2.4. Расчёт заземляющего устройства телятника на 200 голов
Для расчета заземляющего устройства телятника на 200 голов используем программу «Электрик»
Исходные данные заземлителя:
Длина вертикального заземлителя L, м = 2; расстояние между вертикальными заземлителями 1xL a = 2 м; диаметр (ширина) вертикального заземлителя d, мм = 12; заглубление вертикального заземлителя t, м = 0,7, толщина верхнего слоя грунта Н, м = 0,2, ширина (диаметр) горизонтального заземлителя b, мм = 50, расстояние от центра вертикального заземлителя до поверхности земли Т, м = 1,7.
Сезонный климатический коэффициент - вертикального заземлителя, Cv =1,6.
Сезонный климатический коэффициент - горизонтального заземлителя, Cg =3,5.
Удельное сопротивление верхнего слоя грунта p1, Ом*м = 100. Удельное сопротивление нижнего слоя грунта p2, Ом*м = 100. Материал вертикального заземлителя: пруток. Материал горизонтального заземлителя: пруток. Расположение заземлителей: в ряд. Вид заземления: Повторное заземление нулевого провода на вводе в объект. Нормируемое сопротивление при U= 380/220В, Ом = 10. Коэффициент использования вертикального заземлителя = 0,7. Коэффициент использования горизонтального заземлителя = 0,77.
Расчет заземляющего устройства:
Эквивалентное уделельное сопротивление, Ом*м = 91,43.
Сопротивление одиночного вертикального заземлителя, Ом = 44,49.
Коэффициент заземления при удельном экв. сопротивлении менее 100 Ом*м = 1.
Нормируемое сопротивление, при этом, состовляет, Ом = 10.Сопротивление растеканию горизонтального заземлителя, Ом = 42. Сопротивление растекания искусственного заземления, Ом = 13,13. Количество вертикальных заземлителей, шт = 6. Длина горизонтального заземлителя, м = 10.[Приложение 6]
Вывод: Во втором разделе ВКР были произведены расчеты системы электроснабжения осветительного и силового электрооборудования деревообрабатывающего цеха с сушильной камерой. Была рассчитана питающая и распределительная системы внутреннего электроснабжения деревообрабатывающего цеха с сушильной камерой, а так же сделан расчет заземляющего устройства.
3. Разработка системы внешнего электроснабжения телятника на 200 голов
3.1. Характеристика объектов сети внешнего электроснабжения
Для характеристики объектов сети внешнего электроснабжения составляем план деревни [Приложение 7] и указываем расположение и количество домов, объектов электрификации. По плану можно увидеть, что в деревне находится 61 дом, телятник на 200 голов, магазин; дом культуры; административное здание ; детский сад, котельная.
В деревне 61 дом, мощность одного дома 3,2кВт, телятник на 200 голов 30,77 кВт, магазина 5 кВт, дом культуры 25 кВт, административное здание 30кВт детский сад 7 кВт, котельная на 2 котла 30 кВт.
3.2. Расчёт расположения и выбор трансформаторной подстанции
Для нахождения трансформаторной подстанции на плане деревни создаем координаты оси X и Y и наносим центры нагрузок, затем находим координаты центров электрических нагрузок каждого объекта электрификации. Группируем одинаковых потребителей и отмечаем места расположения их центров нагрузок. Потребителей с индивидуальными графиками нагрузок отмечаем на плане в местах их расположения. Согласно [Приложение 8] на плане отметили места расположения 13 центров нагрузки. на плане указано 13 центров нагрузок.
Цн1 – телятник на 200 голов;
Цн2, Цн9, Цн10, Цн11. – в каждом из этих центров нагрузки находится 10 жилых домов.
Цн3 – жилые дома(9 шт.);
Цн4, – магазин;
Цн5, – жилые дома(5 шт.);
Цн6 – административное здание;
Цн7 – дом культуры;
Цн8, – котельная на 2 котла;
Цн12 – детский сад на 25 мест;
Цн13 – жилые дома(7 шт.).
Для расчета местоположения подстанции обходимо руководствоваться по [6, стр.39].
Для определения центра электрических нагрузок, левый нижний угол периметра предприятия совмещаем с началом координат (по генплану), затем находим координаты центров электрических нагрузок каждого объекта электрификации.
Расчёт производится по формулам 15;16.
