Автор: Хандакова Людмила Владимировна, преподаватель высшей категории

Рассмотрено и рекомендовано к изданию

На заседании цикловой комиссии специальных электротехнических

дисциплин

Протокол № 5 от «6» января» 2011г.

Председатель __________________ М.П. Хоменков

Рецензент:

Согласовано «12» февраля 2011г.

Методист __________________ Е.П. Гавриленко

Электроснабжение сельского хозяйства: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию/ Л.В. Хандакова – Буда-Кошелево: МК, 2011. – 148с.

В методических указаниях представлены материалы для самостоятельной работы учащихся по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электроснабжение сельского хозяйства». На все пункты рассматриваемые в курсовом проекте имеются примеры расчета и справочные приложения. Кроме этого имеется приложения с примерами графической части курсового проекта. Методические указания дополнены техническими условиями на выполнения линий с ВЛИ. Приведены примеры проверки выбора сечения на термическую прочность.

СОДЕРЖАНИЕ

Цели и задачи курсового проектирования 4

Тематика и содержание курсового проекта 7

Исходные данные к курсовому проекту: 8

1. Обоснование темы курсового проекта 20

2. Характеристика хозяйства и объекта проектирования 27

3. Расчет и выбор электрических нагрузок 27

4. Расчет допустимых потерь напряжения 30

5. Определение центра электрических нагрузок 37

5.1 Проектирование воздушных линий напряжением 0,38/0,22 кВ 40

5.2. Выбор и размещение трансформаторной подстанции 47

6. Расчет электрических нагрузок методом экономических интервалов мощностей для воздушных линий 51

6.2 Определение расчетных и эквивалентных мощностей на участках линий 55

6.3 Выбор площади сечения и количества проводов 57

6.4 Определение потерь напряжения 58

6.5 Пример выбора сечения изолированных проводов ВЛИ 62

6.6 Пример расчета и выбора сечения для кабельной линии. 67

6.7. Расчет проводов наружного освещения 72

7. Выбор мощности трансформатора 75

8. Проверка низковольтной сети на возможность запуска электродвигателя 80

9. Конструкция сети 0,38/0,22 кВ 83

9.1 Прокладка кабельных линий в траншее 94

10. Расчёт токов короткого замыкания 95

10.1 Проверка выбранного сечения на термическую стойкость 99

11. Выбор защиты отходящих линий 101

11.1 Расчет защиты ЗТИ 104

12 Расчет заземления контура ТП и повторных заземлений 105

13 Расчет высоковольтного оборудования 112

Заключение 115

Справочное приложение 118

Образец заполнения графической части 143

Образец заполнения титульного листа 150

Образец заполнения задания 151

Образец заполнения спецификации 152

Цели и задачи курсового проектирования

Курсовое и дипломное проектирование систематизирует, расширяет и углубляет теоретические знания учащихся, знакомит их с новейшими достижениями в области проектирования, монтажа и эксплуатации электрических устройств для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Если в 60-70 годах 20 века проектировались в основном для сельского электроснабжения лини воздушные, то в 21 веке применяют для АПК воздушные линии с изолированными проводами, а также кабельные линии. Для потребителей первой категории надежности по электроснабжению применяют не только радиальные сети, но и замкнутые, что на много увеличивает надежность электроснабжения таких ответственных потребителей АПК как птицефабрики, тепличные комбинаты, свинотоварные комплексы и другие объекты сельской электрификации.

Темы курсовых и дипломных проектов должны соответствовать современному уровню проектирования, объему теоретических знаний и практических навыков, полученных в процессе обучения, и включать вопросы с которыми учащиеся могут встретиться в своей практической деятельности. Поэтому 50% учащихся Учреждения образования «Буда-Кошелевского государственного аграрно-технического колледжа» проектируют современные ВЛИ и кабельные линии.

По сравнению с ВЛ традиционного типа ВЛИ имеют более высокую надежность за счет отсутствия стеклянных или фарфоровых изоляторов, исключения схлестывания проводов под действием ветра или качания веток деревьев, уменьшения обрывов благодаря применению несущего сталеалюминевого провода, отсутствия отключений при набросах различных предметов на провода. Они более экономичны в процессе эксплуатации, снижение энергопотерь из-за уменьшения более чем в три раза реактивного сопротивления изолированных проводов по сравнению с неизолированными. Затрудняют не учитываемый отбор мощности с линии за счет невозможности несанкционированного присоединения нагрузки к ним. Отсутствует обрастание гололедом и мокрым снегом изолированной поверхности провода, так как ПЭ является не полярным диэлектриком и он не образует ни электрических , ни химических связей с контактирующими с ними веществами в отличии от ПВХ изоляции. Именно поэтому мокрый снег легко стекает с круглой поверхности изолированных ПЭ проводов. В проводах марки А и АС мокрый снег может удерживаться в канавках между проволоками, являясь первопричиной обрастания.

Надежность электроснабжения сельскохозяйственных потребителей связана с аварийным отключением распределительных сетей, наибольшее число которых приходится на воздушные линии (ВЛ) напряжением 10 кВ (ВЛ-10кВ). Ввиду значительной протяженности они определяют в целом этот показатель электроснабжения. Сведения об уровне аварийности ВЛ

позволяют не только более эффективно управлять надежностью систем централизованного электроснабжения, но и разрабатывать рекомендации по экономичным способам энергетического резервирования ответственных потребителей АПК.

К основным причинам аварийных повреждений относится : атмосферные воздействия (18%); повреждение линейной изоляции (14%); схлест проводов (13%); обрыв проводов (11%) и другие.

Задача повышения качества электроснабжения актуальна для всех областей нашей республики. В сетях 10 кВ есть еще линии имеющие протяженность до 40 км . В таких сетях поддержание нормированного уровня напряжения на зажимах потребителей связано со значительными трудностями. Несмотря на регулирование под нагрузкой на районных подстанциях или сезонное переключение регулировочных отпаек трансформаторов у потребителей электроэнергии напряжение не соответствует нормам.

Качество напряжения на животноводческих фермах и комплексах исследовалось в течении нескольких лет. Контрольные измерения производились на низкой стороне трансформаторных подстанций.

Основными показателями качества, влияющими на технологические процессы, являются отклонение напряжения от нормативного, а также коэффициенты не синусоидальности, обратной и нулевой последовательности. Учитывая случайный характер уровня напряжения и специфику производства, связанную с суточной периодичностью электропотребления, выделены его типовые осенне-зимнее и весенне-летние суточные графики в рабочие и выходные дни.

Обеспечение необходимого напряжения у более удаленных потребителей требует создания повышенного уровня в начале фидера. Имеет место левосторонняя асимметрия, объясняемая влиянием провалов напряжения при пусках сравнительно мощных электродвигателей. В слабых сельских сетях пусковые режимы проявляются более отчетливо, чем в городских, поэтому их реализация связана с техническими трудностями. Большое отклонение напряжения затрудняет выбор оптимального регулировочного ответвления трансформаторов. В нашей республике был впервые разработан трансформатор с симметрирующим устройством, его выпускает Минский завод имени Козлова. Данный трансформатор имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной схемой в сельском хозяйстве «звезда- звезда с заземленной нейтралью» симметрирующее устройство выравнивает напряжение по фазам при неравномерной загрузке однофазных потребителей, что в целом улучшает показатели качества электроэнергии.

В ходе курсового и дипломного проектирования учащиеся приобретают опыт самостоятельного решения задач сельской электрификации, а также получают навыки использования нормативной, справочной и учебной литературы.

Системы электроснабжения, обеспечивающие электрической энергией сельскохозяйственные потребители и объекты, оказывают существенное влияние на работу электроприводов, осветительных, преобразовательных и электротехнологических установок и, в конечном счете, на производственный процесс в целом.

Специалисты в области электроснабжения должны иметь очень глубокие знания целого комплекса вопросов проектирования. Знать основы проектирования весьма важно, так как именно в проекте формируется структура системы электроснабжения и закладываются основные свойства, определяющие ее технические, эксплуатационные и экономические показатели.

Выпускникам средних специальных учебных заведений, приходится решать множество разнообразных электроэнергетических задач. К основным задачам электроснабжения относятся следующие: выбор рациональных схем и конструктивного исполнения электрических сетей; определение электрических нагрузок; расчет потерь мощности и электроэнергии; компенсация реактивной мощности; поддержание требуемого качества напряжения; выбор числа и мощности трансформаторов; выбор защитных аппаратов и сечений проводников; учет потребляемой мощности и электроэнергии; рациональное использование электроэнергии. В данном пособии значительное внимание уделено решению указанных задач при проектировании систем электроснабжения.