Расчет электрических нагрузок

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.

Сельское хозяйство получает электроэнергию в основном от энергетических систем. Воздушными линиями охвачены почти все населенные пункты. Электроснабжение сельскохозяйственных объектов имеет свои особенности по сравнению с электроснабжением промышленности и городов. Главная из них - это необходимость подводить электроэнергию к большому числу сравнительно маломощных электроприемников, рассредоточенных на значительной территории, что определяет особенности соответствующих проектных решений.

В данном курсовом проекте необходимо: спроектировать систему электроснабжения 10 кВ., выбрать трансформатор, выбрать коммутационно-защитные аппараты, спроектировать систему электроснабжения 0,4 кВ для данного поселка. Необходимо проверить выбранное оборудование на действие токов короткого замыкания.

Характеристика объекта и исходной информации

Объектом электроснабжения является поселок на 46 двухквартирных домов. Данный поселок относится к потребителю III категории. По надежности электроснабжения.

На территории поселка, кроме жилых домов также находятся следующие социально-культурные здания: дом культуры, магазин на 2 рабочих места, начальная школа на 40 учащихся, столовая и детский сад. План поселка приведен на листе 1 графического материала.

Источником питания является ВЛЭП-10 кВ, проходящая с северной стороны в 500 метрах от поселка. Расчетные нагрузки по социально-бытовым и культурным учреждениям приведены в табл. В.2.

Таблица В.2. Расчётные нагрузки по социально-бытовым учреждениям

№ п/п	Наименование потребителя	Нагрузка
		Р, кВт	Q, квар
1	Дом культуры	3	1,5
2	Магазин на 2 рабочих места	4	1,92
3	Начальная школа на 40 учащихся	5	1,65
4	Детский сад	4	1,32
5	Столовая	10	4

Проект системы электроснабжения 10 кВ

Обоснование схемы

Ранее указывалось, что потребитель электроэнергии жилой посёлок с административными и социально-культурными (бытовыми и детскими) учреждениями относятся к потребителям третьей категории по надежности электроснабжения. Следовательно, для его электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ используется однотрансформаторная подстанция напряжением 10/0,4 кВ. Подключение этой подстанции к источнику питания осуществляется отпайкой от ВЛ-10 кВ, проходящей с северной стороны посёлка, также в виде ВЛ.

Схема ТП 10/0,4 кВ типовая, в которой со стороны высокого напряжения (РУВН) расположены: разъединитель как коммутационный аппарат; предохранители как защитные аппараты; разрядники как защитные аппараты от перенапряжений, приходящих с ВЛ.

Описанная однолинейная принципиальная схема представлена на рис 1.1.

В качестве наилучшего места для установки подстанции является так называемый центр электрических нагрузок. Учитывая застройку посёлка, подстанцию разместили в месте, указанном на плане. С учётом указанного места установки подстанции длина отпайки будет 1500 м.

Расчет электрических нагрузок

Для того, чтобы рассчитать электрическую сеть, то есть выбрать мощность трансформатора, сечение ЛЭП, электрические аппараты, необходимо рассчитать для них расчетные нагрузки.

Расчетная нагрузка это такая постоянная во времени величина, которая приводит к установившемуся нагреву, как и максимальный нагрев при реальной передачи энергии потребителю в то время когда объект будет функционировать. В качестве исходной информации при оценке расчетной нагрузке по подстанции являются расчетные нагрузки на вводах в квартиру и расчетные нагрузки общественных учреждений и коммунальных потребителей указанных в таблице В.1

В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП) расчетная нагрузка на вводе в квартиру в данном населенном пункте принимается 3 кВт.

Для потребителей жилищно-коммунального характера в качестве метода оценки расчетных нагрузок применяются: для жилищных потребителей - метод коэффициента одновременности, как однородных потребителей. Для учета расчетной нагрузки общественных и коммунальных потребителей используется метод попарного суммирования. Согласно методу коэффициента одновременности расчетная нагрузка жилищных потребителей определится по выражению:

P_ж = К_о· _i,

где Р_i - расчетная нагрузка на вводе в одну квартиру,

n - число квартир в поселке 92,

К_о - коэффициент одновременности 0,26,

P_ж = 0,26·92·3 = 71.76 кВт.

Для оценки реактивной мощности для жилищных потребителей примем cosφ=0,98 => tgφ=0,2, тогда реактивная мощность полная мощность определится по выражению:

Q_ж = P_ж· tgφ,

Q_ж = 71.76·0,2 = 14.352 квар.

Определяем расчетную нагрузку неоднородных потребителей. Для этого используем метод попарного суммирования:

= ΔP_ДК + ΔP_маг + ΔP_шк + ΔP_{дет сад} + ΔP_ст,

где k - количество неоднородных потребителей,

ΔP - доля нагрузки потребителя, определяемая по таблице.

= 1,8 + 2,4 + 3 + 2,4 + 6 = 15,6 кВт.

Реактивная нагрузка неоднородных потребителей определяется:

ΔQ = ΔQ_ДК+ ΔQ_маг+ ΔQ_шк + ΔQ_{дет сад} + ΔQ_ст,

ΔQ = 0,9 + 1,15 + 1 + 0,8 + 2,4 = 6,25 квар.

Суммарная нагрузка будет равна:

P_р = P_ж+ ,

P_р= 71.76 + 15,6 = 87.36 кВт.

Суммарная реактивная нагрузка будет равна:

Q_р= Q_ж+ ΔQ,

Q_р= 14.352 + 6,25 = 20,602 квар.

К выше полученной расчетной нагрузке, которая состоит из нагрузки жилых домов, социально культурных учреждений необходимо добавить нагрузку уличного освещения.

Примем ширину проезжей части улиц посёлка 9 - 12 м с покрытием простейшего типа, при котором норма освещённости равна 2 Лк. Для достижения этой освещённости необходима удельная электрическая мощность осветительных установок 7 Вт/м, отсюда определим суммарную мощность осветительных установок:

P_осв = P_уд·L,

где где L - длина всех улиц ≈ 1,15 км (1150 м),

P_осв = 7·1150 = 8,05 кВт.

Для реализации освещения улиц примем светильники с лампами ДРЛ, мощностью 250 Вт каждая. Отсюда количество ламп, необходимых для установки по улицам:

k = = = 32.