,
где: (16)
-
мощность объектов электроснабжения;
– расположение
центра нагрузки по оси X.
,
где: (17)
- мощность объектов электроснабжения;
– расположение центра нагрузки по оси X
Расчет производим в калькуляторе Excel.
Согласно расчету в программе Excel, координаты расположения ТП по оси X=693,9по оси Y =250,5. Так как расположение ТП оказалось рядом с жилым домом, её расположение немного сместили по оси Y =307. План с указание местоположения ТП указан в [Приложение 8]
3.3. Трассировка и расчёт воздушных линий электропередач напряжением 0,38 кВ, выбор трансформатора
После нахождения и расположения ТП, производим трассировку ВЛЭП 0,4 кВ. После трассировки пронумеруем линии на плане и находим новые нагрузки на линиях. [Приложение 9].
Производим привязку нагрузок к трассам ВЛЭП.
Производим расчет сечения проводов методом экономических интервалов.
Исходя, из приложения 9 нужно произвести расчет сечения проводов методом экономических интервалов на участках линий. Рассчитываем участок ТП-1 линии 3-4. Для начала определяем мощность линии, для этого используем формулу 17.
где:
(18)
– количество
домов, шт;
– общая
потребляемая мощность домов, кВ;
– потребляемая
мощность одного дома, кВ;
– коэффициент
одновременности.
.
Для того что бы узнать максимальный ток линии пользуемся формулой 18.
,
где (19)
-
максимальный ток линии, А
–
номинальное
напряжение, кВт;
Принимается -0,38кВ-для трехфазного напряжения.
Р – номинальная мощность участка линии, кВт;
– коэффициент мощности линии;
Принимается
–
0,75)
Для выбора сечения проводов необходимо рассчитать экономическое сечение, используем формулу 19.
,
где:
(20)
- максимальный ток линии, А
-
экономическая плотность тока
В сельском хозяйстве в основном экономическая плотность тока берется 1,3.
Так как для магистрали ВЛЭП марка провода должна быть сечением не менее 50 , то выбираем марку провода А-50.
Дальнейшие расчеты производим аналогично, результаты записываем в таблицу 10, заносим данные в кабель: мощности линий, максимальный ток на линии, сечение экономическое и марку провода.
Таблица 10
Выбор марок проводов методом экономических интервалов
№ линии |
Участок линии |
P(кВа) |
I(A) |
S(эк.) |
Марка провода |
A |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Линия 1 |
|||||
1 |
ТП-1 |
30,77 |
62,4 |
48 |
А-50 |
Линия 2 |
|||||
2 |
ТП-1 |
42,84 |
86,9 |
66,8 |
А-70 |
1-2 |
31,32 |
63,5 |
48,9 |
А-50 |
|
2-3 |
11,52 |
23,4 |
17,9 |
А-50 |
|
Линия 3 |
|||||
3 |
ТП-1 |
60 |
121,7 |
93,6 |
А-95 |
1-2 |
52,48 |
106,4 |
81,9 |
А-95 |
|
2-3 |
11,52 |
23,4 |
17,9 |
А-50 |
|
Линия 4 |
|||||
3 |
ТП-1 |
60 |
121,7 |
93,6 |
А-95 |
1-2 |
30 |
60,8 |
46,8 |
А-50 |
|
Вывод: Используя метод экономических интегралов, были найдены марки проводов на участках линий. Магистрали проложены маркой А сечением от 50 до 240 . Отпайки выполнены А-35.
Производим расчет выбора трансформатора.
Для расчета и проектирования воздушной линии необходимо построить расчетную схему по следующим показателям:
Рассчитываемый объект находится от комплектной трансформаторной подстанции на расстоянии 467 метров.
Линия выполнена воздушными линиями электропередач, четырехпроводной, голыми проводами.
Ввод в здание выполнен проводом марки СИП.
От данной трансформаторной подстанции идет ответвление на 3 линии:
К первой линии присоединен потребитель- рассчитываемый объект;
К второй линии присоединены потребители- жилые дома и магазин, в точке 1 подключено 10 домов, в точке 2 подключено 19 домов и магазин(с дневным мах =2 и с вечерним мах=4) и в точке 3 подключено 10 домов;
К третей линии подключены потребители- жилые дома административное здание, детский сад, дом культуры и котельная, в точке 1 подключено 5 домов, в точке 2 подключена котельная(с дневным мах =15 и с вечерним мах=15) и дом культуры(с дневным мах =5 и с вечерним мах=15), в точке 3 подключены детский сад (с дневным мах =5 и с вечерним мах=3), административное здание (с дневным мах =5 и с вечерним мах=5) и 7 домов, в точке 4 подключено 10 домов, мощность одного дома равна 3,2 кВт.
