Таблица 1.2 – Расход электрической энергии в 2005 году, кВт·часов
| Месяц | Кормоцех | Ферма | Коровник |
| ТП-2 | ТП-1 | ТП-3 | |
| январь | 11700 | 9600 | - |
| февраль | 9900 | 8800 | - |
| март | 12900 | 8800 | - |
| апрель | 15000 | 10000 | - |
| май | 10800 | 8000 | - |
| июнь | 9000 | 8000 | - |
| июль | 8100 | 6000 | - |
| август | 9300 | 5200 | - |
| сентябрь | 9300 | 5200 | - |
| октябрь | 8400 | 5600 | 1360 |
| ноябрь | 7800 | 6000 | 6680 |
| декабрь | 9000 | 9200 | 6970 |
| Сумма по ТП | 112290 | 90400 | 15010 |
| Годовое потребление | 217700 кВт·ч | ||
Несмотря на наличие резервной линии электроснабжения, надёжность обеспечения потребителей на молочно-товарной ферме электроэнергией оказалась низкой. Расстояние между разъединителями ЛР-1 и КР-2 составляет около 1050 м. В результате при аварии на основной снабжающей линии электропередачи 10 кВ вторая, резервная линия 10 кВ подключается не сразу, имеет место длительный перерыв в электроснабжении, что приводит к значительным потерям производимой продукции из-за недоотпуска электроэнергии.
Другой недостаток существующей схемы электроснабжения заключается в использовании масляных выключателей, которые обладают невысокими эксплуатационными показателями и низкой надёжностью. Эти выключатели также ухудшают надёжность электроснабжения сельхозпредприятия.
Кроме того, трансформаторные подстанции открытого типа, используемые в существующей схеме электроснабжения, значительно уступают по многим показателям, и, в первую очередь, по эксплуатационным и по надёжности подстанциям закрытого типа.
Ещё один недостаток существующей схемы электроснабжения связан с изменениями потребления электрической энергии.
Снижение потребления электроэнергии на производственные нужды привело к падению загрузки подстанций. Следовательно, снизилась эффективность использования электрооборудования подстанций, повысились относительные потери электроэнергии непроизвоственного характера, выросли относительные потери на холостой ход трансформаторов.
В связи с падением сельскохозяйсвенного производства и соответствующим снижением потребления электроэнергии центр тяжести потребления электроэнергии сместился в сторону однофазных потребителей – жилых домов с. Медведово. По этой причине резко возросла несимметрия нагрузки во внутренней сети отделения «Медведово», снизились качественные показатели электроэнергии и, как следствие, возросла аварийность электрооборудования трансформаторных подстанций ТП1, ТП2 и ТП3.
Рост аварийности на подстанциях привел к снижению надёжности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Выросли потери колхоза за счёт недополученной продукции в связи с отключениями электроэнергии. Так по данным экономической службы колхоза «Прогресс» при отключении электроэнергии и срыве доения продуктивность коров снижается в первый день на 20%, во второй – на 10% и в третий – на 5%. В результате недополучения молока колхоз теряет за три дня при дневном надое на ферме 7723 кг молока 18372 рублей. Если учесть, что зимой таких отключений электроэнергии бывает не одно и не два, то можно представить насколько сильно снижается эффективность производства, падает рентабельность производства.
Наконец, наличие трёх действующих трансформаторных подстанций приводит к неоправданным эксплуатационным затратам, которые ложатся тяжёлым бременем на плечи сельскохозяйсвенного предприятия, что также снижает как эффективность производства и его рентабельность.
1.2 Техническое задание на проектирование электроснабжения колхоза «Прогресс» Клинцовского района
Исходные данные для проектирования электроснабжения:
1. Генеральный план молочно-товарной фермы с нанесенной на него существующей схемой электроснабжения.
2. Электроснабжение фермы осуществляется от подстанции Киваи 35/10кВ по воздушной линии напряжением 10 кВ (основное питание). Резервное питание от подстанции Логоватое 35/10кВ по воздушной линии 10 кВ длиной 9 км.
3. Расстояние проектируемой подстанции закрытого типа от подстанции Киваи – 10,7 км.
4. Расчетные нагрузки объектов приведены в таблице 1.1.
5. Напряжение всех электроприемников - 380/220 В.
6. Электроприемники I категории – пожарные насосы на ферме суммарной мощностью 50 кВт.
7. Предусмотреть автоматическое включение резервного электроснабжения.
8. Район по толщине стенки гололеда – 1.
9. Роза ветров - преимущественно юго-западное направление.
10. Коррозийная активность грунта - низкая.
11. Тариф на электроэнергию двухставочный: основная плата за 1 кВт заявленной мощности 59,5 руб. (1 кВт/мес.), дополнительная плата 52 коп./кВт·ч.
12. Потребители с суммарной максимальной нагрузкой Рмакс= 184 кВт при коэффициенте мощности соsφ = 0,876.
13. Выполнить замену трансформаторных подстанций ТП-1, ТП-2 и ТП-3 одной подстанцией закрытого типа ЗТП 10/0,4 с двумя трансформаторами по 160 кВА.
