Определяем годовое потребление электроэнергии для технологического оборудования.
Wгод=Р· ( (t·165) + (t·200)) (4.1)
где, Р - номинальная мощность установки, кВт
t - время работы установки, ч
165-количество летних дней
200-количество зимних дней.
Годовое потребление электроэнергии для навозоуборочного транспортера.
Wгод=22· ( (0,6·165) + (1,2·200)) =7458 кВт·ч (4.2)
Годовое потребление энергии доильной установкой.
Wгод=8· ( (4,2·165) + (4,2·200)) =12264 кВт·ч (4.3)
Годовое потребление электроэнергии танком охладителем.
Wгод=8· ( (6,5·165) + (6,5·200)) =18980 кВт·ч
Годовое потребление электроэнергии холодильной установкой.
Wгод=6,8· ( (10,2·165) + (10,2·200)) =25316,4 кВт·ч (4.4)
Определяем годовое потребление электроэнергии на вентиляцию воздуха.
Wгод=54· (24·200) =259200 кВт·ч (4.5)
Годовое потребление электроэнергии на освещение.
Потребление электроэнергии на дежурное освещение.
Wгод=1,6· (24·365) =14016 кВт·ч (4.6)
Годовое потребление электроэнергии на рабочее освещение.
Wгод=18· ( (1,1·165) + (7,15·165)) =29007 кВт·ч (4.7)
Годовое потребление на различные вспомогательные нужды.
Wгод=5· (8·264) =10560 кВт·ч (4.8)
где, 264 - среднее количество рабочих дней в году.
Общее потребление электроэнергии.
Wобщ=ΣРWгод=7458+12264+18980+25316,4+259200+14016+29007+10560=376801 кВт·ч (4.9)
Стоимость потребленной электроэнергии.
СтW=Wобщ·Ц=376801·1,3=489841,3 руб (4.10)
где, Ц - цена одного кВт·ч
Расчет перспективных нагрузок.
Для проектирования подстанции необходимо знать нагрузки. Расчетные нагрузки линий 10 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 определяется суммированием максимальных нагрузок на вводе к потребителям с учетом коэффициента одновременности.
Таблица 5.1. Установленная мощность потребителей.
| Наименование потребителя | Установленнаямощность, кВт | Коэффициентодновременности |
| Уличное освещение | 12 | 1 |
| Гараж | 15 | 0,6 |
| Вентсанпропускник | 10 | 0,8 |
| Вентпункт | 4,7 | 0,8 |
| насосная | 16,5 | 1 |
| Резервная артскважина | 2,7 | 0,3 |
| Родильное отделение | 50 | 0,9 |
| Доильное отделение | 35 | 0,8 |
| Водоподъёмная установка | 3 | 1 |
Определяем установленную мощность потребителей с учетом коэффициента одновременности в дневной максимум.
Р=Руст·Ко·Кд (5.1)
где, Руст - установленная мощность потребителя, кВт
Ко - коэффициент одновременности
Кд - коэффициент
Мощность гаража
Рг=15·0,6·0,8=7,2 кВт
Мощность вентсанпропускника
Рв=10·0,8·0,8=6,4 кВт
Мощность ветпункта
Рве=4,7·0,8·0,8=3 кВт
Мощность артскважины
Ра=16,5·1·0,8=13,2 кВт
Мощность резервной артскважины
Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт
Мощность родильного отделения
Рр=50·0,9·0,8=36 кВт
Мощность животноводческого комплекса N1
Рж=52,5·0,7·0.8=37 кВт
Мощность животноводческого комплекса N2
Рж2=52,5·0,7·0,8=37 кВт
Мощность молочного блока
Рм=35·0,8·0,8=22,4 кВт
Мощность котельной.
Рк=30·0,9·0,8=21,6 кВт
Суммарная нагрузка в дневной максимум.
Рд=ΣР=7,2+6,4+3+13,2+0,6+36+37+37+22,4+21,6=184 кВт (5.2)
где, ΣР - сумма мощностей
Полная мощность в дневной максимум
S=Рд/cosφ=184/0,8=230 кВа (5.3)
Определяем активную мощность потребителей в вечерний максимум.
Рв=Руст·Ко·Кв (5.4)
где, Кв - коэффициент вечернего максимума Кв=0,7
Уличное освещение
Ру=12·1·0,7=8,4 кВт
Мощность артскважины
Ра=16,5·1·0,7=11,5 кВт
Мощность резервной артскважины
Рра=2,7·0,3·0,8=0,6 кВт
Мощность родильного отделения
Рр=50·0,9·0,7=31,5 кВт
Мощность животноводческого комплекса
Рж2=52,5·0,7·0,7=32,4 кВт
Мощность молочного блока
Рм=35·0,8·0,7=19,6 кВт
Мощность котельной
Рк=30·0,9·0,7=18,9 кВт
Суммарная нагрузка в вечерний максимум.
