Обоснование темы курсового проекта

3. Расчет и выбор электрических нагрузок

Пользуясь каталогами РУМ, составляем таблицу электрических нагрузок на вводах в здание для производственных помещений. После выбора нагрузок данные заносим в таблицу 1, выбираем коэффициент мощности и дневной и вечерний, а затем суммируют активные мощности дневные и вечерние всех потребителей по объекту, (табл. 10.2, /1/).

Таблица 1 - Нагрузка производственных потребителей

№ п/п	Наименование объекта	Количество объектов	№ позиции РУМ	Активная нагрузка		Коэффициент мощности		Суммарная мощность
				Дневная Рдн,кВт	Вечерняя Рв,кВт	Дн. cos φ	Веч. cos φ	Дн. ∑Рд, кВт	Веч. ∑Рв, кВт
1	Административное здание	1	519	25	10	0,9	0,93	25	10
2	Проходная лаборатория	1	-	1	2	0,9	0,93	1	2
3	Холодильник для хранения фруктов (250 тонн)	1	319	35	35	0,7	0,75	35	35
4	Цех овощных и фруктовых консерв произв. 1 млн. банок	1	333	100	100	0,75	0,8	100	100
5…7	Производственные цеха	3	338	12	12	0,75	0,8	36	36
8	Водокачка	1	-	5	5	08	0,8	5	5
9…10	Картофелехранилище на 300-600 тонн	2	314	5	2	0,7	0,75	10	4
11	Мельница вальцовая произв. 6 т/час	1	348	15	1	0,8	0,85	15	1
12…13	Холодильник для хранения фруктов	2	319	35	35	0,7	0,75	70	70
14	Котельная с двумя котлами	1	384	15	15	0,7	0,75	15	15
15	Гараж на 10 автомобилей	1	375	20	10	0,7	0,75	20	10
16	Склад ГСМ	1	331	5	2	0,7	0,75	5	2
17…19	Складские помещения	2	313	25	10	0,7	0,75	75	30
Итого по объекту:								412	380

Вывод: Так как преобладает дневная нагрузка, то дальнейший расчет ведётся по дневной нагрузке.

4. Расчет допустимых потерь напряжения

Уровень напряжения на вводах потребителей зависит от уровня в центре питания, суммарных потерь напряжения в линиях электропередачи и трансформаторах, а также от значения коэффициентов трансформации.
При передаче электрической энергии по воздушным линиям, некоторая часть теряется из-за сопротивления проводов. Однако допустимые отклонения напряжения V100п у удаленного от ТП потребителя при максимальной нагрузке не должны выходить за пределы -5 %, и у ближайшего к ТП при минимальной нагрузке не должны выходить за пределы V25п + 5 % от номинального. Отклонение напряжения на шинах питающей подстанции U^100%=+4 и U^25%=+ 2
В понижающих трансформаторах принимаем постоянные надбавки Vпост=+5%, а переменные Vпер могут изменяться ступенями через 2,5 % от -5 до + 5%. Общие потери в трансформаторе 10/0,4 кВ при 100% нагрузке принято считать Uт=-4%, а при 25 % нагрузке -Uт=-1%.

Рисунок 1 - Схема электроснабжения потребителей
Таблица 2 - Отклонение и потери напряжения в % на элементах системы

Элементы сети	БТП
	100%	25%
	П3	П4
Отклонение напряжения на шинах 10 кВ	+2	-3
Потери напряжения в ВЛИ-10кВ	0	0
ТП 10/0,4 кВ Постоянная надбавка	+5	+5
Переменная надбавка	+2,5	+2,5
Потери напряжения ΔUт	-4	-1
Потери напряжения в ВЛИ-0,38	-6,3	0
Отклонение напряжения у потребителей	-5	+3,5

Определяем суммарные потери напряжения в линиях 10 кВ и 0,38 кВ по формуле (1)
% (1)
Полученные потери в линии распределяем между ВЛ 10 кВ-40% и ВЛ 0,4 кВ – 60 %


%
%

Проверяем баланс напряжения по формуле (2)

(2)
Определяем “отклонение напряжения у потребителя” по формуле (3)
% (3)

5. Выбор количества и места установки ТП напряжением 10/0,4

В центре электрических нагрузок в сетях напряжением 0,38/0,22 кВ целесообразно устанавливать трансформаторную подстанцию. В зависимости от категории надежности объекта проектирования, от его суммарной мощности, плотности нагрузки и допустимых потерь напряжения производят выбор числа ТП.

