Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения (стр. 1 из 13)
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ПС – подстанция
ВЛ – высоковольтные линии электропередач
РП – распределительный пункт
ТП – трансформаторная подстанция
ТР – трансформатор
СИП – самонесущие изолированные провода
КЗ – короткое замыкание
КА – коммутационная аппаратура
КРУ – комплектные распределительные устройства
КТП – комплектная трансформаторная подстанция
ОПН – ограничитель перенапряжений
КРУ – комплектные распределительные устройства
ТСН – трансформатор собственных нужд
РЗ – релейная защита
МТЗ – максимальная токовая защита
ВВЕДЕНИЕ
Проектирование систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения является сложной и ответственной задачей. Принятие проектных решений непосредственно влияет на объем и трудоемкость монтажных работ, удобность и безопасность эксплуатации электротехнических установок.
Выбор схемных решений электроснабжения в значительной степени зависит от принятых систем напряжений в рассматриваемом объекте. Используемый класс напряжения в значительной степени предопределяет капиталовложения в проектируемый объект и величину потерь мощности и электроэнергии в процессе эксплуатации. Окончательное решение по выбору напряжения сети должно приниматься на основании технико-экономического сравнения вариантов.
Основными требованиями к проектам систем электроснабжения являются надежность электроснабжения потребителей и их экономичность. Надежность электроснабжения обеспечивается выбором наиболее совершенных электрических аппаратов, силовых трансформаторов, кабельно-проводниковой продукции, соответствием электрических нагрузок в нормальных и аварийных режимах номинальным нагрузкам этих элементов, а также использованием структурного резервирования и секционированием электрической сети.
Сооружение электрических сетей, повышающих и понижающих подстанций в системе электроснабжения, связано с большими материальными затратами. Поэтому при проектировании должен проводиться детальный анализ экономичности проектных решений и режимов работы всех элементов систем электроснабжения.
В электроэнергетике Украины имеет место ряд негативных тенденций:
– происходит массовое старение основного электросетевого оборудования;
– отсутствуют средства для реконструкции сети;
– выросли технические и коммерческие потери мощности и электрической энергии;
– практически отсутствует резервирование потребителей І и ІІ категории по надежности сельскохозяйственного назначения;
– резко сократился научно-технический потенциал отрасли;
– серьёзно отстаёт сфера разработок, освоения и внедрения новых технологий производства, транспорта и распределения электроэнергии;
– неэффективно действуют механизмы совместной работы собственников электроэнергетических объектов;
– нерационально организованы рынки электроэнергии.
Поэтому, в связи с вышеуказанным, необходимо произвести реконструкцию распределительных сетей, замену старого оборудования на более новое, которое отвечает как современным техническим требованиям качества и надежности, так и экономическим критериям.
Системы электроснабжения сельскохозяйственных потребителей имеют характерные особенности, обусловленные рассредоточенностью сравнительно маломощных потребителей электроэнергии на значительной территории.
В отличие от городского, электроснабжение сельскохозяйственных потребителей осуществляется по воздушным линиям 6 –10 кВ, которые менее надежны, а требования к повышению надежности в последнее время возрасли, т.к. увеличение продуктивности труда возможно только на базе электрифицированного производства.
На территории Украины в эксплуатации находится более 305 тыс. км линий 10 кВ и около 200 тыс. трансформаторных подстанций (ТП) 10/0,4кВ суммарной установленной мощностью 44 тыс. кВА [1].
Сеть 10 кВ, как правило, состоит из линий древовидной структурой с сечениями проводов, ступенчато уменьшающимися от головных участков к концу линии. Почти все линии в сельской местности имеют воздушное исполнение, строятся, в основном, на железобетонных опорах. В качестве проводов используют голые неизолированные стальалюминиевые и алюминиевые провода со штыревой изоляцией.
Рассредоточенность потребителей на значительной территории вызывает относительно большие потери электрической энергии в сетях, потерю напряжения, которая вызывает сверхдопустимые отклонения напряжения на вводах потребителей электрической энергии, несимметрию нагрузок трехфазных сетей и так далее.