2. Расчет электроснабжения отделения «Медведово»
2.1 Исходные данные для проектирования
Объект проектирования представляет собой производственную зону отделения «Медведово» и включает потребители, перечисленные с максимальными дневными нагрузками в таблице 2.1
Таблица 2.1 – Нагрузочные характеристики потребителей
| № | Наименование потребителя | Максимальные нагрузки | |
| РДн, кВт | QДн, квар | ||
| 1. | Дом животновода с ветпунктом | 6 | - |
| 2. | Коровник на 400 голов | 45 | 32 |
| 3. | Родильное отделение на 50 мест | 6 | - |
| 4. | Коровник на 200 голов | 20 | 16 |
| 5. | Телятник на 150 голов | 5 | 3 |
| 6. | Конюшня на 80 голов | 3 | - |
| 7. | Помещение для молодняка на 180 голов | 10 | - |
| 8. | Телятник на 120 голов | 5 | 3 |
| 9. | Телятник на 120 голов | 5 | 3 |
| 10. | Телятник на 120 голов | 5 | 3 |
| 11. | Овощехранилище на 1000 тонн | 5 | 3 |
| 12. | Весовая | 1 | - |
| 13. | Сенохранилище | 10 | 8 |
| 14. | Водонасосная станция | 10 | 8 |
| 15. | Коровник на 200 голов | 20 | 16 |
| Суммарная нагрузка | 156 | 95 | |
| Полная мощность | SДн = 184 кВА | ||
В хозяйстве по степени надежности и бесперебойности электроснабжения большая часть электроприемников относится ко II и III категории.
По степени поражения людей электрическим током в отделении имеются помещения с повышенной опасностью, сырые и пыльные.
Электрооборудование, установленное в производственных помещениях, работает от трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. Основная его часть рассчитана для работы на напряжении 380/220 В. Краткая характеристика основных потребителей электроэнергии по категориям бесперебойности электроснабжения и среды производственных помещений в сответствии с ПУЭ приведена в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Характеристика производственных помещений по ПУЭ
| № по ген.плану | Наименование объекта | Класс среды помещений | Категория надежности по ПУЭ |
| 1. | Дом животновода с ветпунктом | Нормальное | III |
| 2. | Коровник на 400 голов | Влажное | II |
| 3. | Родильное отделение на 50 мест | Влажное | III |
| 4. | Коровник на 200 голов | Влажное | II |
| 5. | Телятник на 150 голов | Влажное | III |
| 6. | Конюшня на 80 голов | Влажное | III |
| 7. | Помещение для молодняка на 180 голов | Влажное | III |
| 8. | Телятник на 120 голов | Влажное | III |
| 9. | Телятник на 120 голов | Влажное | III |
| 10. | Телятник на 120 голов | Влажное | III |
| 11. | Овощехранилище на 1000 тонн | Влажное | III |
| 12. | Весовая | Нормальное | III |
| 13. | Сенохранилище | Пыльное | III |
| 14. | Водонасосная станция | Влажное | III |
| 15. | Коровник на 200 голов | Влажное | II |
2.2 Определение центра электрических нагрузок предприятия
Воспользуемся математическим методом, который позволяет аналитически определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) объект по координатам отдельных его потребителей.
Если считать нагрузки равномерно распределенными по площади объекта, что характерно для нашего случая, то центр нагрузок можно принять совпадающим с геометрическим центром фигуры, изображающей объект на генплане. Геометрическим центром фигуры, в свою очередь, является место пересечения её диагоналей.
Для определения ЦЭН предприятия на его генплане (рис. 2.1) произвольно наносим оси координат х и y, графически по плану определяем координаты ЦЭН каждого потребителя и заносим в таблицу 2.3.
Таблица 2.3 - Определение ЦЭН отделения «Медведово»
| № | Наименование потребителя | Ррi,кВт | Хi,м | Yi,м |
| 1. | Дом животновода с ветпунктом | 6 | 280 | 280 |
| 2. | Коровник на 400 голов | 45 | 280 | 190 |
| 3. | Родильное отделение на 50 мест | 6 | 370 | 210 |
| 4. | Коровник на 200 голов | 20 | 440 | 220 |
| 5. | Телятник на 150 голов | 5 | 440 | 140 |
| 6. | Конюшня на 80 голов | 3 | 460 | 110 |
| 7. | Помещение для молодняка на 180 голов | 10 | 420 | 60 |
| 8. | Телятник на 120 голов | 5 | 520 | 160 |
| 9. | Телятник на 120 голов | 5 | 520 | 70 |
| 10. | Телятник на 120 голов | 5 | 440 | 8 |
| 11. | Овощехранилище на 1000 тонн | 5 | 280 | 10 |
| 12. | Весовая | 1 | 240 | 110 |
| 13. | Сенохранилище | 10 | 200 | 60 |
| 14. | Водонасосная станция | 10 | 110 | 90 |
| 15. | Коровник на 200 голов | 20 | 38 | 95 |
Координаты ЦЭН предприятия хо и yо определяются по формулам: