3. Разработка схемы электроснабжения

Сельские трансформаторные подстанции, как правило, располагаются в центре нагрузок. Для большей надежности электроснабжения потребителей целесообразно сооружать двух трансформаторные РТП и ТП с резервным питанием от соседней подстанций.

Мероприятия по повешению надежности электроснабжения (МПН) можно разделить на две группы: организационно - технические, в процессе эксплуатации, и технические, при проектировании и сооружений сетей.

Технические мероприятия заключаются в следующим:

. Повышение надежности отдельных элементов электрических сетей;

2. Сокращение радиуса действия сетей и их секционирование;

. Применение кабельных линий;

. Сетевое резервирование, т.е. питание по резервным линиям от других подстанций, установка двух трансформаторов на ТП.

Зона линии распространяется на окружность 500-600 метров. Исходя из занимаемой застройкой Х=50 метров Y=35 метров, предусматриваю установку одной подстанции. Исходя из требований надежности электроснабжения (2 кат.) допускается устанавливать один трансформатор. Для увеличения надежности снабжения подстанция включается в магистральную линию 10кВ, что даёт возможность её питания с двух сторон. Для надёжности электроснабжения со стороны 0,4 кВ часть линий предусматриваю кабельными и для уменьшения их длины подстанцию располагаю как можно ближе к цеху переработки молока.

4. Выбор местоположения подстанции

Площадку для строительства ТП в соответствии с НТПС нужно выбирать на незаселенной местности, не затопляемой паводковыми водами, в центре нагрузок или вблизи от неё. Площадка должна иметь по возможности инженерно-геологические условия, допускающие строительство без устройства дорогостоящих заземлений и фундаментов под оборудование и не вызывает большого объема планировочных работ. Компоновка оборудования подстанции должна обеспечивать простые и удобные подходы и выводы ВЛ всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования, возможность дальнейшего расширения подстанции, если это предусмотрено схемой перспективного развития.

При выборе подстанции, для строительства подстанции нужно руководствоваться рядом требований одно из которых расположение подстанции в центре нагрузок.

Центр нагрузок можно определить графическим способом по формулам:

Центр нагрузок по расчету X_р=16,14, Y_р=13,04. Так как центр нагрузок по расчёту попадает на здание молокозавода, необходимо сместить подстанцию на место удобное для эксплуатации и не мешающему техническим процессам на предприятии. С учетом вышеизложенных требований переносим подстанцию на новые координаты: Х_р=12 Y_р=2

. Расчет электрических нагрузок по линиям

В соответствии с НТПС-73 при определении электрических нагрузок проектируемых трансформаторных подстанций, дизельных электростанций и электрических линий должны быть учтены все потребители электроэнергии, расположенных в зоне электроснабжения проектируемой электроустановки не зависимо от их ведомственной принадлежности. Расчетные нагрузки не сельскохозяйственных потребителей учитывают на основании заявок, предоставляемыми потребителями и подтвержденными в случае необходимости соответствующими расчетами.

Зону электроснабжения от трансформаторных подстанций, электростанций и электрических линий 6….35кВ определяют путем технико-экономических расчетов без учета границ административных районов. Электрические нагрузки определяют по результатам технико-экономического обследования потребителей электроэнергии с учетом перспективного развития на ближайшие 5-7 лет.

Подсчет электрических нагрузок в сетях 0,38 кВ производится путем суммирования расчетных нагрузок на вводах потребителей отдельно для дневного и вечернего максимумов нагрузок.

Максимальную расчетную мощность на участках сетей 0, 38-20 кВ определяют с учетом коэффициентов одновременности, если суммированные нагрузки не отличаются одна от другой более чем в четыре раза. При суммировании нагрузок табличным методом к большей нагрузке прибавляют добавку от меньшей.

Полную расчетную мощность на участках сетей 0,38…35 кВ определяют делением расчетной активной мощности участка на соответствующий коэффициент мощности. Расчетную мощность ТП (кВт) на шинах 0,4 кВ определяют путем суммирования расчетных мощностей всех групп табличным методом. Расчетная мощность определяется путем деления активной мощности на коэффициент мощности. Примерно такие же результаты получают при суммировании мощности головных участков отходящих линий 0,38 кВ табличным методом.

