Электрический расчёт сети 10 кВ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему: «Электроснабжение группы сельско-хозяйственных потребителей по ЛЭП 10кВ»

Пояснительная записка

Разработал _________ ____________ В. В. Прокопик

Подпись дата

Руководитель _________ ____________ А. С. Казмерчук

Подпись дата

Н. контроль _________ ____________ А. С. Казмерчук

подпись дата

CОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Исходные данные
2. Расчёт мощности трансформаторной подстанции
3. Составление таблицы отклонений напряжений

4. Электрический расчёт сети 10 кВ
5. Расчёт токов короткого замыкания

6. Выбор отключающих аппаратов на линиях 10 кВ

7. Конструктивное выполнение линий и ТП

8. Защита от перенапряжений

9. Мероприятия по энергосбережению

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 00 ПЗ

Разраб.

Прокопик В.

Провер.

Казмерчук

Реценз.

Н. Контр.

Казмерчук

Утверд.

Расчётно-пояснительная записка

Лит.

Листов

ПГАТК

Введение

Электроэнергетика Беларуси — это объединенная энергетическая система, представляет собой постоянно развивающийся высокоавтоматизированный комплекс, объединенный общим режимом работы и единым централизованным диспетчерским управлением. Отрасль надежно и бесперебойно осуществляет выработку, передачу и распределение электрической и тепловой энергии.

Сложившееся положение не способствовало обеспечению энергетической безопасности государства, а непринятие срочных мер по изменению динамики старения основных фондов могло привести к значительному народно-хозяйственному ущербу из-за перерывов в энергоснабжении отраслей экономики и населения.

Учитывая высокую капиталоемкость и относительно длительный период создания новых мощностей, большой срок окупаемости проектов, особую социальную значимость энергоносителей в обществе для обеспечения комфортных условий и материального благосостояния населения, требуется заблаговременно планировать пропорциональное и взаимоувязанное развитие всех звеньев этого процесса.

Производственный потенциал белорусской энергосистемы представлен 27 крупными электростанциями, 25 районными котельными, включает почти 7 тыс. км системообразующих линий электропередач высокого напряжения и около 5 тыс. км тепловых сетей. Установленная мощность в 2004 г. составляла 7847 МВт и возросла по сравнению с 1991 г. на 1,1 млн. МВт. В период после 1991 г. развитие отрасли замедлилось, что обусловлено общим экономическим спадом и снижением энергопотребления. Так, в 1995 г. электропотребление находилось на самом низком уровне — 32 млрд. кВт-ч, или на 34,5% ниже, чем в 1990 г. Имеющаяся мощность электростанций позволяет выработать около 45 млрд. кВт-ч электроэнергии.

В структуре генерирующих мощностей 52,5% приходится на тепло-электроцентрали (ТЭЦ), производящие комбинированную выработку электро- н теплоэнергии, и 43,8% — на конденсационные (ГРЭС), производящие электрическую энергию. Кроме тепловых электростанций в энергосистеме работают 25 малых гидроэлектростанций общей установленной мощностью 11,9 МВт и 19 блок-станций установленной мощностью 163,1 МВт.

Наиболее крупными ТЭС в стране являются Осиповичская (2,2 тыс. кВт) на реке Свислочь и Чипгринская (1,5 тыс. кВт) на реке Лруть, Наиболее крупными тепловыми электростанциями являются Лукомльская ГРЭС (2889,5 МВт)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 00 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 00 ПЗ

Березовская ГРЭС (995 МВт), Новополоцкая ТЭЦ (505 МВт), Минская ТЭЦ-4 (1030 МВт), Гомельская ТЭЦ (540 МВт).