Рв=8,4+11,5+0,6+31,5+32,4+32,4+19,6+18,9=145,3 кВт
Полная вечерняя нагрузка.
Sв=Рв/cosφ=145,3/0,8=181,6 кВа (5.5)
Силовой трансформатор выбираем с учетом максимальной нагрузки потребителя, максимальная нагрузка вошла в дневной максимум, и составила 230 кВа Рд=230 кВа>Рв=181,6 кВа, поэтому принимаем силовой трансформатор с учетом дневного максимума.
Трансформатор выбираем согласно соотношению.
Sн≥Sрасч (5.6)
где, Sн - номинальная мощность трансформатора, кВа
Sрасч - расчетная мощность, кВа
Выбираем три силовые трансформаторы ТМ-630 с Sн=630 кВа
Sн= (2х630) кВа≥Sрасч=1260 кВа
условие выполняется, значит, трансформатор выбран верно.
Таблица 5.2. Технические характеристики силового трансформатора.
| Тип | Sн,кВа | Напряжение, кВ | Схема игруппасоединенияобмоток | Потери, Вт | Uк. з% отUн | Iх. х.% отIн | ||
| ВН | НН | ХХприUн | КЗприIн | |||||
| ТМ-630 | 2х630 | 10 | 0,40,23 | У/Ун-0 | 730 | 2650 | 4,5 | 3,85 |
Расчет линии 10 кВ
Расчет линии 0,4 кВ
Расчет производим методом экономических интервалов, начиная расчет с самого удаленного участка.
Расчетная схема ВЛ-0,4 кВ
Расчет производится по следующим формулам.
Мощность на участке
Руч=ΣР·Ко (5.14)
где, ΣР - сумма мощностей участка
Ко - коэффициент одновременности зависящий от числа потребителей.
Полная мощность участка
Sуч=Руч/cosφ (5.15)
где, cosφ - коэффициент мощности
Эквивалентная мощность.
Sэкв=Sуч·Кд (5.16)
где, Кд - коэффициент динамики, Кд=0,7 стр.56 (л-7)
Расчет мощностей на участках. От подстанции отходит 3 питающих линий 0,4 кВ, расчет 1 отходящей линии.
Участок 1-2
Р1-2=Р2=4,7кВт
Sуч=4,7/0,8=5,8 кВа
Sэкв=5,8·0,7=4,1 кВа
Участок Р10-1
Руч= (Р1+Р2) ·Ко= (10+4,7) ·0,9=13,2 кВт
Sуч=13,2/0,8=16,5 кВа
Sэкв=16,5·0,7=11,5 кВа
Участок 4-7
Р4-7=Р7=30 кВт
Sуч=30/0,8=37,5 кВа
Sэкв=37,5·0,7=26,2 кВа
Участок 5-6
Р5-6=Р6=2,7 кВт
Sуч=2,7/0,8=3,3 кВа
Sэкв=3,3·0,7=2,3 кВа
Участок 4-5
Р4-5= (Р5-6+Р6) ·Ко= (2,7+16,5) ·0,9=17,2 кВт
Sуч=17,2/0,8=21,6 кВа
Sэкв=21,6·0,7=15,1 кВа
Участок 3-4
Р3-4= (Р4-5+Р4-7) ·Ко= (17,2+30) ·0,9=42,4 кВт
Sуч=42,4/0,8=53,1 кВа
Sэкв=53,1·0,7=37,1 кВа
Участок 0-3
Р0-3= (Р3+Р3-4) ·Ко= (15+42,4) ·0,9=51,6 кВт
Sуч=51,6/0,8=64,5 кВа
Sэкв=64,5·0,7=45,2 кВа
Участок А-0
РА-0= (Р0-1+Р0-3) ·Ко= (13,2+51,6) ·0,9=58,3 кВт
Sуч=58,3/0,8=72,9 кВа
Sэкв=72,9·0,7=51 кВа
Провод выбирается по эквивалентной мощности с учетом климатического района, выбираем провод А-35 который может выдерживать нагрузку до 1035 кВа и ΔUтабл=0,876, наибольшая эквивалентная мощность вышла на участке А-0 и составила 51 кВа
Sпров=1035кВа≥Sэкв=51кВа
Согласно этому условию выбранный провод выдерживает расчетную нагрузку и окончательно принимаем именно его.