Для расчета общей нагрузки схемы телятника на 200 голов не обходимо определить коэффициент одновременности, произвести расчет общей нагрузки домов, телятника на 200 голов и магазина. Для выбора коэффициента одновременности необходимо руководствоваться по [2, стр.302, Приложение 7.] производим выбор коэффициента одновременности, для линии 2 в точке 1 и 2 к которой подключено по 10 домов он составляет 0,36 , и для точки 2 к которой подключено 19 дома он составляет 0,26, для линии 3 в точке 1 к которой подключено 5 домов он составляет 0,47, и для точки 4 к которой подключено 10 домов он составляет 0,36.
Общая
мощность телятника на 200 голов составляет
по
рис. 9. «Суточный
график нагрузок телятника на 200 голов».
Производим расчет по вечернему и дневному максимуму общей нагрузки объектов на линии №1, №2, №3 и №4.
Производим расчет вечернего максимума для линии №2 по формуле 21:
,
(21)
где:
– количество домов, шт;
– общая потребляемая мощность домов, кВт;
– потребляемая мощность одного дома, кВт;
– коэффициент одновременности;
N – коэффициент участия в нагрузке для жилых домов(для вечернего мах =1, для дневного мах=0,3) для промышленных объектов(для вечернего мах=0,6 ,для дневного мах=1).
Производим расчет дневного максимума для линии №2 по формуле 21:
Расчет нагрузки уличного освещения производим по следующей формуле:
P ул.осв = Р рас.ул.осв. *L, где (22)
P ул.осв- мощность уличного освещения, Вт;
Р рас.ул.осв- расчетная нагрузка на 1 м длинны улицы, Вт;
L- длинна линии, м.
Производим расчет уличного освещения по формуле 22:
P ул.осв = 6*3240= 19440Вт
Для расчета суммарной мощности на линии потребителей дневного или вечернего максимума необходимо сложить мощность потребителей вечернего или дневного максимума находящихся на данной линии .
Расчет суммарной мощности дневного или вечернего максимума производим по формуле 23:
,
(23)
где:
Произведем расчет дневного и вечернего максимума для линии №1 на которой находиться рассчитываемый объект по формуле 18,19:
Подобные решения по расчету мощности линии производятся аналогично .
Для расчета общей суммарной мощности необходимо сложить суммарную мощность линий вечернего или дневного максимума и к вечернему максимуму прибавить мощность уличного освещения.
Расчет общей суммарной мощности дневного или вечернего максимума производим по формуле 20:
Так
как вечерний максимум больше дневного
максимума, то по его значению
производим выбор мощности трансформатора,
предварительно конвертировав значение
из кВт в кВ*А. По [5, Приложение 15, стр.
39] выбираем мощность трансформатора,
со смешанной нагрузкой количеству
отходящих линий (ссылка плана деревни),
категории расположения, для центральной
зоны страны 250кВ*А. выбираем трансформатор
типа ТМ-250/10. Производим выбор КТП
согласно выбранному трансформатору,
по [№, стр. 69], выбираем КТП марки КТП-02
400/10/0,4 ,но устанавливаем туда трансформатор
на 250кВт*А, т.к. необходимо добавить 4
линию. Габариты указаны в (Приложении
10), Технические характеристики КТП-02
изображены на рис.12
Рис.12 Технические характеристики КТП-02
Для выбора аппарата защиты силового трансформатора ТМ-250/10, согласно техническим характеристикам КТП – 02, выбираем предохранитель марки ПКТ 101- 10 – 31,5 – 31,5 У3 с плавкой вставкой на 31,5 А.
Комплектные трансформаторные подстанции высокого напряжения осуществляют преобразование высокого напряжения в низкое и распределение этого напряжения между потребителями. Представляют собой трансформаторные подстанции наружной установки и служат для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50Гц., напряжением 6 или 10 кВ, снабжая потребителей.