Таблица 3 - Координаты центров зданий проектируемого объекта

№ объекта	Наименование объекта	Х, м	Y, м
1	Административное здание	15	132,5
2	Проходная лаборатория	15	102,5
3	Холодильник для хранения фруктов (250 тонн)	15	162,5
4	Цех овощных и фруктовых консерв произв. 1 млн. банок	165	115
5	Производственные цеха	165	90
6		15	72,5
7		32,5	15
8	Водокачка	62,5	15
9	Картофелехранилище на 300-600 тонн	92,5	15
10		107,5	160
11	Мельница вальцовая произв. 6 т/час	107,5	130
12	Холодильник для хранения фруктов	107,5	100
13		107,5	68
14	Котельная с двумя котлами	140	15
15	Гараж на 10 автомобилей	260	152,5
16	Склад ГСМ	260	107,5
17	Складские помещения	260	52,5
18		217,5	160
19		217,5	17,5

Определяем центры электрических нагрузок по формулам (4) и (5)

(4)
(5)


Плотность нагрузки объекта, кВт/км²:
кВт/км², (6)
где
F – площадь объекта электроснабжения, км.
Определяем приближенно число ТП по имперической формуле (7):
, (7)
где
P_сум – суммарная расчетная нагрузка, кВт;
В – 0,6…0,7 – постоянный коэффициент для ТП напряжением 10/0,4 кВ;
ΔU - допустимые потери напряжения в сети напряжением 0,38 кВ;
cosφ – коэффициент мощности на шинах напряжением 0,4 кВ, (табл.10.2, /1/).
ЦЭН (195;146) – ТП-1
ЦЭН (136,5;99,5) – ТП-2
Выбор количества линий и трасс их прохождения.
Компоновка оборудования подстанции должна обеспечивать простые и удобные подходы и выходы ВЛ всех напряжений с минимальным числом пересечений и углов, удобные подъезды передвижных средств и механизмов для транспортировки и ремонта оборудования и возможность дальнейшего расширения подстанции.
С целью разукрупнения мощности по линиям и придания схеме электроснабжения большей гибкости при оперативных включениях и отключениях принимаем пять линий 0,38 кВ. Трассу линий выбираем так,
чтобы не загромождать проезжей части и обходиться без дополнительных опор при устройстве вводов в здания. Расстояния между опорами принимаем 25-35м, вводы в здания не превышают 10м.
6. Электрический расчет линий 0,38/0,22 кВ


Количество линий выбираем в зависимости от расположения объектов на плане местности от, величины суммарной нагрузки, приходящейся на одну линию. Стараемся распределять нагрузку на линии равномерно. Электрический расчет сети 10кВ производится с целью выбора сечения и марки проводов линии, питающей ТП, а также проверки качества напряжения у потребителя. При расчете пользуемся методом расчета электрических сетей по экономическим интервалам нагрузок. Окончательно выбранный вариант приведен на листе 1 графической части. Составление расчётных схем позволяет определить мощность на вводе каждого потребителя с учётом коэффициента одновремённости. Это необходимо для того, чтобы определить полную и эквивалентную мощности потребителей, что в свою очередь позволяет правильно выбрать провода. Провода необходимо выбирать с учётом мощности потребителей, района по гололёду и напряжения. Также провода должны быть проверены на возможность пуска электродвигателей и по условиям чувствительности защиты.

6.1. Составления расчетных схем

Расчетные схемы составляем в соответствии с выбранными трассами ВЛИ, указываем мощность потребителей, номера линий, номера расчетных участков, длины участков. Расчетная схема составляется без соблюдения масштаба.

Расчет нагрузок по участкам линий

Расчет нагрузок по участкам линий необходим для выбора сечения проводов. Для ВЛИ сечение проводов определяют по допустимому току нагрева. Токи на участках сети суммируют с учетом коэффициента одновременности, К_о (таблица10,1/1/).

Токи потребителей рассчитываем по формуле:

I=	P	, А	(8)
	3 cosφ^.Uн

Определяем максимальный ток участка тп-1.

I_тп-1=∑I_ni= (I₁₅+ I₁₆+ I₁₇+ I₁₈) К_о

I_1-3=(I₁₈+I₁₅ )К_о
I_3-2=I₁₈
I_1-4=I₁₇
, (9)
где P₁ – дневная мощность (нагрузка) объекта;
U_H – номинальное напряжение сети;
- коэффициент мощности.

А
А
А
А
I_тп-1=(43,5+10,9+54,3+54,3) ·0,75 =163 А
I_1-3 =(54,3+43,5) ·0,85 =97,8 А
I_3-2=54,3 А
I_1-4=54,3 А

Расчёт остальных линий производим аналогично и результаты сводим в таблицу 4.

6.3. Выбор площади сечения и количества проводов

Площадь поперечного сечения проводов производим по допустимому току нагрева.

