номинальный ток отключения;

T ср. — время срабатывания автомата.

Выбираем защиту со стороны 10 кВ для ТП № 1:

(9.3)

Расчет защиты ТП № 2 аналогичен расчету защиты ТП № 1:

Защита для стороны 0,4 кВ:

Таблица 9.2. Техническая характеристика автоматического выключателя Для стороны 10 кВ: — то же что и для ТП № 1

10.Расчет заземляющего устройства Исходными данными для проектирования и выполнения заземляющих устройств являются предельные значения их сопротивлений, принимаемые согласно ПУЭ, в зависимости от напряжения, режима нейтрали и элемента электроустановки, подлежащего заземлению.

Расчет заземляющих устройств ведут в следующем порядке:

1. Определяют расчетное сопротивление грунта

(10.1)

где

2. Заземляющий контур в виде прямоугольного четырёхугольника выполняется путем заложения в грунт вертикальных стальных стержней L=5 м, d=0,012 м, соединённых между собой стальной полосой 40*4 мм. Глубина заложения стержней 0,8 м, полосы-0,9 м. Определяют сопротивление вертикального заземлителя по формуле:

;(10.2)

3. Сопротивление повторного заземления не должно превышать 30

4. Ом при и ниже. Определим сопротивление повторного заземления:

; (10.3)

5. Общее сопротивление всех семи повторных заземлений:

; (10.4)

6. Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений:

; (10.5)

Принимаем для расчета ;

7. Определяем теоретическое число стержней:

; (10.6)

8. Принимаем 4 стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м друг от друга. Длина полосы связи. Определяем сопротивление полосы связи

(:

; (10.7)

; (10.8)

; (10.9)

— сопротивление заземления ТП;(10.10)

;(10.11)

Все значения не превышают допустимых норм ПУЭ и Курсового проектирования.

Для подсчета заземления на ТП№ 2 и на этой линии все делается аналогично первому расчету:

Таблица 10.1.Значений расчета заземляющий устройств

11.Охрана труда техника безопасности при работе в электроустановках и на монтаже ВЛ и ТП Требования настоящих правил являются обязательными для рабочих, специалистов и руководителей строительно-монтажных и наладочных организаций, занятых строительством линий электропередачи и электрических подстанций и ведущих монтаж и наладку электрооборудования, а также других организаций, ведущих строительство, монтаж и наладку ВЛ, КЛ и других электроустановок собственными силами.

Организацию и выполнение работ по строительству, электромонтажу, пусконаладке. Испытанию и комплексному опробованию оборудования следует производить, руководствуясь законодательством Российской Федерации по охране труда, требованиями общероссийских стандартов и нормативных документов органов государственного надзора, а также требованиями настоящих Правил.

Средства индивидуальной защиты работающих, применяемые в процессе выполнения электромонтажных (наладочных) работ (специальная защитная одежда, обувь и другие средства безопасности), должны соответствовать требованиям государственных стандартов.

Установка, регистрация, освидетельствование, прием в эксплуатацию и работа грузоподъемных кранов и подъемников (вышек) должны осуществляться согласно требованиям «Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», «Правил устройства и безопасной эксплуатации подъемников (вышек)», грузоподъемных машин, на которые не распространяются эти правила, согласно инструкции заводов-изготовителей.

Производство работ по. сооружению линий электропередачи, специальные электромонтажные i наладочные работы должны осуществляться с учетом требований СНиП 12−03−2001 и СНиП 12−04−2002. Разрешается выполнять только при наличии проектов производства работ (ПНР) или технологических карт (ТК), утвержденных главным инженером электромонтажной (наладочной) организации; в ПНР и ТК для каждого из выполняемых видов работ должны быть предусмотрены конкретные мероприятия по технике безопасности.

Непосредственные руководители и исполнители электромонтажных работ перед допуском к их выполнению должны быть ознакомлены с требованиями безопасности на месте работе фактическими условиями труда, знать и выполнять нормы безопасности в объеме порученных работ.

Работникам, занятым на электромонтажных (наладочных) работах, запрещается выполнять работы, относящиеся к эксплуатации электрохозяйства заказчика или генерального подрядчика.

Не допускается использовать находящиеся в стадии монтажа электрические установки в качестве временных установок для электроснабжения электромонтажных (наладочных) работ, а также объектов генподрядчика или заказчика.

Запрещается загромождать материалами и оборудованием проходы, проезды, двери и ворота зданий и сооружений, подходы к действующему оборудованию, электроустановкам, противопожарному инвентарю.

Производственные помещения и площадки для выполнения электромонтажных работ должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.009−83*, Правил пожарной безопасности в РФ ППБ 01−93 и РД 153−34.0−03.301−00.

Искусственное освещение рабочих мест, а также проходов и проездов должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.046−85. Запрещается работа в неосвещенных местах или в местах с освещенностью ниже нормируемого уровня.

При работах на высоте более 1,3 м рабочие места должны иметь ограждения высотой не менее 1,1 м, а при необходимости — защитные и предохранительные устройства (сетки, козырьки, настилы и др.), соответствующие ГОСТ 12.4.059−89 и ГОСТ 23 407–78. При отсутствии ограждений, защитных и предохранительных устройств работники должны использовать предохранительные пояса.

Площадки, люльки, леса, подмости и другие средства подмащивания, лестницы должны соот-вать ГОСТ 24 258–88, ГОСТ 26 887–87, ГОСТ 27 321–87, ГОСТ 27 372–87.

Леса в процессе эксплуатации должны осматриваться прорабом или мастером перед началом работы, а также не реже чем через каждые 10 дней с регистрацией в журнале.

Подвесные леса и подмости могут быте допущены к эксплуатации только после их испытания в течение одного часа статической нагрузкой, превышающей нормативную на 20%.