Особое внимание в стране уделяется активизации внедрения нетрадиционных источников энергии. В рассматриваемом периоде был осуществлен пуск ветроэнергетической установки (ВЭУ) в деревне Дружная Мядельского района Минской области. Однако использование существующих способов преобразования энергии в электроэнергию с помощью традиционных лопастных ВЭУ в условиях Беларуси экономически не оправдано. Д\я эффективной работы ВЭУ необходима пусковая скорость ветра 4-5 м/с, а номинальная скорость — &-15 м/с. В условиях слабых континентальных ветров (3-5 м/с), характерных для страны, массовое внедрение ВЭУ нецелесообразно. Областью применения могут быть только привод насосных установок небольшой мощности и подогрев воды в сельскохозяйственном производстве. современнейших технологий, что позволило повысить мощность энергоблока на 7 МВт и снизить удельный расход топлива на 7,5 г/кВт-ч. /дальнейшая модернизация и реконструкция оборудования станции позволит повысить конкурентоспособность вырабатываемой электроэнергии по цене, продлить парковый ресурс энергетического оборудования.

На Оршанской ТЭЦ принята в эксплуатацию парогазовая установка мощностью 67 МВт — первая не только в Республике Беларусь, но и в странах ближнего зарубежья, что позволило поднять коэффициент полезного действия станции почти до 60%.

Значительный прирост мощности белорусской энергосистемы и повышение эффективности функционирования произошел за счет ввода в эксплуатацию Минской ТЭЦ-5, новых турбоустановок взамен демонтированных на Пинской ТЭЦ (6 МВт), Могилевской ТЭЦ-1 (6 МВт) и Могилевской ТЭЦ-2 (60 МВт). Особое внимание было уделено полному переводу теплоэлектроцентралей с мазута на газ.

Активизация внедрения энергосберегающих мероприятий и своевременная замена энергооборудования позволили сократить удельные расходы топлива на электрическую и тепловую энергию к 2005 г. до 276,4 г/кВт/ч и 169,62 кВт/Гкал, что соответствует мировым аналогам.

Для транспортировки электроэнергии от производителей к потребители предназначены электросети, которые состоят из линий электропередач напряжением 0,4—750 кВ протяженностью 260 тыс. км и трансформационных подстанций 35-750 кВ.

I aJ3mig5XyH0fCleomz+OzRViQ3wjrQd8RiOQzR72geCmDljseT5GBywe8ezPAYsQGbDTZNEhC7kJ Z0cWu0AwPKjQI1lEyOW9tI8skHiITish/GE6TRbHJQsZsdNk0SELuSFKIQsZCe6BLIIANXv2Igf2 QHVVU9D1IZOFN5GYdGiy0GTx2KeKD5hZyJDdayEL/lw8vGWAq8LNGxHYawzUNByr7204+xcAAP// AwBQSwMEFAAGAAgAAAAhAIEMuXLgAAAADAEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMj0FLw0AQhe+C /2EZwZvdpNEoMZtSinoqgq0g3rbZaRKanQ3ZbZL+eycne3uPebz5Xr6abCsG7H3jSEG8iEAglc40 VCn43r8/vIDwQZPRrSNUcEEPq+L2JteZcSN94bALleAS8plWUIfQZVL6skar/cJ1SHw7ut7qwLav pOn1yOW2lcsoSqXVDfGHWne4qbE87c5Wwceox3USvw3b03Fz+d0/ff5sY1Tq/m5av4IIOIX/MMz4 jA4FMx3cmYwXLftlyluCgiRJQcyBOJ3VgVX6+ByBLHJ5PaL4AwAA//8DAFBLAQItABQABgAIAAAA IQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0A FAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0A FAAGAAgAAAAhAFhqVq5XBgAA/0EAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhAIEMuXLgAAAADAEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAsQgAAGRycy9kb3ducmV2Lnht bFBLBQYAAAAABAAEAPMAAAC+CQAAAAA= " o:allowincell="f">

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 00 ПЗ

Линии электропередач относятся к системообразующим, обеспечивают межсистемные связи с энергосистемами России, Украины, Литвы и Польши; их протяженность составляет около 6,8 тыс. км. Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток.