По справочнику определяем сечение провода.

I_доп≥I_тп-1 участок тп-1

I_доп=168А ≥ 163А

F=50 мм²

Выбираем провод САПсш сечением 3х50+50

I_доп≥I_1-3 участок 1-3

I_доп=1112А ≥ 97,8А

F=25 мм²

Выбираем провод САПсш сечением 3х25+25

I_доп≥I_3-2 участок 3-2

I_доп=112А ≥ 54,3А

F=25 мм²

Выбираем провод САПсш сечением 3х25+25

I_доп≥I_1-4 участок 1-4

I_доп=112А ≥ 54,3А

F=25 мм²

Выбираем провод САПсш сечением 3х25+25


Выбор площади сечения и количества проводов для остальных линий производим аналогично, результаты сводим в таблицу 4.


6.4. Проверка выбранных проводов по допустимой потере
напряжения.

Потери напряжения по участкам линий определяют по формуле, %:

, (10)
где - активное сопротивление 1 км изолированного провода, Ом/км, ( табл. 1.2 /3/);
- индуктивное сопротивление 1 км изолированного провода, ( табл. 1.2 /3/).
cоs φ_уч – средне взвешенный коэффициент мощности, который определяем по формуле:

cоsφср.в.=	Ii^.cоs φi	sin φср.в. (11)
	Ii

Определяем cоs φ участка тп-1

cоsφтп1=	20·0,7+5·0,7+25·0,7+25·0,7	=0,7
	20+5+25+25

=1,73·163·38·10^-3· (0,62·0,7+0,063·0,7)=5,1 В
=1,73·97,8·30·10^-3·(1,24·0,7+0,066·0,7)=4,6 В
=1,73·54,3·20·10^-3·(1,24·0,7+0,066·0,7)=1,7 В
=1,73·54,3·37·10^-3·(1,24·0,7+0,066·0,7)=3,2 В

Сравним данные результаты с допустимыми потерями, рассчитанными и принятыми в таблице 4. Для этого переводим с вольт в проценты.

%
%
%
%
Рассчитываем потери напряжения в конце линии.


_U от ТП = _U_тп-1+_U_1-3+_U_3-2=1,3+1,2+0,4=2,9 %
_U от ТП = _U_тп-1+_U_1-4=1,3+0, 8=2,1 %


Так как потери напряжения не превышают допустимых – 6,3, таблицы 2, то расчёт произведён верно.
Расчёт потерь напряжения для остальных линий производим аналогично результаты расчёта сводим в таблицу 4.

Таблица 4 – Результаты расчёта проводов линии напряжением 0,38/0,22 кВ

6.5. Расчет проводов наружного освещения
Нагрузка наружного освещения территории хозяйственных дворов принимается из расчета 250 Вт на помещение и Р_уэ=5,5 Вт/м для погонного метра длины периметра. Для освещения принимаем светильники уличного освещения СПО – 200 с лампами ДРЛ – 250.
Принимаем 8 светильников, равномерно распределяем их по периметру. Запитку их осуществляем от КТП. Составляем расчетную схему наружного освещения (рисунок 4).
Так как суммарная нагрузка линий наружного освещения 2,75 кВт, то ток их будет небольшим. Значит основным параметром для выбора площади сечения кабеля будет потеря напряжения в конце наиболее протяженного участка. Для простоты монтажа принимаем, что линии наружного освещения будем прокладывать из провода одинакового сечения. Принимаем провод А-25+А-25.

Рисунок 4 – Расчетная схема наружного освещения (КТП-1).

Рисунок 5 – Расчетная схема наружного освещения (КТП-2).

Принимаем что нагрузка самого протяженного участка сосредоточена в его середине. Определяем потери напряжения (КТП-1):

₁ = 2,407∙0,75∙45∙10^-3 = 0,08 %
₂ = 2,407∙0,75∙84∙10^-3 = 0,15 %
₃ = = 2,407∙1,25∙146∙10^-3 = 0,44 %


Определяем потери напряжения (КТП-1):
₁ = 2,407∙0,75∙105∙10^-3 = 0,19 %
₂ = 2,407∙0,25∙36,5∙10^-3 = 0,02 %
Сечение подходит

7. Выбор мощности трансформатора

Для КТП-1 самой загруженной является третья линия Р_ТП-5=100 – максимальная мощность отходящей линии (Р_max)

