Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Обеспечение электроснабжения сельскохозяйственных организаций. Учебное пособие для СПО
.pdf
СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
_________________________________________________________________
Брянский государственный аграрный университет
Д.В. Кирдищев
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
ОРГАНИЗАЦИЙ
Учебное пособие для СПО
Саратов
Профобразование
2026
УДК 631.3
ББК 40.76
К43
Кирдищев, Дмитрий Владимирович.
К43
заций : учебное пособие для СПО / Д.В. Кирдищев ; Брянский государственный аграрный университет. — Саратов : Профобразование, 2026. — 66 с. — (Среднее профессиональное образование). —
Текст : электронный.
чета систем электроснабжения. Приведены исходные данные для
проектирования систем электроснабжения, методология выбора
рациональных сечений. Описаны особенности расчета для ВЛ и
КЛ, расчет токов короткого замыкания и т.д.
специальности среднего профессионального образования «Электротехнические системы в агропромышленном комплексе (АПК)», изучающих дисциплину «Энергоснабжение предприятий АПК».
Рецензент:
Филин Ю.И. — преподаватель факультета СПО
Обеспечение электроснабжения сельскохозяйственных органи-
ISBN 978-5-4488-2809-6
Учебное пособие посвящено вопросам проектирования и рас-
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по
Учебное электронное издание
Обложка Я.А. Кирсанов, С.С. Сизиумова, фотобанк Freepik
ISBN 978-5-4488-2809-6 © Кирдищев Д.В., 2018
© ФГБОУ ВО «Брянский государственный
аграрный университет», 2018
© Оформление. ООО «Профобразование», 2026
Содержание
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................... 4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ........................................................................................... 5
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПРИ РАСЧЕТЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ..................... 6
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЙОННОЙ ПОДСТАНЦИИ
НАПРЯЖЕНИЕМ 35–110/6–10 кВ ............................................................................... 8
2.1. Определение расчетной нагрузки подстанции ..................................................... 8
2.2. Компенсация реактивной мощности на шинах 6–10 кВ ПС ............................... 9
2.3. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ПС ................................ 11
2.4. Пример расчетов проектируемой районной подстанции .................................. 14
3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ВЛ
И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ КЛ ................................................................................................. 18
3.1. Основные положения выбора рациональных сечений ...................................... 18
3.2. Выбор рациональных сечений проводов воздушных линий ............................ 20
3.3. Выбор рациональных сечений жил кабельных линий ....................................... 25
3.4. Пример расчета сечений проводов питающей воздушной линии 110 кВ........ 30
3.5. Пример расчетов сечений проводов ВЛ и жил КЛ напряжением 10 кВ .......... 33
4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ .................................................. 44
4.1. Требования и допущения к расчетам токов короткого замыкания .................. 44
4.2. Порядок расчета токов при симметричном коротком замыкании .................... 46
4.3. Расчет тока трехфазного короткого замыкания ................................................. 50
4.4. Расчет токов несимметричных КЗ ....................................................................... 51
4.5. Пример расчета токов короткого замыкания в системе
электроснабжения ........................................................................................................ 54
4.6. Пример проверки кабельной линии на термическую
стойкость при коротком замыкании ........................................................................... 61
ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................................. 64
ПРИЛОЖЕНИЕ ............................................................................................................ 65
3
ВВЕДЕНИЕ
Электротехническая промышленность играет важную роль в реше-
нии задач электрификации, технического перевооружения всех отраслей
народного хозяйства, механизации, автоматизации и интенсификации
производственных процессов.
Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении эффективности использования электрического и электромеханического
оборудования предприятий играет его правильная эксплуатация, составными частями которой являются, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонты.
В результате освоения дисциплины обучающийся будет:
1) уметь:
- рассчитывать нагрузки и потери энергии в электрических сетях;
- рассчитывать разомкнутые и замкнутые сети, токи короткого за-
мыкания, заземляющие устройства;
- безопасно выполнять монтажные работы, в том числе на высоте;
2) знать:
- сведения о производстве, передаче и распределении электриче-
ской энергии;
- технические характеристики проводов, кабелей и методику их
выбора для внутренних проводок и кабельных линий;
- методику выбора схем типовых районных и потребительских
трансформаторных подстанций, схем защиты высоковольтных и низковольтных линий;
- правила утилизации и ликвидации отходов электрического хозяй-
ства.