I pxQPzRUdrlD7PlpcodZrPXCF2BAvpfWARzQC2exhH0hu6oTFjudjdMLiEc/+7LEIUQKUJosOWahN OFuyEJtepJR86MCiRRYRcnladRdZIPEQnVZC+MN0miwOSxZKB9Rk0SELtSGqRRZqxdZDZBEESO7Z ixzYA9VVTUHXh0qW3kQi6NBkocnisU8V7xFZKCnwWMiCPxcPvzLAVWH5iwjsZwzaZThu/27D2T8A AAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQCBDLly4AAAAAwBAAAPAAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sTI9BS8NA EIXvgv9hGcGb3aTRKDGbUop6KoKtIN622WkSmp0N2W2S/nsnJ3t7j3m8+V6+mmwrBux940hBvIhA IJXONFQp+N6/P7yA8EGT0a0jVHBBD6vi9ibXmXEjfeGwC5XgEvKZVlCH0GVS+rJGq/3CdUh8O7re 6sC2r6Tp9cjltpXLKEql1Q3xh1p3uKmxPO3OVsHHqMd1Er8N29Nxc/ndP33+bGNU6v5uWr+CCDiF /zDM+IwOBTMd3JmMFy37ZcpbgoIkSUHMgTid1YFV+vgcgSxyeT2i+AMAAP//AwBQSwECLQAUAAYA CAAAACEAtoM4kv4AAADhAQAAEwAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAW0NvbnRlbnRfVHlwZXNdLnhtbFBL AQItABQABgAIAAAAIQA4/SH/1gAAAJQBAAALAAAAAAAAAAAAAAAAAC8BAABfcmVscy8ucmVsc1BL AQItABQABgAIAAAAIQABo18xWwYAAP9BAAAOAAAAAAAAAAAAAAAAAC4CAABkcnMvZTJvRG9jLnht bFBLAQItABQABgAIAAAAIQCBDLly4AAAAAwBAAAPAAAAAAAAAAAAAAAAALUIAABkcnMvZG93bnJl di54bWxQSwUGAAAAAAQABADzAAAAwgkAAAAA " o:allowincell="f">

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 01 ПЗ

1 Исходные данные

К расчёту сети 10 кВ

М 1:100000

Рисунок 1— Координатная сетка для нанесения источника питания населенных пунктов

Примечание: На данной сетке необходимо отметить населённые пункты согласно координат указанных в таблице 2 и начертить расчётную схему сети 10 кВ.

Таблица 1 Координаты источника питания.(Х / Y)

Предпоследняя цифра шифра

5/9	0/2	1/4	2/6	0/6	0/8	1/3	2/10	0/9	3/10

Последняя цифра шифра	Номер населенного пункта

	4/5	3/7	3/9	5/2	7/1	9/2	7/6

Таблица 2 Координаты населённых пунктов.(Х / Y)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 01 ПЗ

Таблица 3 Расчётные нагрузки населённых пунктов.(Р_Д/Р_В)

Вариант	cosφ	Номера населённых пунктов

	0.9

Вариант	цифра шифра
последняя предпо следняя
V₁₀¹⁰⁰ V₁₀²⁵		+2 -1	+4 -1,5	+4 -1	+3 -5	+4,5 -1	+4 -4	+3 -3,5	+2 -2	+1.5 -3	+4,5 -3,5
V₁₀¹⁰⁰ V₁₀²⁵		+2	+3,5 -2	+1 -1	+4,5	+3,5 -2,5	+5 +1	+3 -2	+2,5 -1	+4 -3	+1,5 -2,5
V₁₀¹⁰⁰ V₁₀²⁵		+4 -1	+3 -1,5	+4	+5 -5	+2,5	+4 +1	+3 -0,5	+5 -2	+3 -3	+0,5 -3,5

Таблица 4 Отклонение напряжения на шинах РТП

Данные для расчета	Последняя цифра шифра

Мощность короткого замыкания на шинах питающей подстанции	S_к.ш.		-		-		-		-		-
I_к.ш.	-	1,6	-	1,4	-	1,2	-		-	2,5
U_н1 кВ
длина L₁, км
марка и сечение провода	AC70	AC50	AC95	АС50	АС35	АС120	АС70	АС50	АС95	АС50

