Электроснабжение фермы КРС на 800 голов в ОАО "Петелино" Ялуторовского района Тюменской области с обеспечением нормативных условий надежности (стр. 4 из 11)
(2.2)где К0 – коэффициент одновременности [Л - ]
Рgi , Рвi – дневная и вечерняя активная нагрузка на вводе, кВт.
Определяем реактивную нагрузку maxдневную и вечернюю
(2.3) 
(2.4)где Qgi, Qвi– дневная и вечерняя реактивная нагрузки на вводе кВ.
Суммарная активная нагрузка на вводе
(2.5) 
(2.6)где Рgнаиб., Рвнаиб – наибольшая дневная и вечерняя нагрузка из всех слагаемых нагрузок потребителей,
∆Pgi, ∆Рвi – дополнительная и наибольшая нагрузки активная и реактивная нагрузки, по таблице суммирования, [Л-]
Таблица 12 – Таблица нагрузок на вводе для фермы КРС на 800 голов
| Наименование потребителя | Количество | К0 | Активные нагрузки, кВт | Реактивные нагрузки, кВт | ||||||
| на вводе | расчетная | на вводе | расчетная | |||||||
| Pgi | Рвi | Pg | Рв | Qgi | Qвi | Qg | Qв | |||
| Ферма КРС на 400 голов | 2 | 0,85 | 60 | 80 | 102 | 136 | 35 | 40 | 60 | 68 |
| Кормоцех | 1 | 1 | 90 | 100 | 90 | 100 | 80 | 90 | 80 | 90 |
| Котельная | 1 | 1 | 55 | 60 | 55 | 60 | 35 | 31 | 35 | 31 |
| Освещение | - | - | - | - | - | 4 | - | - | - | - |
| ИТОГО | 247 | 300 | 175 | 189 | ||||||
Расчет кормоцеха:
Ррас. = К0 ∙ Рgi = 1 ∙ 90 = 90 кВт
Ррас.в = К0 ∙ Рвi = 1 ∙ 100 = 100 кВт
Реактивная нагрузка:
Q.g = К0 ∙ Qgi = 1 ∙ 80 = 80 кВт
Qв = К0 ∙ Qвi = 1 ∙ 90 = 90 кВт
Расчет фермы КРС на 400 голов:
Рg = 2 ∙ 0,89 ∙ 60 = 102 кВт
Рв = 2 ∙ 0,89 ∙ 80 = 136 кВт
Qg = 2 ∙ 0,85 ∙ 35 = 60 кВар
Qв = 2 ∙ 0,85 ∙ 40 = 68 кВар
Расчет котельной:
Рg = 1 ∙ 55 = 55 кВт
Рв = 1 ∙ 60 = 60 кВт
Qg = 1 ∙ 35 = 35 кВар
Qв = 1 ∙ 35 = 35 кВар
Суммарная активная нагрузка:
Рg = 102 + 90 + 55 = 247 кВт
Рв = 136 + 100 + 60 + 4 = 300 кВт
Суммарная реактивная нагрузка:
Qg = 60 + 80 + 35 = 175 кВар
Qв = 68 + 90 + 31 = 189 кВар
В связи с тем, что преобладает вечерняя нагрузка, то расчеты ведем по вечернему максимуму.
Определяем коэффициент мощности:
(2.7)где Рв – активная расчетная мощность, кВт.
Sв – полная мощность, кВар
Определяем полную расчетную мощность
(2.8) 
.3. Выбор трансформатора 10/0,4 кВ, обеспечение уровней надежности и выбор резервного источника питания
3.1. Выбор силового трансформатора 10/0,4 кВ и резервного источника питания
Номинальную мощность трансформатора для ПС 10/0,4 кВ выбираем по экономии интервалов нагрузок, в зависимости от полной расчетной наличия автономных источников для обеспечения нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Выбор установки трансформатора для одного и двух ТП производится по условиям их работы, исходя из условия
(3.1)где Sнт – номинальная трансформатора, кВа,
– полная расчетная мощность, кВ
Принимаем мощность силового трансформатора
10/0,4 кВ Sнт = 400 кВ ≥ Sрасч т.п. =354,6 кВ.
Технические характеристики силового трансформатора ТМ-400 приведены в таблице 3.1
Таблица 13 – Технические данные силового трансформатора ТМ-400
| Тип трансформатора | Sнт,кВа | Ивн,кВ | Ини,кВ | ∆Рх,кВ | ∆Ркз,кВ | Ик,% | ПБВ |
| ТМ | 400 | 10 | 0,4 | 1,05 | 5,5 | 4,5± | 2х2,5 |
Принятые номинальные мощности трансформаторов проверяем по условиям их работе в нормальном режиме эксплуатации – по дополнительным систематическим нагрузкам, а в послеаварийном режиме – по допустимым аварийным перегрузкам.