Выбираем надбавки по активной мощности

Р_ТП-1=75 кВт →  P_тп-4=51,2 кВт

Р_ТП-6=37 кВт → Р _тп-6=24,2 кВт
Р_ТП-5=100 кВт → P_max=100 кВт
Определим мощность трансформатора, кВА
; (12)
где:
cosφ_max – коэффициент мощности на самой загруженной линии;
ΔP_I – надбавка по активной мощности i – той линии, кВт (табл. №15,7 /1/).
сosφ_i – коэффициент мощности на i – той линии
кВА
По приложению из условия , где S_Н и S_В – соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформаторов принятой номинальной мощности, выбираем трансформатор номинальной мощностью S_Н.Т=160 кВА:
S_H=151 кВАТР-РА= 240 кВА< S_B=315 кВА.
Проверяем мощность трансформатора в нормальной режиме при равномерной нагрузке по условию:
; (13)
где:
S_p – расчетная нагрузка трансформатора, кВА;
S_н.т – номинальная мощность трансформатора, кВА;
K_С.Т – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформаторов1,43.

Окончательно для КТП принимаем трансформатор мощностью S_Н.Т=160 кВА марки ТМГ – 160.
По условиям надежности действия защиты от однофазных замыканий в сетях напряжением до 1000В принимаем трансформатор мощностью до 160 кВА со схемой соединения обмоток “звезда – звезда”, с глухо заземленной нейтралью, с семмитрирующем устройством Из таблицы приложения выписываем параметры трансформаторов в таблицу 5.

Для КТП-2 самой загруженной является вторая линия Р_ТП-13=63,5 – максимальная мощность отходящей линии (Р_max)

Выбираем надбавки по активной мощности

Р_ТП-1=60 кВт →  P_тп-4=41 кВт

Р_ТП-3=111 кВт → Р _тп-6=76 кВт
Р_ТП-6=181 кВт → P_max=181 кВт
Определим мощность трансформатора, кВА
; (14)
где:
cosφ_max – коэффициент мощности на самой загруженной линии;
ΔP_I – надбавка по активной мощности i – той линии, кВт
сosφ_i – коэффициент мощности на i – той линии
кВА
По приложению из условия , где S_Н и S_В – соответственно нижняя и верхняя границы интервалов нагрузки для трансформаторов принятой номинальной мощности, выбираем трансформатор номинальной мощностью S_Н.Т=400 кВА:
S_H=346 кВАТР-РА= 405 кВА< S_B=630 кВА.
Проверяем мощность трансформатора в нормальной режиме при равномерной нагрузке по условию:
; (15)
где:
S_p – расчетная нагрузка трансформатора, кВА;
S_н.т – номинальная мощность трансформатора, кВА;
K_С.Т – коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформаторов1,43.

Окончательно для КТП принимаем трансформатор мощностью S_Н.Т=400 кВА марки ТМГ – 400.
По условиям надежности действия защиты от однофазных замыканий в сетях напряжением до 1000В принимаем трансформатор мощностью 400 кВА со схемой соединения обмоток “звезда – звезда”, с глухо заземленной нейтралью, с семмитрирующем устройством Из таблицы приложения выписываем параметры трансформаторов в таблицу 5.

Таблица 5 – Параметры трансформатора

Мощность, кВА	Верхний предел первичного напряжения, кВ	Схема соединения обмоток	Потери мощности, кВт ΔРм/ ΔРхх	напряжение к.з. Uк.з.%	Сопротивление прямой последовательности				сопротивление при 1-фазном зам.1/3ZТР
					RТ	ХТ		ZТ
160	10	/Hсу	3,1/0,51	4,7	19,3	42,2		47	50
400	10	/Hсу	5,9/0,95	4,5	5,9	17	18		19

8. Проверка низковольтной сети на возможность пуска электродвигателей

Наибольшую установленную мощность двигателя Р_н=15 кВт, I_н=28,5А, Кi=7.

Составляем схему электроснабжения этого объекта.

Рисунок 5 – Схема электроснабжения кормоцеха
Потеря напряжения при пуске двигателя с учетом соединительной линии приблизительно равны, %
(16)
где
Z_c – полное сопротивление сети для пуска от трансформатора, Ом;
Z_эл – полное сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя, Ом.

Определим Z_c= Z_л+ Z_т (17)

где
Z_Л – полное сопротивление линии;
Z_Т – полное сопротивление короткого замыкания трансформатора.


Ом

Z_c=78,9+47=125,9 мОм = 0,126 Ом

Определим полное сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя Z_ЭЛ, Ом
; (18)
где
I_H – номинальный ток двигателя, А
К_п – кратность пускового тока
Ом=1100 мОм
Определим по формуле (16) потерю напряжения при запуске двигателя, %



Условие выполняется, а следовательно электродвигатель запустится.