Из анализа нагрузок, предусматриваю запитывание здания «молокозавод» по 2 кабельным линиям, а остальные здания по воздушным линиям.

По таблице 15.7 стр. 147 И.Л. Каганов «Курсовое и дипломное проектирование» нахожу добавку для меньшей нагрузки

Линия №1 Участок ТП - 1

S_д=21∙1=21 кВ*А

S_в=21∙0,6=12,6 кВ*А

Линия №2 Участок ТП - 1

S_д=131∙1=131 кВ*А

S_в=78,7∙0,6=47,2 кВ*А

Линия №3 Участок ТП - 1

S_д=131∙1=131 кВ*А

S_в=78,7∙0,6=47,2 кВ*А

Линия №4 Участок 1 - 2

S_д=3∙1=3 кВ*А

S_в=3∙0,6=1,8 кВ*А

Линия №2 Участок ТП - 1

S_д= 13+∆3=13+1,8=14,8 кВ*А

S_в= 7,8+∆1,8=7,8+0,6=8,9 кВ*А

Результаты расчетов сводим в таблицу №2

Таблица №2

вид линии	номер линии	Участок линии	S дн	S вч
воздушная	Линия №1	ТП-1	21	12,6
кабельная	Линия №2	ТП-1	131	47,2
кабельная	Линия №3	ТП-1	131	47,2
воздушная	Линия №4	ТП-1	3	1,8
воздушная	Линия №4	1-2	14,8	8,9

. Расчет мощности трансформатора и выбор подстанции

Мощность трансформаторной подстанции выбирают по расчётной мощности на шинах низкого напряжения с учётом перегрузочной способности ТП и требований по обеспечению необходимой степени надёжности электроснабжения потребителей. Сельские потребительские подстанции выполняются как правило одно-трансформаторными типа ТМ мощностью не более 160 и 250 кВ*А Подстанции большей мощности или с двумя трансформаторами сооружают для электроснабжения сельскохозяйственных комплексов. Двух трансформаторные подстанции обеспечивают более высокую надёжность электроснабжение, однако значительно дороже однотрансформаторных равной мощности. Поэтому установка двух трансформаторов должно иметь технико-экономическое обоснование. При выборе типа подстанции предпочтение следует отдавать подстанциям типа КТП (комплексные ТП) заводского изготовителя, которые экономически выгоднее мачтовых и требует значительно меньше времени и труда при монтаже. Мачтовые подстанции применяются при наличии местных материалов для их изготовления в тех случаях, когда по климатическим условиям, условиям транспортировки и др. они более приемлемы, чем КТП.

Расчет:Рассчитываем дневную мощность трансформаторной подстанции:

S_т.п.дн.=S_л2дн+S_л1дн+S_л3дн+S_л4дн,

где S_л2дн - большая нагрузка на участке (кВ*А),

S_л1дн, S_л3дн, S_л4дн - добавки от меньшей нагрузки на участке.т.п.дн. = 131 + 21 + 131 + + 14,8 = 131+13,1+92,6+1,8+9= =247,5 кВ*А

Рассчитываем вечернюю мощность трансформаторной подстанции:

S_т.п.в.=S_л2в+S_л1в+S_л3в+S_л4в+S_осв

т.п.в. = 47,2 + ,2 + 7,7 + 32 + 1,2 + 5,4+1,2=94,7кВ*А

Дальнейший расчет выполняем по наибольшей из полученных двух значений т.е. Sт.п.дн., и рассчитываем с учетом перспективы на 5-7 лет:

Sтп =Smax * kn,

где kn коэффициент перспективы: kn =1,3

S_т.п.= 247*1,3 = 321,75 (кВ*А)

По полученному значению мощности из таблицы экономических интересов трансформаторных подстанций нагрузок, выбираем рекомендуемую мощность трансформатора. И.П. Каганов «Курсовое и дипломное проектирование» стр. 161, табл. 16.1. Выписываем технические данные трансформатора и КТП в таблицы №3, №4.