Проверка выбранного провода на потери напряжения, для этого находим потери напряжения на всех участках.
Uуч=Uтабл·Sуч·Lуч·10 (5.17)
где, Uтабл - табличные потери напряжения выбираются в зависимости от марки провода (Uтабл=0,876 стр.36 (л-7)
Lуч - длина участка, м
U1-2=0,876·5,8·140·10=0,6%
U0-1=0,876·16,5·85·10=1,2%
U4-7=0,876·37,5·35·10=1,1%
U5-6=0,876·3,3·20·10=0,02%
U4-5=0,876·21,6·15·10=0,2%
U3-4=0,876·53,1·45·10=2%
U0-3=0,876·64,5·40·10=2,2%
UА-0=0,876·72,9·3·10=0,19%
Производим суммирование потерь напряжения на участке А-2 и А-7
UА-2=U1-2+U0-1+UА-0=0,6+1,2+0, 19=1,9% (5.18)
UА-7=UА-0+U4-7+U5-6+U4-5+U3-4+U0-3=0, 19+1,1+0,02+0,2+2+2,2=5,7%
Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения на ВЛ-0,4кВ составляет 6% наибольшая потеря напряжения вышла на участке А-7 и составила 5,7% что удовлетворяет требованию ПУЭ и поэтому окончательно принимаем на всех участках провод марки А-35
Расчет 2 отходящей линии.
2 линия питает молочную и ферму на 200 голов.
Участок 8-9
Р8-9=Р9=35 кВт
S8-9=35/0,8=43,7 кВа
Sэкв=43,7·0,7=30,6 кВа
Участок А-8
РА-8= (Р8-9+Р8) ·Ко= (35+66,2) ·0,9=91,8 кВт
SА-8=91,8/0,8=113,8 кВа
Sэкв=113,8·0,7=79,6 кВа
Для второй отходящей линии принимаем провод А-35
Sпров=1035кВа>Sэкв=79,6кВа
условие выполняется, значит, провод выбран верно.
Проверка выбранного провода на потери напряжения.
U8-9=0,876·43,7·35·10=1,3%
UА-8=0,876·113,8·45·10=4,4%
Суммарная потеря напряжения на участках
UА-9=U8-9+UА-8=1,3+4,4=5,7%
Полученный процент потерь удовлетворяет требованиям ПУЭ и выбранный ранее провод принимаем окончательно.
Расчет 3 отходящей линии.
Третья линия питает родильное отделение и 2 животноводческий комплекс.
Участок 10-11
Р10-11=Р11=50 кВт
Sуч=50/0,8=62,5 кВа
Sэкв=62,5·0,7=43,7 кВа
Участок А-10
РА-10= (Р10-11+Р10) ·Ко= (50+66,2) ·0,9=104,5 кВт
Sуч=104,5/0,8=130,7 кВа
Sэкв=130,7·0.7=91,5 кВа
Т.к. протяженность линии и расчетная мощность вышла большая то принимаем провод марки А-70 с Uтабл=0,387
Потери напряжения на участках.
U10-11=0,387·62,5·30·10=0,72%
UА-10=0,387·130,7·90=4,5%
Потери напряжения на всей линии.
UА-11=U10-11+UА-10=0,72+4,5=5,2%
Отклонение напряжения находится в допустимых пределах значит окончательно принимаем выбранный ранее провод.
Расчет токов коротких замыканий.
Расчет производим методом именованных величин, этим методом пользуются при расчетах токов коротких замыканий (к. з) с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220 В. В последнем случае учитывают: активное и реактивное сопротивление элементов схемы, сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов, сопротивление основных элементов сети - силовых трансформаторов, линий электропередачи. Напряжение, подведенное к силовому трансформатору, считают неизменным и равным номинальному.
Сопротивление силового трансформатора 10/0,4 кВ
Zт=Uк. з. ·U²ном/ (100·Sном. т) =4,5·0,4²·10³/ (100·250) =29 Ом (5.19)
где, Uк. з. - напряжение короткого замыкания, в предыдущих расчетах был выбран силовой трансформатор с Uк. з=4,5%
Uном - номинальное напряжение с низкой стороны, кВ
Sном - номинальная мощность силового трансформатора, кВа
Трехфазный ток к. з. в точке К1
Iк1=Uном/ (√3· (Zт+Zа)) =400/ (1,73· (29+15) =4,71 кА (5.20)
где, Zа - сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов принимают равным 15 Ом стр.34 (л-7)
Находим сопротивление первой отходящей линии ВЛ N1