9. Конструкция сети напряжением 0,38/0,22 кВ

Конструкцию сети выбирают по типовому проекту 3.407.1 – 136 института «Сельэнергопроекта». Опоры железобетонные. Углы поворота линий составляют 90. На углах предлагается схема опор К1-УА1 - К1, т.е. концевая – угловая анкерная – концевая. Основа всех опор( – стойка СВ-10,5 – 5). Цифры обозначают длину стойки 10,5 м. и допустимый изгибающий момент 5т×1. Пролеты - - ; пролеты ответвлений к вводам не превышают 10м. Изоляторы ПН-20. Провода на промежуточных опорах крепят проволокой, а на концевых – плашечными зажимами ПА. Опоры заложены в грунт на глубину 2 метра. Траверсы заземлены проводником диаметром 6 мм., присоединённый к нулевому проводу зажимом ПА. Для заземления опор используют один из стержней стойки, к которому с обоих концов приварены заземляющие элементы. На опорах устанавливают светильники с ртутными лампами РКУ-01-250. Воздушные линии 10 кВ выполняются проводами марки «САПсш». Расстояние между проводами на опоре и в пролете при наибольшей стреле провеса (1,2 м) должно быть не менее 40 см.

Для электроснабжения населенного пункта широко применяются комплектные трансформаторные подстанции (КТП) 10/0,38 кВ. КТП мощностью 160 и 400 кВА устанавливаются на фундаменте и выполнены в виде блока со следующими узлами: вводное устройство высшего напряжения (10 кВ) и РУ – 0,38 кВ, которые закрываются одностворчатыми дверьми, снабженными замками, силовой трансформатор типа ТМГсу – 160 и ТМГсу – 400.

10. Расчет токов короткого замыкания

При расчете токов короткого замыкания пользуемся методом именованных величин. Этот метод применяется в сетях с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220.

Переходное сопротивление коммутационных аппаратов трансформаторов тока принимаем 15 мОм.
Составим схему электроснабжения от КТП (рисунок 6)

S_н.т1 = 63 кВ·А ТА1 QF1 QF2 А-50 А-25

L = 38 м L = 37 м

К2
QF3 QF4 А-150

К1 L = 20 м
K3
QF6 А-25

L = 73,5 м К4

Рисунок 6 – Схема электроснабжения консервного завода (ТП-1).

S_н.т1 = 63 кВ·А ТА1 QF1 QF2 А-35 А-25

L = 20м L = 25 м

К2
QF3 QF4 А-50 А-25

К1 L = 30 м L = 30 м
K3
QF6 А-50 А-25

L = 25 м L = 90 м К4

Рисунок 7 – Схема электроснабжения консервного завода (ТП-2).

На основании схемы электроснабжения составляем эквивалентную схему замещения (рисунок 6). Необходимые значения сопротивлений берем из предыдущих расчетов. Сопротивление контактов (автоматических выключателей, катушек трансформаторов тока, шин и др.) принимаем Z_а=15 мОм
R_т /20 мОм Х_т /40 мОм R_а=15 мОм R_л1 /23,6 мОм Х_л1/2,4 мОм R_л1´/45,9 мОм Х_л1´/2,3 мОм


К2

R_л2 /4,1 мОм Х_л2 /1,3 мОм

K1
К3

R_л3 /91,1 мОм Х_л3 /4,9 мОм

К4

Рисунок 8 – Эквивалентная схема замещения (ТП-1).

R_т /20 мОм Х_т /40 мОм R_а=15 мОм R_л1 /17,8 мОм Х_л1/1,28 мОм R_л1´/31 мОм Х_л1´/1,65 мОм

К2


R_л2 /18,6 мОм Х_л2 /1,89 мОм R_л2´ / 37,2 мОм Х_л2´ /1,98 мОм
К1

К3

R_л3 /15,5 мОм Х_л3 /1,56 мОм R_л3´/111,6 мОм Х_л3´/5,94мОм

К4

Рисунок 9 – Эквивалентная схема замещения (ТП-2).
Расчет ведем для ТП-1.

Линия №1
R_л1 = r_o·L₁ = 0,62·38= 23,6 мОм

Х_л1 = х_о·L₁ = 0,063·38= 2,4 мОм
Z_л1 = = 23,7 мОм

R_л1´ = r_o·L₁´ = 1,24·37= 45,9 мОм

Х_л1´ = х_о·L₁´ = 0,063·37= 2,3 мОм
Z_л1´ = = 46 мОм

Линия №2
R_л2 = r_o·L₂ = 0,206·20= 4,1 мОм

Х_л2 = х_о·L₂ = 0,066·20 = 1,3 мОм
Z_л2 = =4,3 мОм
Линия №3
R_л3 = r_o·L₃ = 1,24·73,5= 91,1 мОм
Х_л3 = х_о·L₃ = 0,066·73,5 = 4,9 мОм
Z_л3 = =91,2 мОм
Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К₁, кА:
, (19)
где
U_ном – номинальное напряжение с учетом надбавки, U_ном =400 В;
Z_I – суммарное полное сопротивление до точки короткого замыкания, мОм.
Для точки К1
Z_I = Z_с+Z_т+Z_а, (20)
где
Z_с – полное сопротивление системы электроснабжения.
Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К1, кА:
= 3,7 кА