В данной дипломном проекте рассматривается реконструкция системы энергоснабжения села Наумовка Корюковского района, направленная на повышение надежности и уменьшения потерь электрической энергии.
1 МАТЕРИАЛЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗОНЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
1.1 Характеристика зоны электроснабжения
Подстанция (ПС)110/35/10кВ «Корюковка» находиться в Корюковском районе Черниговской области. Зона электроснабжения сельскохозяйственного района охватывает потребителей пятнадцати населенных пунктов, в том числе рассматриваемое в данном дипломном проекте поселок городского типа Наумовка.
В данном населенном пункте проживает около 1338 человек. На его территории находятся следующие потребители: кирпичный завод, свинотоварная ферма, молочно-товарная ферма, машинотракторный пункт, школа, детский сад, фельдшерно-акушерский пункт, четыре магазина, дом культуры на 320 мест, пилорама, пункт по сортировки и хранению картофеля и зерна, мельница, птицефабрика, а также некоторые другие учреждения повседневного обслуживания населения и учреждения культурно-бытового обслуживания. Практически все жилые дома на территории населенного пункта одноэтажные. Пище приготовление и обогрев – на природном газе. В данном населенном пункте имеются потребители как І, ІІ так и III категории по надежности электроснабжения. Все потребители питаются от одного распределительного пункта (РП).
Значения потребляемой электрической энергии производственными потребителями за год приведены в таблице 1.1. Остальные нагрузки общественных и комунально-бытовых потребителей выбираются в соответствии с [2].
Принимаем, что в одном доме в среднем проживает три человека, тогда примерное количество домов можно рассчитать по формуле:
, (1.1)где
– количество домов, шт; 
– количество жителей в населенном пункте, чел; 
– количество жильцов в одном доме, чел.Таблица 1.1 – Количество электроэнергии, потребляемое за год производственными потребителями
| Номер ТП | Название потребителя | Суммарное количество электроэнергии, кВт∙ч∙год |
| 419 | Свинотоварная ферма | 76000 |
| 437 | кирпичный завод | 62000 |
| 360 | молочно-товарная ферма | 500140 |
| 236 | машинотракторный пункт | 198000 |
| 301 | Точок (пилорама, пункт по сортировки и хранению картофеля и зерна) | 812000 |
| 7 | мельница | 648900 |
| 350 | птицефабрика | 1599000 |
Следовательно:
шт.Все потребители данного населенного пункта питаются от ТП 10/0,4кВ, общее число которых 26. Из них 7 ТП питают потребителей с производственным видом нагрузки, 13 ТП с коммунально-бытовым и 6 ТП со смешенным видом нагрузки. Месторасположение и параметры существующих ТП 10/0,4кВ (диспетчерский номер подстанции, характер нагрузок, количество и мощность трансформаторов) приведены на рисунке 1.1.
1.2 Определение расчетных нагрузок
Расчет электрических нагрузок распределительных сетей 10кВ производиться исходя из расчетных нагрузок на вводе потребителей, на шинах подстанций с соответствующими коэффициентами одновременности отдельно для дневного и вечернего максимумов [2]:
, (1.2) 
, (1.3)где
, 
– расчетная дневная, вечерняя нагрузка на участке линии или шинах трансформаторной подстанции, кВт; 
– коэффициент одновременности; 
, 
– дневная, вечерняя нагрузка на вводе i-го потребителя или i-го элемента сети, кВт.Допускается определение расчетных нагрузок по одному режиму – дневному (если суммируются производственные потребители), или вечернему (если суммируются бытовые потребители). Коэффициенты дневного или вечернего максимума принимаем:
– для производственных потребителей
;– для бытовых потребителей с домами без электроплит
.Коэффициент одновременности зависит от количества потребителей [2].
Для нашего случая нагрузки жилых домов рассчитываем по формуле:
, (1.4)где
– расчетная нагрузка жилых домов, кВт;