Таблица №3. Технические данные трансформатора

Тип трансформатора	Номин. Мощность, кВА.	Сочетание напряж, кВ		Схема гр. соед. обмоток	Потери, Вт			Напряжение К.З., %	Ток Х.Х	Сопр. Zк тр-ра 0,4кВ, Ом
					Х.Х.		К.З
		ВН	НН		Уровень А	Уровень Б				Прямой посл.	При I№К.З.
ТМ	250	10	0,4	11 гр	740	820	3700	4,5	2,4	0,029	0,312

Таблица №4. Технические данные КТПП - В - 630 - 2

Ном.мощн. тр-ра., кВА

Сторона высшего напряжения

Сторона низшего напряжения

Ном. ток, А

Iн пл. вст. пред., А

Iнтр-ра, А

ввод

Тип и номинальный ток(А) расцепителя автоматического выключателя

Линия №1

Линия №2

Линия №3

Линия №4

Линия №5

250

14,5

32

362

РП-5 ТРН-10

А3716 - 160/100

А3716 - 160/100

А3716 - 160/100

А3716-160/100

А3716 - 80/63

Составления таблицы отклонения напряжения

Определение допустимых потерь и надбавок трансформатора

Исходные данные расчета электрических линий напряжения до 35 кВ включительно - нормы отклонений напряжения на зажимах электроприемников, в соответствии с которыми отклонения напряжения при 100% нагрузке не должны выходить за пределы -5%, и при 25% нагрузке - за пределы +5%.

Для определения допустимых потерь напряжения составляют таблицу, в которой учитывают изменения напряжения в каждом звене электрической сети от центра питания до любой контрольной точки сети. В качестве контрольных точек принимают наиболее удаленный и ближайший электроприемники потребительских в режимах 100 и 25% нагрузки.

Отклонения напряжения в контрольной точки сети определяют путем алгебраического суммирования всех отклонений, потерь и надбавок напряжения от центра питания до этой точки. Отклонения, потери и надбавки напряжения при заполнения таблиц выражают в процентах номинального напряжения сети.

Определяем отклонение напряжения у потребителя при 100% нагрузке.

U¹⁰⁰=∑Н¹⁰⁰+∑ДU¹⁰⁰

Где ∑Н¹⁰⁰ - сумма надбавок Uпри 100% нагрузке.

∑ДU¹⁰⁰ - сумма потерь U при 100% нагрузке.

Принимаю U¹⁰⁰=-5%

Рассчитываю потерю U в линии 10кВ.

Длина линии 10кВ L=4 км. Потери напряжения линии 10 кВ принимаются равной 0,7 на 1 км.

ДUл -10кВ= 0,7*L=0,7*4=-3%

Потерю U в тр-ре беру равной ДUтр.= -4%.

Потерю Uв линии 0,38кВ внутренней проводки берем равной ДUл 0,38=-2%.

ДUл¹⁰⁰=+5+5=10%

ДUл¹⁰⁰=U¹⁰⁰-∑Н¹⁰⁰ =10 - (-5)=15%

Определим потерю напряжения в линии 0,38кВ в наружной сети.

ДUлн0,38кВ=∑ДU¹⁰⁰-ДUв0,38-ДUл10-ДU.=

+15 - (-2) - (-3) - (-4)=-6%(со знаком минус)

определяю отклонение напряжения у потребителя при 25% нагрузке.

U²⁵=∑Н²⁵+∑Д U²⁵

Где ∑Н²⁵ - сумма надбавок при 25% нагрузке.

∑Д U²⁵ - сумма потерь при 25% нагрузке.

∑Н²⁵=-5%

∑Д U²⁵=ДUл10+ДUтр=-0,75-1=-1,75%

U²⁵=+1,2+5-1,75=4,4%

Строим таблицу отклонений напряжений.

Таблица №5

Звено электрической сети	Откл U 100%	Откл U 25%
Шина 10кВ подстанции 35/10кВ	+5	+1,2
Потери напряжения в линии 10кВ	-3	-0,75
Тр-тр 10/0,4 кВ U пост. ДU	+5 -4	+5 -1
Линия 0,38кВ. Потери в наружной сети Потери во внутренней сети	-6 -2	0 0
Отклонение напряжения у потребителя	-5	+4,4

Т.к. отклонение напряжения у потребителя не превышает допустимых, значений то таблица построена правильно.