4
4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АПК – агропромышленный комплекс
БК – батарея конденсаторов
БПИ – бумажная пропитанная изоляция
БСК – батарея статической компенсации
ВЛ – воздушная линия
КЗ – короткое замыкание
ККУ – комплектная конденсаторная установка
КЛ – кабельная линия
КРМ – компенсация реактивной мощности
КРУ – комплектное распределительное устройство
КТП – комплектная трансформаторная подстанция
КУ – компенсирующее устройство
МТЗ – максимальная токовая защита
ОЕ – относительная единица
ПС – подстанция (районная)
ПУЭ – Правила устройства электроустановок
РП – распределительная пункт (подстанция)
СПЭ – сшитый полиэтилен (изоляция)
СТ – силовой трансформатор
СЭС – система электроснабжения
ТКЗ – ток короткого замыкания
ТО – токовая отсечка
ТП – трансформаторная подстанция (потребительская)
5
6
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ПРИ РАСЧЕТЕ ЭЛЕКТРОСНАБ-
2/1 UU
1U
КЗ
S
ЖЕНИЯ
Объектом проектирования является основная часть системы
внешнего электроснабжения агропромышленного района с заданными
нагрузками районной подстанции (ПС) и потребительских трансформаторных подстанций (ТП), питаемых от воздушных и кабельных линий.
Характеристика объекта электроснабжения. Объектом внешне-
го электроснабжения являются агропромышленные потребительские ТП
напряжением 6–10/0,4 кВ, относящиеся к третьей категории по надежности электроснабжения.
Электроснабжение ТП осуществляется по радиальным воздушным
и кабельным линиям. ВЛ и КЛ подключены к районной ПС напряжением
35–110/6–10 кВ (рис 1.1). Основные параметры СЭС в соответствии с вариантом, задаваемым преподавателем, приведены в табл. А1
Приложения А.
Рисунок 1.1 – Принципиальная расчетная схема системы
электроснабжения
Характеристика районной подстанции. На районной ПС (рис.
1.1, 1.2) установлено два резервируемых силовых трансформатора. Элек-
троснабжение ПС организовано по двум питающим ВЛ напряжением
35–110 кВ с ремонтной перемычкой, что позволяет обеспечить ре-
жимную надежность электроснабжения потребителей ПС второй–
третьей категории.
Характеристика источника питания. Районная ПС присоединена к
электроэнергетической системе (системе, эквивалентному генератору), в
токе присоединения к которой задана мощность короткого замыкания
Характеристика окружающей среды и климатических условий.
При расчете ВЛ и их элементов должны учитываться климатические
условия – ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура
6
7
.
воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интен-
0
W
0
v
0
W
0
v
э
b
э
b
сивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация.
Значения максимальных ветровых давлений и толщин стенок голо-
леда для ВЛ определено на высоте 10 м над поверхностью земли с повторяемостью 1 раз в 25 лет (нормативные значения).
Рисунок 1.2 – Районная подстанция напряжением 35/10 кВ
Нормативное ветровое давление
, соответствующее 10–
минутному интервалу осреднения скорости ветра (
над поверхностью земли и принимается по табл. 2.5.1 Правил устройства
электроустановок (ПУЭ) в соответствии с картой районирования территории России по ветровому давлению.
Район по ветру – III–IV: нормативное ветровое давление
= 650–800 Па, скорость ветра
Нормативная толщина стенки гололеда
принята по табл. 2.5.3 ПУЭ в соответствии с картой районирования территории России по толщине стенки гололеда.
Район по гололеду – III–IV: толщина стенки гололеда
Температуры воздуха – среднегодовая; низшая, которая принимается
за абсолютно минимальную; высшая, которая принимается за абсолютно
максимальную, – определяются по строительным нормам и правилам и по
данным наблюдений с округлением до значений, кратных пяти.
7
8
= 32–36 м/с.
), на высоте 10 м
плотностью 0,9 г/см3
= 20–25 мм.