Подъемные подмости, кроме того, должны быть испытаны на динамическую нагрузку, превышающую нормативную на 10%.

Результаты испытаний подвесных лесов и подмостей должны быть отражены в акте их приемки или в общем журнале работ.

В процессе эксплуатации деревянные лестницы необходимо испытывать каждые полгода, а металлические — один раз в год, испытания проводить статической нагрузкой 1200 Н, приложенной к одной из ступеней в середине пролета лестницы, установленной под углом 75° к горизонту.

Запрещается перемещение лесов при ветре скоростью более 10 м/с.

Запрещается устанавливать (крепить) какие-либо средства подмащивания на смонтированные, находящиеся в стадии монтажа или подготовленные к монтажу конструкции (оборудование), если это не предусмотрено ППР или не подтверждено расчетом, согласованным с проектной организацией.

Нагрузки на настилы лесов и подмостей не должны превышать величин, установленных проектом производства работ или техническим паспортом.

Запрещается производство работ, а также нахождение рабочих под монтируемыми конструкциями и оборудованием.

Металлические корпуса электрооборудования, металлические части машин и механизмов с электроприводом, металлические элементы лесов и подмостей, а также крановые пути должны быть заземлены в соответствии с «Межотраслевыми правилами по охране труда (правилами безопасности) при эксплуатации электроустановок» и «Правилами эксплуатации электроустановок потребителей» .

Съемные, раздвижные и откидные ограждения вращающихся и подвижных узлов и частей производственного оборудования, а также дверцы и крышки, установленные на технологических проемах в корпусах этого оборудования, должны иметь запорные устройства, исключающие их случайное открывание. Ограждения, дверцы и крышки должны быть оборудованы блокировочными устройствами, обеспечивающими остановку оборудования при их съеме или открывании, если это оговорено требованиями действующих норм, правил по технике безопасности для этих устройств и инструкций по эксплуатации.

Складирование оборудования и материалов на месте производства электромонтажных работ должно производиться в соответствии с проектом производства работ. Складирование материалом II оборудования в охранной зоне ВЛ запрещается.

В случае возникновения на месте производства работ условий, угрожающих жизни и здоровью лю. чей, работы должны быть немедленно прекращены, работники выведены из опасной зоны, о чем должно быть сообщено руководству электромонтажной организации.

Работы можно возобновить только по письменному разрешению руководителя после устранения угрожающих факторов.

Эксплуатация средств защиты должна производиться в соответствии с «Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках, техническими требованиями к ним» .

На работы повышенной опасности и в зоне действия опасных производственных факторов, возникновение которых не связано с характером выполняемых работ, должен быть выдан наряд-допуск. Наряд-допуск регистрируется в журнале учета и хранится у производителя работ.

К зонам постоянно действующих опасных производственных факторов, в соответствии со СНиП 12−03−2001, относятся:

места вблизи неизолированных токоведущих частей электроустановок;

места вблизи не огражденных перепадов по высоте 1,3 м и более;

места, где возможно превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

К зонам потенциально опасных производственных факторов следует относить:

участки территорий вблизи строящегося здания (сооружения);

этажи (ярусы) зданий и сооружений в одной захватке, под которыми происходит монтаж (демонтаж) конструкций или оборудования;

зоны перемещения машин, оборудования или их частей, рабочих органов;

места, над которыми происходит перемещение грузов кранами На каждом предприятии исходя из Перечня видов работ и мест их производства должен быть разработан и утвержден свой перечень работ, на выполнение которых выдается наряд-допуск.

К работникам, выполняющим работы в условиях действия опасных производственных факторов, связанных с характером работы, предъявляются дополнительные требования безопасности.

К выполнению работ, к которым предъявляются дополнительные требования по безопасности труда, допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и признанные годными, имеющие профессиональные навыки, после прохождения обучения безопасным методам работ и получения соответствующего удостоверения.

К самостоятельным верхолазным работам допускаются рабочие и специалисты не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и признанные годными, имеющие стаж верхолазных работ не менее одного года и тарифный разряд не ниже III.

Работники, впервые допускаемые к верхолазным работам, в течение одного года должны работать под непосредственным надзором опытных рабочих, назначенных приказом руководителя организации.

Весь персонал, участвующий в строительных, монтажных и наладочных работах по сооружению кабельных и высоковольтных линий электропередачи, должен пользоваться защитными касками.

При работе ручными электрическими машинами класса I следует применять индивидуальные средства защиты (диэлектрические перчатки, галоши, коврики и т. п.).

Работы с машинами класса II и Ш (согласно ГОСТ 12.2.013.0−87) разрешается производить без применения индивидуальных средств защиты.

Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должно применяться напряжение не выше 50 В.

При наличии особо неблагоприятных условий, а именно когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими, хорошо заземленными поверхностями, и в наружных установках для питания ручных светильников должно применяться напряжение не выше 12 В.

12.Список литературы

1. Акимцев Ю. И., Веялис Б. С. — Электроснабжение сельского хозяйства. — 2-е изд., переработал и дополнил — М.: Колос, 1994. — 228 с. — ил.(Учебники и учебное пособия для учащихся техникумов).

2. Будзко И. А. и др., Электроснабжение сельского хозяйства.- М.: Колос, 2000. — 536 с.: ил. — (учебники и пособия для студентов высш. Учебных заведений).

3. Шеховцев В. П.- Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. — 136с. — (Профессиональное образование).

4. Каганов И. Л. — Курсовое и дипломное проектирование по специальности «Электрификация сельского хозяйства».

13.Графическая часть Таблица 13.1.

Расшифровка условных обозначений

Таблица 13.2.

Спецификация