Определим трехфазный ток короткого замыкания в точке К2, кА:

= 2 кА

Определим двухфазный ток короткого замыкания в точке К2, кА:

= 0,87·2 = 1,74 кА (21)

Определим однофазный ток короткого замыкания в точке К2, кА:

, (22)

где
U_Ф – фазное напряжение с учетом надбавки, 230 В;

R_П и Х_П – соответственно сопротивление активное и реактивное сопротивление петли фаза – нуль, мОм.


= =1,2 кА

Аналогично рассчитываем токи короткого замыкания для остальных линий, отходящих от КТП.

10. Выбор защиты отходящих линий
В соответствии с методикой, разработанной институтом «Сельэнергопроект», токовые уставки аппаратов защиты распределительных сетей 0,38 кВ выбирают следующим образом.
Рассмотрим пример выбора защитного аппарата для линии 1
(23)

В складском помещении имеется электрический двигатель с мощностью Р_дв=14 кВт
Возьмем двигатель АИР160S4У3, у которого Р_н=15 кВт, cosφ=0,87, =90%, К_I=7,0.
Определяем номинальный ток двигателя, А:
(24)
А;
Определяем пусковой ток двигателя, А:
, (25)
где
I_р.мах.- максимальный ток нагрузки линии;
I_н.д - пусковой ток наибольшего двигателя.
А
Определяем номинальный ток теплового расцепителя, А:
А (26)
По справочнику выбираем предварительно автоматический выключатель BА51-35, у которого I_ном=250 А, I_нт=200 А, (табл. 5.3 /2/).
Определяем коэффициент чувствительности защиты:
>3 (27)
где
I_кmin – наименьшее значение двухфазного и однофазного тока на нулевой провод.

Чувствительность обеспечивается.
Определяем ток электромагнитного расцепителя, А:
А (28)
2800 А>2500 А

Условие соблюдается.

Выбираем разъединитель РВЗ – 10/400 для КТП;
Выбираем предохранитель ПК – 10/30 для защиты КТП;
Принимаем для КТП разрядник РВО – 10;
Трансформатор тока выбираем ТК – 40.
Все выбранные аппараты защиты и оборудования сводим в таблицу 9

Таблица 6 – Результаты расчета токов к.з. и выбора защиты для ТП-1

№ п/п	Расчетная точка к.з	Марка провода	Токи к.з.			Марка автомата	Номинальные данные аппарата
			I^(3)к.з	I^(^2^)к.з	I^(^1^)к.з		Iном, А	IТР, А	IЭМ, А
1	К1	САПсш	3,7
2	К2	САПсш	2	1,74	1,2	BА51-35	250	200	2800
3	К3	САПсш	3,5	2,9	2,3	BА52Г33	160	100	1000
4	К4	САПсш	1,7	1,5	1	BА51-35	250	160	1600

Таблица 7 – Результаты расчета токов к.з. и выбора защиты для ТП-2

№ п/п	Расчетная точка к.з	Марка провода	Токи к.з.			Марка автомата	Номинальные данные аппарата
			I^(3)к.з	I^(^2^)к.з	I^(^1^)к.з		Iном, А	IТР, А	IЭМ, А
1	К1	САПсш	6,8
2	К2	САПсш	3,4	3	1,9	BА51-35	250	160	1600
3	К3	САПсш	3	2,6	1,8	BА51-37	400	250	2500
4	К4	САПсш	1,9	1,6	1,1	BА51-35	250	160	1600

Таблица 8 – Марки и характеристики выбранного оборудования КТП 10/0,4

Наименование оборудования	Марка	Каталожные данные	обозначение	Значение	Единицы измерения
Предохранитель	ПК-10/30	Номинальное Напряжение Номинальный ток	UH IПЛ ВСТ	10 5,7	кВ А
Разъединитель	РВ3-10/400	Номинальное Напряжение Ток термической стойкости	UH IТЕР СТ	10 16	кВ кА
Разрядник	РВО-10	Номинальное Напряжение	UH	10	кВ
Трансформатор тока	ТК-40	Номинальное Напряжение Номинальный ток первичной обмотки	UH Iпер	0,66 150,200, 250	кВ А