Температуру воздуха при нормативном ветровом давлении
0
W
22
расчрасчрмрасч
QРKS
рм
K
расч
S
расч
Р
расч
Q
рм
K
расч
Р
расч
Q
расч
S
следует принимать равной минус 5 °С.
Согласно ПУЭ защищать от вибрации рекомендуется сталеалюминевые провода ВЛ площадью сечения алюминиевой части до 70 мм2.
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЙОННОЙ ПОДСТАНЦИИ
НАПРЯЖЕНИЕМ 35–110/6–10 кВ
2.1. Определение расчетной нагрузки подстанции
Расчетной считается такая нагрузкой районной подстанции (рис.
1.1, 1.2), по которой выбирают номинальную мощность и пропускную
способность элементов СЭС, – требуемые по допустимому нагреву сечения проводников, номинальную мощность трансформаторов и других ее
элементов.
При суммировании нагрузок необходимо учитывать, что максимумы складываемых нагрузок обычно не совпадают во времени и их арифметическая сумма превышает фактическую результирующую максимальную нагрузку. Это обстоятельство учитывают при помощи коэффициентов разновременности. Коэффициент разновременности активных
нагрузок находится в пределах 0,9–1. Графики реактивных нагрузок
обычно более равномерны, и коэффициент их разновременности составляет 0,95–1. Следовательно, расчетную нагрузку узла системы электроснабжения, содержащего группы приемников электроэнергии с различными режимами работы, определяют с учетом коэффициентов разновременности максимумов нагрузки
где
– коэффициент разновременности максимумов нагрузок;
– полная расчетная мощность на шинах вторичного напряжения;
– активная расчетная мощность, кВт, МВт;
четная мощность, квар, Мвар.
Значение
с учетом потерь мощности электроприемников
приближенно принимают равным 0,9–1.
Таким образом, расчет электрических нагрузок также сводится к
определению расчетных параметров
8
9
, кВ∙А, МВ∙А, (2.1)
– реактивная рас-
,
и
.
Коэффициент мощности ПС определяется по формуле:
расч
расч
расч
S
P
cos
расч
расч
расч
P
Q
tg
норм
tg
)(
нормрасч
ПС
расчКУ
tgtgРQ
ПС
расч
Р
расч
tg
35,0
норм
tg
КУ
Q
, (2.2)
Коэффициент реактивной мощности:
. (2.3)
2.2. Компенсация реактивной мощности на шинах 6–10 кВ ПС
По предписанию энергосистемы может быть задано нормируемое
значение коэффициента реактивной мощности
, которое необ-
ходимо поддерживать на шинах ПС. В этом случае суммарная расчетная
мощность компенсирующих устройств (КУ), подключенных к шинам
низшего напряжения ПС, находится по выражению [23]:
, квар, Мвар, (2.4)
где
– расчетная мощность на шинах ПС, кВт, МВт;
–
расчетное значение коэффициента реактивной мощности на шинах ПС;
– нормируемое энергосистемой значение коэффициента
реактивной мощности.
При положительном значении
необходима компенсация реак-
тивной мощности. Для компенсации реактивной мощности используются
высоковольтные батареи статической компенсации типа БСК 6–10 кВ
(рис. 2.1) (см. приложение Б).
9
10
Рисунок 2.1 – Батареи статической компенсации типа БСК
КУ
Q
nQQ
КУ
n
КУ
/
)(
)(n
КУ
Q
)()( nКУnКУном
QnQn
)(n
КУ
Q
КУном
Q
Суммарная реактивная нагрузка высоковольтных батарей конденсаторов
распределяется между сборными шинами ПС пропорцио-
нально их некомпенсированной нагрузке
, Мвар, квар, (2.5)
где
– расчетная мощность одного компенсирующего
устройства (высоковольтных батарей конденсаторов).
Затем полученная мощность округляется до стандартного ближайшего значения комплектных конденсаторных установок (высоковольтных батарей конденсаторов)
, Мвар, квар, (2.6)
где
– расчетная мощность одного компенсирующего устрой-
ства (высоковольтных батарей конденсаторов);
– номинальная
мощность компенсирующего устройства (одной батареи конденсаторов); n –
количество однотипных КУ, устанавливаемых на шинах ПС.
10
11
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]