Для нормального режима эксплуатации подстанции мощность трансформатора проверяется по условию
(3.3)где Кс – коэффициент допустимой систематической нагрузки трансформатора для значений среднесуточных температур расчетного сезона при t - 15° Кс – 0,93.
Условие выполняется.
Потери энергии в трансформаторе
(3.4)Где ∆Рх – потери Х.Х. в трансформаторе, кВт,
∆Рк – потери к.з. в трансформаторе, кВт,
Τ – время потерь, ч.
3.2. Выбор оптимальной величины регулируемой надбавки трансформатора
Для выбора оптимальной величины надбавки составляется таблица отклонения напряжения.
Из таблицы выясняется, есть ли необходимость в принятии дополнительных технических средств для поддержания напряжения у потребителей в допустимых пределах.
Потеря напряжения в линии 10 кВ:
(3.5) 
Составляем таблицу отклонения напряжения.
Таблица 14 – Отклонения напряжения
| Элемент электросети | Нагрузка, % | |
| 100 | 25 | |
| Шины 10 кВ, ∆Uш10 | +5 | 0 |
| Линия 10 кВ, ∆U10 | -1,28 | -0,32 |
| Трансформатор 10/0,4 кВ: | ||
| потери напряжения | -2,3 | -0,575 |
| надбавка | +5 | +5 |
| надбавка регулируемая | -2,5 | -0,625 |
| Линия 0,4 кВ: | -8,92 | - |
| наружная сеть | -6,42 | 0 |
| внутренняя сеть | 2,5 | 0 |
| отклонения напряжения у потребителя | -5 | +3,48 |
Допустимые напряжения в линии 0,4 кВ:
Потери напряжения в наружной сети:
Отклонения напряжения на вводе потребителя при 25% нагрузки
Уровень напряжения на шинах 10 кВ ПС 110/10 кВ:
При 100% нагрузке составляет 5%,
При 25% - равен 0.
Отклонение напряжения у потребителя недолжно превышать при 100% нагрузке
= -5%.При 25% нагрузке
=5%.Потери напряжения в трансформаторе 10/0,4 кВ составляют :
При 100% нагрузке
потеря напряжения - -2,3%,
надбавка – 5%,
надбавка регулируемая - -2,5%.
3.3 Повышение надежности электроснабжения
В настоящее время около 4,5 млн км воздушных линий напряжением 0,38—110 кВ (около 75% общей протяженности) обеспечивают электроэнергией сельских потребителей. Сельские сети всегда отличались более низкой надежностью по сравнению с коммунальными, промышленными и т. д. Это объясняется их спецификой, например большей открытостью для повреждений, связанных с атмосферными перенапряжениями.
Потребитель на селе отключается в среднем 6 раз в году, причем длительность одного отключения может доходить до 6—10 часов. До 80% этих отключений происходит из-за отказов в сетях 10 кВ [6].
Перерывы в электроснабжении приводят к расстройству технологических процессов, снижению продуктивности животных, а иногда заболеванию и даже гибели птицы, животных и растений. Проблема повышения надежности является комплексной. Она включает в себя ряд технических и организационно-технических мероприятий. К техническим мероприятиям относятся:
- автоматическое резервирование линий, трансформаторов;
- применение резервных источников энергии;
- автоматическое секционирование линий;
- применение более надежных конструкций проводов, опор, изоляторов и т. д;
- применение устройств автоматики, телемеханики;
- сокращение радиуса распределительных сетей;
- применение кабельных линий 0,38—10 кВ вместо воздушных.
В качестве организационно-технических мероприятий используются диспетчеризация, оперативно-выездные бригады, приборы для отыскания повреждений и др. Современные требования к надежности создали новый подход к проектированию схем сельских потребителей электроснабжения. Эти разработки проводятся в основном институтом «Сельэнергопроект» (приводятся ниже).
Общие положения
В настоящее время схема электроснабжения сельских потребителей должна удовлетворять требованиям пропускной способности, качества и надежности. Согласно ГОСТ 27.002—83 надежность — это свойство объекта или технологического устройства выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов. Надежность — сложное свойство, включающее в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность. В соответствии с этим определением под надежностью электроснабжения понимается свойство электротехнической установки, участка сети и энергосистемы в целом обеспечивать в нормальных условиях эксплуатации бесперебойное электроснабжение потребителей электрической энергией нормированного качества и в необходимом количестве.