13. Расчет заземления контура ТП и повторных заземлений
В соответствии с ПУЭ, РТЭ и ПТБ производится расчет заземляющего устройства подстанций 10/0,4 кВ, повторных заземлений на отходящих линиях, зануление электроустановок, проверка защитного отключения при повреждении электроустановок. Согласно ПУЭ, при использовании заземляющего устройства (в сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью), к которому присоединены нейтрали трансформаторов при линейном напряжении 380 В в любое время года, не должно превышать R₃<4 Ом. Это сопротивление должно быть обеспечено с учетом использования естественных заземлителей и повторных заземлений нулевого провода ВЛ до 1 кВ при количестве отходящих линий не менее двух. Сопротивление повторного заземления R_повт. Должно быть не более 30 Ом. Общее сопротивление растекания заземлителей (в том числе естественных, всех повторных заземлений, нулевого рабочего провода ВЛ) не должно превышать R_з.устр<10 Ом при линейном напряжении 380 в.
Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикального заземлителя (ТП-1):
Ом∙м (29) где:
ρ_изм – измеренное сопротивление грунта
k_с – коэффициент сезонности, k_с =1,3, / /
k₁ – учитывающий состояние грунта, k₁₌1,15, / /

Определяем сопротивление вертикального заземлителя

(30)
где:
l – длина электрода, м
d – диаметр стержня
h_СР – глубина заложения, равна расстоянию от поверхности земли до середины стержня, м
м
Ом
Определяем общее сопротивление повторных заземлителей


Ом (31)

Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений

Ом (32)
Определяем теоретическое число стержней, шт
шт (33)
Принимаем 10 шт.
Определяем длину полосы связи, м
м (34)

Определяем расчетное сопротивление грунта для горизонтального заземлителя

Ом∙м
Определяем сопротивление горизонтальной полосы связи
Ом
Определяем действительное число стержней, шт
шт

Определяем действительное сопротивление искусственного заземления

Определяем расчетное сопротивление контура


Ом < 4 Ом

Принимаем для монтажа 22 стержня.

Определяем расчетное сопротивление грунта для вертикального заземлителя (ТП-2):

Ом∙м
где:
ρ_изм – измеренное сопротивление грунта
k_с – коэффициент сезонности, k_с =1,3, / /
k₁ – учитывающий состояние грунта, k₁₌1,15, / /

Определяем сопротивление вертикального заземлителя

где:
l – длина электрода, м
d – диаметр стержня
h_СР – глубина заложения, равна расстоянию от поверхности земли до середины стержня, м
м
Ом
Определяем общее сопротивление повторных заземлителей:


Ом

Определяем расчетное сопротивление заземления нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений

Ом
Определяем теоретическое число стержней, шт
шт
Принимаем 2 шт.
Определяем длину полосы связи, м
м

Определяем расчетное сопротивление грунта для горизонтального заземлителя

Ом∙м
Определяем сопротивление горизонтальной полосы связи
Ом
Определяем действительное число стержней, шт
шт

Определяем действительное сопротивление искусственного заземления

Определяем расчетное сопротивление контура


Ом < 4 Ом
Принимаем для монтажа 4 стержня.

Рисунок 10 – Контур заземления ТП-2

Таблица 9– Данные расчета контура заземления.

Номер ТП	, Ом·м	L, м	Тип	Размеры	, Ом	, Ом	, шт	, м	,	, Ом
1	59,8	2,5	уголок	50·50·5	11,5	10,5	22	5	0	1,1
2	59,8	2,5	уголок	50·50·5	11,5	33,3	4	5	1	6,1