Таблица 5 Данные для расчета токов короткого замыкания

4 osUVat+HxhX65o9jc4XYEC+l9ZAzukA2e9gHgpsmYLHj+Zi9nxIxZLEXWSgHMGTRIgu1CWdLFuKh FSkld0gWERrwsNIuskDiITqjhPCH6QxZPOFBwedHLEIuyDEHMGShkwVs0XughCB9V9SxySIMkdyz F3mw/6WtmoKuD5ksvInEpMOQhSGLpz5VfABZKAc4FbKA5yD5Wwa4KizfiMBeY6Cn4Vh/b8PF3wAA AP//AwBQSwMEFAAGAAgAAAAhAIEMuXLgAAAADAEAAA8AAABkcnMvZG93bnJldi54bWxMj0FLw0AQ he+C/2EZwZvdpNEoMZtSinoqgq0g3rbZaRKanQ3ZbZL+eycne3uPebz5Xr6abCsG7H3jSEG8iEAg lc40VCn43r8/vIDwQZPRrSNUcEEPq+L2JteZcSN94bALleAS8plWUIfQZVL6skar/cJ1SHw7ut7q wLavpOn1yOW2lcsoSqXVDfGHWne4qbE87c5Wwceox3USvw3b03Fz+d0/ff5sY1Tq/m5av4IIOIX/ MMz4jA4FMx3cmYwXLftlyluCgiRJQcyBOJ3VgVX6+ByBLHJ5PaL4AwAA//8DAFBLAQItABQABgAI AAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsB Ai0AFAAGAAgAAAAhABHagTJaBgAA/0EAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1s UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAIEMuXLgAAAADAEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAtAgAAGRycy9kb3ducmV2 LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAADBCQAAAAA= " o:allowincell="f">

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 02 ПЗ

2 Расчёт мощности трансформаторной подстанции

Рисунок 2-Расчетная схема

1) Определяем расчётные значения активных мощностей на участках, кВт:

а) При наличии одной нагрузки на участке:

Р_уч=Р_нагр (1)

б) При наличии нескольких нагрузок на участке, если нагрузки отличаются друг от друга менее чем в 4 раза:

Руч = Ко∑P_нагр,(2)

где ко - коэффициент одновремённости;

P_нагр- активная мощность нагрузки на участках, кВт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 02 ПЗ

2)Находим значение активной мощности ТП, кВт:

(3)

3) Находим значение полной мощности ТП, кВ/А:

(4)

Выбираем трансформатор полной мощностью равною S_н=1600 кВ‧А; U_К=5,5%; Δ Р_Х.Х=1300 Вт; ΔР_К.З=7600 Вт; схема соединения −Y/Δ_Н.

Элементы системы	Отклонения U
Более отдаленные ТП	Ближайшие ТП
При нагрузке, %

Шины 10кВ ПС 35/10 кВ	+1	-1	+1	-1
Линия 10 кВ	-4	- 1
Трансформатор 10/0.4 кВ
- постоянная надбавка	+5	+5	+5	+5
- переменная надбавка
- потери	-4	-1	-4	-1
Линия 0.4 кВ	-3		-7
Потребитель	-5	+4	-5	+2

P jrcIXJPFXmShInaaLNpkoVaANMiiuQzk2GQhVsdLjd3nYxoBbbbzByKcOmixY7PM3ltGNFvsxRYq aKfZosUWbBPew6CF2MIiJeUO2SJEA95Mu9gCiS11Wg/hW+s0Wzxj2+ABUQsVtdNs0WYL6LsfsYWK B8MS02Ozhe8juXwvdGA1VFs8BX0fMlmME4lhh2YLzRbP3WR8AFuosN2psAVsi+QvHeDisHxBAnur QTMNx83XOFz8AwAA//8DAFBLAwQUAAYACAAAACEAgQy5cuAAAAAMAQAADwAAAGRycy9kb3ducmV2 LnhtbEyPQUvDQBCF74L/YRnBm92k0Sgxm1KKeiqCrSDettlpEpqdDdltkv57Jyd7e495vPlevpps KwbsfeNIQbyIQCCVzjRUKfjevz+8gPBBk9GtI1RwQQ+r4vYm15lxI33hsAuV4BLymVZQh9BlUvqy Rqv9wnVIfDu63urAtq+k6fXI5baVyyhKpdUN8Ydad7ipsTztzlbBx6jHdRK/DdvTcXP53T99/mxj VOr+blq/ggg4hf8wzPiMDgUzHdyZjBct+2XKW4KCJElBzIE4ndWBVfr4HIEscnk9ovgDAAD//wMA UEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5 cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3Jl bHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAICnOEWUGAAAOQgAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJz L2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAgQy5cuAAAAAMAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAAC/CAAA ZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAMwJAAAAAA== " o:allowincell="f">

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 03 ПЗ

3 Составление таблицы отклонений напряжений

Таблица 5 - Отклонение напряжений

Отклонения и потери напряжения в системе электроснабжения связаны между собой зависимостью:

, (5)

где V_пит- отклонение напряжения в центре питания, %;

(V_пост+ V_пер)- сумма постоянных и переменных надбавок напряжения трансформаторов, %;

U_лин и U_т- суммарные потери напряжения в линиях и в трансформаторов, %;

V_потр–допустимое отклонение напряжения у потребителя, %.

В графу «Элементы системы» впишем все элементы системы электроснабжения: шины 10 кВ, линии напряжением 10 и 0.38 кВ, трансформатор 10/0.4 кВ и потребитель.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06. 2016. 2-74 06 31-01. 1. 5-27. 03 ПЗ

Впишем в графу «Отклонения напряжения» все известные параметры: отклонение напряжения на шинах 10 кВ

Центром питания в системе напряжений 35/10/0.38 кВ считают шины напряжением 35 кВ, в системе 10/0.38 кВ – шины напряжением 10 кВ. Отклонение напряжения в центре питания измеряется и информация о ее величине находится в районе электрических сетей (РЭС).

Постоянная надбавка в современных трансформаторах с переключением без возбуждения (ПВБ) V_пост=+5%. Переменные надбавки напряжения могут быть равными: -5; -2.5; 0; +2.5; +5. Таким образом, суммарная надбавка у понижающих трансформаторов равна 0; +2.5; +5; +7.5; +10%.

Потери напряжения в трансформаторах, применяемых в сельском хозяйстве, при максимальной нагрузке составляют 4-5%.

Зададимся переменной надбавкой трансформатора =0%.

Суммарные потери напряжения в линиях напряжениям 10 и 0.4кВ

постоянную надбавку трансформатора , потери напряжения в трансформаторе . Зададимся переменной надбавкой трансформатора .

1)Выражаем значение потери напряжения в линии из зависимости отклонения и потерь напряжения:

(6)

2) Определяем отклонения напряжения у потребителя

(7)

Распределены суммарные потери напряжения между линиями 10 и 0.4 кВ в соответствии с НТПС, допускаемая потеря напряжения в линии 10 кВ должна составлять 60 - 65 % суммарных потерь для линий 10 и 0.4 кВ.

В связи с этим примем допустимую потерю напряжения в линии 10 кВ

В связи с тем, что минимальная нагрузка в 4 раза меньше максимальной, потери напряжения в трансформаторе и линии 10 кВ принимают так же в 4 раза меньше.

Тогда

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись.

Дата

Лист

06.2015.2-74 06 31-01.3.5А.02 ПЗ

Отклонение напряжения у потребителей в соответствии с ГОСТ 13109 – 97 не должно выходить в нормальном режиме за пределы Рассматриваются при расчете два режима и две расчетные точки. Для режима максимальных нагрузок (100%) отклонение напряжения у наиболее удаленного потребителя не должно быт ниже -5%. В режиме минимальных нагрузок (25%) отклонение напряжения у ближайшего потребителя не должно превышать +5%.