13. Разработка мероприятий по ТБ при сооружении и эксплуатации
низковольтной линии.
При сооружении и дальнейшей эксплуатации низковольтной линии необходимо выполнять следующие требования:
- к верхолазным работам по монтажу воздушной линии допускаются лица не моложе 18 лет и не старше 60 лет, прошедшие медосмотр и имеющие квалификационный разряд не ниже третьего;
- бригады выезжающие на работы должны иметь набор необходимых медицинских средств для оказания первой медицинской помощи;
- при работе на опоре, электромонтер должен крепиться к ней предохранительным поясом;
- при приближении грозы или ветра силой порыва выше 6 балов, бригада обязана прекратить работы;
- при сооружении воздушных линий на территории населенных пунктов, должна быть обеспечена охрана сооружаемого объекта;
- посторонние лица на площадку, не допускаются;
- подъем на опору или спуск с нее разрешается только с помощью монтерских когтей или других специальных приспособлений;
- на опоре следует работать стоя на двух когтях.
При монтаже воздушной линии запрещается:
- подниматься на анкерную опору, а также находиться на ней со стороны натяжения проводов;
- работать на угловых опорах и влезать на них со стороны внутреннего угла;
- находиться под проводами во время их монтаже;
- сбрасывать с опоры инструмент или другие предметы;
- подавать какие либо предметы работающему на опоре подбрасыванием.
При переходе через препятствия, приступать к монтажу следующего провода можно только после натяжки и заземления предыдущего.
Подходить к проводу, зацепившемуся при монтаже, для его освобождения с внутренней стороны угла запрещается.
После окончания работ по сооружению ВЛ, заказчик совместно с генеральным подрядчиком назначают рабочую комиссию, которая проводит техническую приемку линий. Сдачу-прием в эксплуатацию законченной строительством и монтажом ВЛ осуществляют при наличии следующих документов: акта приемки трассы, журнала работ по сооружению бетонных фундаментов под опоры, журнала сборки опор, журнала установки опор, акта приемки установленных опор ВЛ под монтаж проводов и тросов, протоколы контрольной проверки стрел провеса проводов и габаритов ВЛ, журнала сращивания проводов и тросов ВЛ, протокола осмотра разрядников, акта осмотра пересечений, протокола измерений сопротивления заземления, актов скрытых работ, а также ведомости отклонений от проекта в процессе выполнения работ.
Подача напряжения производится эксплуатационным персоналом после письменного уведомления генерального подрядчика о том, что все работники сняты с линии и предупреждены о предстоящем включении. При бесперебойной нормальной работе ВЛ в течении суток после включения Государственная приемная комиссия оформляет акт передачи ее в эксплуатацию.

14. Заключение

В курсовом проекте, на основании данных об объекта выполнено обосновании реконструкции электроснабжения, определена категория надежности электроснабжения потребителя. Данные о нагрузках выбраны по каталогам РУМ=81-1, определена преобладающая мощность в дневной максимум. Рассчитан центр электрических нагрузок, определено место установки трансформаторной подстанции и количество ТП. Для обеспечения бесперебойности электроснабжения потребителя принята двух трансформаторная подстанция. С учетом допустимых отклонений напряжения у потребителей в разных режимах работы определены допустимые потери напряжения в ВЛ 10 и 0,4 кВ, приняты соответствующие надбавки трансформатора. С учетом рекомендаций об оперативных переключениях на подстанции, определено количество отходящих линий, трасс их прохождения. Составлены расчетные схемы отходящих линий, рассчитаны нагрузки на участках линий с учетом коэффициента одновременности. Произведен выбор проводов ВЛИ по допустимому току нагрева, сделана проверка по допустимой потере напряжения. Выполнен расчет и выбор проводов наружного освещения. По расчетным нагрузкам отходящих от ТП линий произведен расчет и выбор мощности трансформатора, сделана проверка выбранного трансформатора на работу при систематической нагрузке и при работе в аварийном режиме. Дано описание конструкции ВЛ. Сделано проверка на возможность запуска наиболее мощного электродвигателя, дано заключение о снижении напряжения. Выполнен расчет токов к.з. на шинах ТП и в конце удаленных участков ВЛ. Выбрана защита отходящих линий, сделана проверка на работу в нормальном и аварийных режимах. С целью повышения чувствительности защиты принята дополнительная защита в виде устройства ЗТИ-0,4. Произведен расчет заземления контура ТП и повторных заземлений. Даны рекомендации по соблюдению ТБ при сооружении и эксплуатации ВЛ. Составлена спецификация на выбранное оборудование и материалы при электроснабжении потребителя. В графической части проекта представлена схема электроснабжения объекта, отмечены потребители, место установки ТП, мощности трансформатора, нанесены трассы отходящих от ТП ВЛ, указаны количество и марка выбранных проводников, отмечены места установки светильников наружного освещения и повторных заземлений на ВЛ. В конце линии отмечены расчетные значения потери напряжения в %. Показаны трассы ВЛ 10 кВ.

Список используемых источников

1. Харкута К.С, Яницкий С.В., Ляш З.В Практикум по «Электроснабжению сельского хозяйства» - М.:Агропромиздат, 1992-221с.

2. Каганов И.А. «Курсовое и дипломное проектирование». – М.: Агропромиздат, 1990-351с.
3. Рунов Ю.А. «Электроснабжение промышленных предприятий и с/х». – М.: «Ураджай», 1998-270с.
4. Янукович Г.И., Счастный В.П. «Электроснабжение сельскохозяйственных потребителей». – Мн.: Дизайн ПРО, 2000-176с.
5. Будзко И.А., Зуль И.М. «Электроснабжение сельского хозяйства» - М.: Агропромиздат, 1990-496с.
6. Куценко Г.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт электроустановок.- Мн.: Дизайн ПРО, 2003.-272с.